Introduction : L'obésité est causée par un déséquilibre prolongé entre les apports énergétiques et l'activité physique, dépendant du métabolisme de base, de la production de chaleur et des effets thermogéniques du régime et de l'activité physique. Chez les rongeurs, l'obésité induite par le régime peut être obtenue par différents régimes et approches. A cet égard, les régimes hyperlipidiques sont considérés comme les régimes de référence pour générer des modèles de l'obésité chez le rongeur et engendrent des pathologies similaires à celles rencontrées chez l'homme. Cependant, ce régime alimentaire est loin d'être standardisé et a été critiqué sur le fait que la prise énergétique totale et non uniquement les lipides régissait l'accumulation de graisse corporelle chez l'homme. Ainsi, les régimes cafétéria ont été introduits : en offrant en plus d'un régime non purifié un choix de plusieurs aliments appétants, de composition, d'apparence et de texture différentes, ils permettent le développement de l'obésité en déclenchant l'hyperphagie. Objectif : L'objet de ces travaux a été de comparer chez des souris obèses les effets d'un régime hyperlipidique à ceux d'un régime cafétéria sur la prise de nourriture, la prise de poids et les déterminants du métabolisme et de l'homéostase énergétique. Résultats : Nos résultats démontrent qu'un régime hyperlipidique et un régime cafeteria permettent tous deux d'obtenir un phénotype obèse mais sans causer nécessairement les mêmes changements métaboliques. Le régime cafétéria, caractérisé par un contenu en glucides (principalement le sucrose) plus élevé et un contenu en lipides plus faible, semble avoir des conséquences plus néfastes pour le foie et provoque des changements plus prononcés au niveau du microbiote intestinal. Malgré un contenu en cholestérol plus faible que dans le régime hyperlipidique, les souris nourries au régime cafétéria présentaient une cholestérolémie similaire. Les niveaux d'expression des gènes impliqués dans le métabolisme du cholestérol dans l'intestin grêle et le foie suggèrent une augmentation de la synthèse de cholestérol de novo et une modification de son transport, ces effets étant plus marqués chez les souris nourries au régime hyperlipidique. Conclusion : Ces résultats remettent en question le statut des régimes hyperlipidiques pour déclencher l'obésité et pour générer ses pathologies associées. Les régimes cafétéria sont aussi efficaces à cet égard et sont plus proches des régimes consommés chez l'homme.

Les protéines sont considérées comme le macronutriment avec le pouvoir de satiété le plus fort. Pendant la digestion les protéines agissent à différents niveaux: dans l'estomac, elles retardent la vidange gastrique et prolongent donc la distension gastrique agissant ainsi sur le rassasiement; dans l'intestin des acides aminés (AA) et les peptides sont détectés et entraînent l'activation du nerf vague et la libération de médiateurs gastro-intestinaux. Le nerf vague transmet ces signaux vers le complexe vagal dorsal (DVC), responsable du contrôle de l'ingestion. Les peptides gastro-intestinaux ainsi que les AA absorbés sont également détectés au niveau l'hypothalamus, en charge de la régulation de l'équilibre énergétique.<br /> Les mécanismes exacts par lesquels les protéines alimentaires influencent la faim et la satiété ne sont pas encore compris. Pour mieux comprendre ces phénomènes, nous avons réalisé 3 études qui constituent le présent travail de doctorat. Tout d'abord, concernant la transmission des informations relatives à la présence de protéines via le nerf vague, une première étude a montré que les afférences vagales de la zone hépato-portale ne sont pas nécessaires pour la dépression de la prise alimentaire induite par un régime HP. Deuxièmement, nous avons comparé les motifs d'activité neuronale dans le DVC en réponse à une charge protéique ou glucidique. L'utilisation de techniques de modélisation et de reconstruction 3D a permis de montrer que les motifs d'activité neuronale par la présence de protéines et de glucides sont spatialement distinctes. Dans une troisième étude nous avons testé l'effet des protéines sur le métabolisme énergétique et sur la réponse à une stimulation inhibitrice de la faim, ce dernier paramètre ne semble pas être significativement modulé par une augmentation de l'apport en protéine de la ration chez la souris.

Le contrôle de la prise alimentaire est un processus complexe et multifactoriel contrôlé par le système nerveux central. Elle est impliquée dans la régulation du poids corporel, la fourniture de substrats énergétiques ainsi que dans l'apport d'un grand nombre de nutriments nécessaires pour couvrir les besoins spécifiques de l'organisme. Parmi tous les facteurs impliqués dans la prise alimentaire, les sensations hédoniques jouent un rôle important dans les choix alimentaires et la limitation de l'ingestion. La partie théorique de cette thèse prend en considération les aspects physio-anatomiques du contrôle de la prise alimentaire, notamment le plaisir sensoriel et son évaluation, dans le cadre des trois phénomènes hédoniques principaux : le rassasiement conditionné (RC), l'alliesthésie alimentaire (AA) et le rassasiement sensoriel spécifique (RSS). La partie expérimentale tente d'évaluer l'impact des diverses manipulations des aliments (ajout de condiments non-caloriques ou caloriques aux aliments simples et aux mets préparés, offrir des condiments de manière successive ou simultanée, alternance des aliments dans un repas) sur les sensations hédoniques et sur la prise alimentaire à court terme. Quatre études ont été réalisées chez des sujets humains des deux genres, de poids normal et en surpoids. La première étude comprenait trois expériences avec des aliments simples suggérant que le rassasiement spécifique et la prise énergétique dépendent des propriétés sensorielles des aliments et donc de la stimulation sensorielle exercée sur les récepteurs oro-pharyngiens. Dans les conditions expérimentales présentes, l'influence du RSS s'est avérée plus importante que celle de l'AA dans la limitation de l'ingestion spécifique. Toutefois, cette limitation par le RSS a pu être repoussée par la modification des propriétés sensorielles de l'aliment consommé jusqu'au rassasiement spécifique : en parallèle avec la re-augmentation du plaisir pour la saveur, l'ingestion était repris lorsqu'un deuxième aliment de saveur distincte était offert, ou lorsque des condiments non-caloriques étaient ajoutés à l'aliment consommé. La deuxième étude reprenait les données de la première en fonction des caractéristiques anthropométriques et démographiques des sujets et mettait en évidence un contrôle hédonique de la prise alimentaire similaire chez les personnes obèses et de poids normal avec des aliments simples non assaisonnés et non transformés. Ces résultats suggèrent que l'impact de la nature et de la présentation des stimuli alimentaires sur la prise alimentaire peut être plus important que celui des traits liés aux personnes, comme le sexe, l'âge ou l'IMC. La troisième étude introduisait une diversité alimentaire soit successive soit simultanée par ajout de condiments à un repas de type " fast food ", avec pour effet une augmentation du plaisir alimentaire et des quantités ingérées. La diversité successive a été plus efficace sur l'augmentation de l'ingestion que l'accès simultané aux condiments. Ces résultats laissent penser que le renouvellement de la stimulation sensorielle produirait une perturbation du rassasiement sensoriel spécifique, expliquant l'augmentation de la consommation et pouvant jouer un rôle dans l'actuelle épidémie d'obésité. La quatrième étude évaluait l'impact de différents niveaux d'alternance des aliments. Une alternance modérée dans un repas comprenant deux plats différents augmentait la prise alimentaire à court terme, probablement par suite d'une perturbation de l'habituation sensorielle à une saveur donnée, apportant une explication à l'augmentation de l'ingestion avec des repas sensoriellement variés. Des alternances multiples des aliments diminuaient en revanche la consommation, probablement par l'effet d'une surstimulation sensorielle...

Les techniques d’électrophysiologie chez les animaux et d’imagerie fonctionnelle chez l’Homme ont permis d’étudier le contrôle hédonique de la prise alimentaire. Ce contrôle hédonique n’a cependant jamais été exploré chez l’Homme par l’étude des potentiels évoqués gustatifs (PEG), de meilleure résolution temporelle que l’imagerie fonctionnelle. Le premier objectif de la thèse a été de mettre au point une technique fiable et reproductible de recueil des PEG, en regard des aires cérébrales gustatives, en réponse à une stimulation sapide. Le deuxième objectif a été d’étudier les variations des PEG en fonction de la valeur hédonique de la prise alimentaire. Le travail de thèse a permis de mettre au point l’enregistrement des PEG, réalisés chez plus de 100 jeunes sujets sains. Les comparaisons effectuées entre les enregistrements cérébraux obtenus en réponse à l’eau seule ou à l’huile de paraffine, solutions non palatables, et après stimulation par une solution sapide ont permis d’apporter des arguments forts en faveur de l’origine gustative des potentiels évoqués enregistrés. L’analyse des PEG a permis de mettre en évidence des modifications de l’activation cérébrale en fonction du plaisir alimentaire, traduites par des changements de latence ou d’amplitude des PEG. Plusieurs situations connues pour faire varier le plaisir alimentaire ont été étudiées : avant/après repas ; stimulation par des solutions sucrées d’intensités différentes ou de valeurs énergétiques différentes ; stimulation par des acides gras. Des PEG en réponse aux acides gras à longue chaine (acides linoléiques) ont été enregistrés par ce biais, renforçant l’hypothèse du «gras» en tant que sixième saveur primaire. / Hedonic control of food intake has been studied using neurophysiological investigations in animals and functional imaging in humans. Gustatory evoked potentials (GEPs), a higher time resolution technique than functional imaging, have never been used for this purpose. The first aim of this thesis was to establish a reliable recording of GEPs in humans, in response to a sapid stimulus. The second aim was to determine the GEPs modifications according to the hedonic value of food intake. GEPs recording was performed in response to an intermittent stimulation of a sapid solution in more than 100 young healthy subjects. The comparisons between cerebral recordings in response to water or paraffin oil, non palatable solutions, and in response to sapid solutions (sucrose, sodium chlorure and fatty acids) allow us to advance strong arguments for the gustative nature of the recorded evoked potentials. GEPs analysis underlined changes in cerebral activation according to the hedonic value of the stimulus. These changes in cerebral activation were highlighted by modifications of GEPs latency or amplitude. Several physiological situations, marked by different pleasantness of food stimulation, were studied: before/after food intake, stimulation by sweet solutions with different concentrations or different caloric contents, stimulation by fatty acids. Moreover, GEPs in response to long chain fatty acids (linoleic acids) were recorded, reinforcing the hypothesis that fatty acids could be the sixth primary flavor.

Le système endocannabinoïde (SEC) a récemment émergé comme un important modulateurde la prise alimentaire et de la balance énergétique. Les récepteurs cannabinoïdes de type 1(récepteurs CB1) et ses ligands endogènes, le 2-arachidonoyl-glycérol (2-AG) et l’anandamide(AEA), sont largement présents au sein du cerveau ainsi qu’au niveau des organespériphériques impliqués dans la régulation du métabolisme énergétique, tels que le foie, letissu adipeux, les muscles squelettiques, le pancréas et le tractus gastro-intestinal. Lastimulation pharmacologique des récepteurs CB1 conduit généralement à une augmentation dela prise et du stockage énergétique, tandis que les antagonistes CB1 exercent les effets opposéschez l’animal ainsi que chez l’homme. De surcroît, des corrélations ont été établies entre unesur régulation pathologique du SEC et les troubles métaboliques.Pourtant, plusieurs preuves indiquent que la relation entre le SEC et le métabolismeénergétique pourrait être plus complexe, probablement à cause de la multiplicité des sites oùle SEC peut agir à travers l’organisme. L’objectif général de ce travail de thèse fut dedisséquer les différents mécanismes par lesquels le SEC régule la prise alimentaire etl’équilibre énergétique. Le premier Chapitre de cette thèse détaille les mécanismes neuronauxmodulant l’équilibre énergétique chez les mammifères. Dans le Chapitre II, nous analysonsles différents types neuronaux cérébraux responsables de l’impact de la signalisation desrécepteurs CB1 sur la prise alimentaire stimulée. Dans le Chapitre III, nous proposons que leblocage pharmacologique des récepteurs CB1 exerce un effet anorexigène en agissant sur lesneurones périphériques sympathiques. Enfin, au cours du Chapitre IV nous disséquons le rôlepossible des récepteurs CB1 sur la balance énergétique.Les antagonistes CB1 ont été montrés comme n’exerçant que des effets anorexigènestransitoires, ceux-ci disparaissant après quelques semaines de traitement chez l’animal etquelques mois chez des patients obèses. De plus, les agonistes CB1 résultent en des effets biphasiques typiques. En effet, des doses faibles à modérées augmentent la prise alimentairechez l’animal tandis que de fortes doses diminuent les comportements d’ingestion. Lesrécepteurs CB1 sont exprimés sur différentes populations neuronales, dont les neuronesGABAergiques et glutamatergiques corticaux. Puisque l’activation des récepteurs CB1 induitgénéralement une réduction de la libération des neurotransmetteurs, il est probable que leseffets manifestement contradictoires des manipulations pharmacologiques soient dus à cetteexpression différentielle des récepteurs CB1. En combinant les approches pharmacologiqueset génétiques, nous avons montré que les récepteurs CB1 localisés au niveau du striatumventral sont associés à une action hypophagique via une inhibition de la transmissionGABAergique. Au contraire, les récepteurs CB1 cérébraux modulant les transmissionsexcitatrices sous-tendent l’effet orexigène bien connu des cannabinoïdes (Chapitre II).L’injection aiguë de l’antagoniste CB1, le SR141716 (Rimonabant) a un puissant effetanorexigène dans des conditions de prise alimentaire stimulée, telles que l’hyperphagieinduite par le jeûne. Néanmoins, la nature de cet effet (centrale versus périphérique) ainsi queles circuits neuronaux impliqués sont encore objets d’investigations. Dans le Chapitre III,nous mettons en évidence que l’hypophagie induite par le Rimonabant est indépendante d’unemodulation des transmissions GABAergique, glutamatergique corticale ou sérotoninergiquepar les récepteurs CB1 dans le cerveau, aussi bien que d’actions intrinsèques des récepteursCB1 au niveau de différents noyaux hypothalamiques. En fait, le Rimonabant inhibe la prisealimentaire stimulée en potentialisant directement l’activité du système périphériquesympathique.En ce qui concerne les fonctions métaboliques du SEC, il n’est actuellement pas encoreclairement établi si ce sont les récepteurs CB1 exprimés sur les neurones ou ceux localisés surles organes métaboliques périphériques qui jouent un rôle majeur dans le contrôle du stockageet de la consommation énergétique dans des conditions physiologiques ou pathologiques.Dans ce scenario, au Chapitre IV, nous montrons que les récepteurs CB1 neuronaux jouent unrôle clé dans le développement de l’obésité induite par la diète. Les souris mutantesconditionnelles caractérisées par une délétion des récepteurs CB1 au niveau des neurones duprosencéphale et des neurones périphériques sympathiques (connus pour contrôler la prisealimentaire et le poids corporel) mais pas au niveau des organes périphériques, exhibent unphénotype de type mince ainsi qu’une résistance à l’obésité induite par la diète. Ce phénotyperésulte d’une augmentation de l’oxydation des lipides et de la thermogenèse associée à unediminution de l’absorption énergétique due à une potentialisation de l’activité sympathique.Dans le Chapitre V, nous discutons de la signalisation neuronale des récepteurs CB1 commeune clé déterminante de l’action du SEC sur l’équilibre énergétique. Nous proposons que lesrécepteurs CB1 exercent un contrôle bimodal sur le comportement alimentaire et régulent lesdépenses énergétiques ainsi que l’activité du système nerveux sympathique. Les différencesentre le rôle des agonistes endogènes versus exogènes des récepteurs CB1, mais aussi entre lesagonistes versus antagonistes suggèrent que ces récepteurs pourraient bénéficier de propriétéspharmacologiques particulières à la signalisation du type cellulaire impliqué. / The endocannabinoid system (ECS) has recently emerged as an important modulator of foodintake and energy balance. Cannabinoid type-1 (CB1) receptor and endogenous ligands, 2-arachidonoyl-glycerol (2-AG) and anandamide (AEA), are largely present in the brain and inperipheral organs involved in the regulation of energy metabolism, such as liver, adiposetissue, skeletal muscle, pancreas and GI tract. Pharmacological CB1 stimulation generallyleads to an increase in energy intake and storage, whereas CB1 antagonists exert the oppositeeffects in both animals and humans. Furthermore, there is evidence of correlations betweenpathological ECS up-regulation and metabolic diseases.However, several pieces of evidence indicate that the relationship between the ECS andenergy intake and metabolism might be more complex than previously believed, likely due tothe different sites where the ECS could act in the body. The general aim of this Thesis workwas to dissect the different mechanisms through which the ECS regulates food intake andenergy balance. The first Chapter of this Thesis is an overview of the neuronal mechanismsregulating energy balance in mammals. In Chapter II, we analysed the brain neuronal typesresponsible of the impact of CB1 signalling on stimulated food intake. Chapter III, reveals thatthe pharmacological blockade of CB1 exerts anorectic effect acting at peripheral sympatheticneurons. Then (chapter IV) we dissected the possible impact of neuronal CB1 onto energybalance.CB1 antagonists were shown to exert only transient anorectic effects, which disappear afterfew weeks of treatment in animals and few months in obese patients. Furthermore, CB1agonists show typical biphasic effects, with low-to-moderate doses increasing food intake inanimals, and high doses decreasing ingestive behaviour. CB1 is expressed in many differentneuronal populations, including GABAergic and cortical glutamatergic neurons. As thegeneral effect of CB1 activation is a reduction of neurotransmitter release, it is possible thatthese apparently discrepant effects of pharmacological manipulations are due to thedifferential expression of the receptor. By using combined pharmacological and geneticapproaches we found that ventral striatal CB1 receptors are endowed with a hypophagicimpact through inhibition of GABAergic transmission. Conversely, brain CB1 receptorsmodulating excitatory transmission mediate the well-known orexigenic effects ofcannabinoids (Chapter II).The acute injection of CB1 antagonist SR141716 (Rimonabant) has an important anorecticeffect in condition of stimulated food intake, such as fasting-induced hyperphagia. However,the nature of this effect (central versus peripheral) as well as the neuronal circuits involved isstill matter of investigation. In Chapter III we show that rimonabant-induced hypophagia isindependent from CB1 modulation of GABAergic, cortical glutamatergic and serotoninergictransmission in the brain, as well as intrinsic actions of CB1 in different hypothalamic nuclei.In fact, rimonabant inhibits stimulated food intake by directly enhancing peripheralsympathetic actions.In relationship to metabolic functions of the ECS, it is not yet clear whether CB1 receptorsexpressed on neurons or on peripheral metabolic organs play a major role in the control ofenergy storage and consumption in both physiological and pathological conditions. In thisscenario, in Chapter IV, we show that neuronal CB1 receptors play a key role in thedevelopment of diet-induced obesity. Conditional mutant mice lacking CB1 expression inforebrain neurons and sympathetic peripheral neurons, known to control food intake and bodyweight, but not in peripheral organs, displayed a lean phenotype and resistance to diet-inducedobesity. This phenotype results from an increase in lipids oxidation and thermogenesis and adecrease in energy absorption due to an increase of the sympathetic tone.As discussed in the Chapter V, neuronal CB1 signalling is a key determinant of the ECSaction on energy balance, by exerting a bimodal control of feeding behaviour and byregulating energy expenditure and sympathetic nervous system activity. The differencesbetween the role of endogenous versus exogenous CB1 agonists, as well as between agonistsversus antagonists suggest that this receptor may have different pharmacological propertiesaccording to the cell type-specific signalling involved.

Le 26RFa est un neuropeptide de la famille des RFamide initialement isolé à partir d’un extrait de cerveaux de grenouille par notre laboratoire grâce à des anticorps dirigés contre le motif Arg-Phe-NH2 du NPFF de boeuf. Simultanément, deux laboratoires pharmaceutiques ont identifié le GPR103, un récepteur couplé aux protéines G jusque là orphelin, comme étant le récepteur de ce neuropeptide. Depuis, le GPR103 a été renommé QRFPR pour Pyroglutamylated RFamide peptide receptor. L’ADNc du pro-26RFa a été cloné chez différentes espèces, de l’amphioxus Branchiostoma floridae jusqu’à l’homme, ce qui a permis d’identifier dans le précurseur plusieurs sites de clivage potentiels par les prohormone convertases susceptibles de générer, outre le 26RFa, une forme allongée en N-terminal, le 43RFa aussi dénommé QRFP, et un peptide situé à l’extrémité C-terminale des 26RFa et 43RFa, le 26RFa(20-26), dont la séquence (GGFSFRF-NH2) est hautement conservée des amphibiens aux mammifères. Des expériences menées in vivo ou ex vivo chez le rongeur ont montré que le 26RFa et/ou le QRFP augmentent de façon dose-dépendante la consommation de nourriture, stimulent la sécrétion de gonadotropines et d’aldostérone et modulent la libération d’insuline induite par le glucose. Par ailleurs, l’invalidation du gène codant le QRFPR chez la souris provoque une ostéoporose sévère. L’ensemble de ces données indique que le 26RFa pourrait exercer diverses activités biologiques chez les vertébrés telles que le contrôle de la prise alimentaire, de l’insulinémie, de la reproduction, de l’homéostasie hydrominérale et de l’ostéogenèse. Enfin, il avait été montré précédemment que le 26RFa(20-26) mime les effets orexigèniques, insulinostatiques et hypophysiotropes du peptide de référence. Dans le cadre de cette thèse, nous nous sommes fixés comme objectifs de répondre aux questions suivantes (1) quel est l’impact de la variation de la longueur de la chaîne et de l’alkylation de la fonction guanidinium de l’Arg25 du 26RFa(20-26) sur l’activation du QRFPR ? (2) quel est l’effet d’analogues remarquables du 26RFa humain sur la prise alimentaire et l’homéostasie glucidique chez la souris ? et (3) la boucle extracellulaire reliant les domaines transmembranaires 4 et 5 (ECL2) du QRFPR présente-t-elle réellement une hélice-α dans le récepteur in cellulo et est-elle capable d’interagir avec l’hélice-α du 26RFa ? / 26RFa is a neuropeptide of the RFamide family, originally isolated from a frog brain extract by using antibodies raised against the Arg-Phe-NH2 motif. Concomitantly, two pharmaceutical companies have shown that 26RFa is the endogenous ligand of the former orphan G protein-coupled receptor GPR103 now renamed QRFPR. Analysis of the human 26RFa precursor indicates that pre-pro26RFa may generate several additional peptides including an N-terminally extended form (43RFa) and a truncated peptide 26RFa(20-26) (GGFSFRF-NH2) which is strictly conserved in mammals. In rodents, 26RFa and 43RFa induce a dose dependent increase in food intake, stimulate secretion of gonadotropins and aldosterone, as well as modulating glucose-induced insulin release. Furthermore, QRFPR-knockout mice suffer from osteopenia and exhibit the characteristic kyphotic hump of osteoporotic patients. Altogether these data indicate that 26RFa may exert diverse biological activities in vertebrates such as food intake control, reproduction and osteogenesis. It is important to note that the Cterminal heptapeptide, 26RFa(20-26), mimics the orexigenic and gonadotropic effects of 26RFa. The purpose of the present study was (1) to determine the impact of Arg25-modified 26RFa(20-26) analogues on the activation of the QRFPR (2) to evaluate the effect of remarkable analogues of hQRFPR, in vivo in a food intake and glucose homeostasis paradigm (3) to evaluate if the second extracellular loop (ECL2) of the QRFPR really presents a short α-helix and is able to interact with 26RFa α-helix?

L’intégrité fonctionnelle des organismes vivants, Homme y compris dépend des rythmes biologiques. La perturbation de ces rythmes due aux conditions de vie du monde moderne (travail posté, jet-lag,…) ou des circonstances naturelles (vieillissement), favorise l’installation de pathologies spécifiques (troubles du sommeil, l’obésité, le diabète,…). Afin de retarder l’apparition de ces troubles, la conception des projets expérimentaux sur des modèles d’animaux diurnes et des modèles d’animaux vivants dans des biotopes particuliers où l’Homme est présent (zone désertique) est nécessaire. Le but de ma thèse est d’essayer de comprendre les mécanismes neurophysiologiques d’adaptation aux conditions environnementales extrêmes chez le dromadaire (adapté à la chaleur) et le hamster d’Europe (adapté au froid). Une première partie révèle qu’en plus de la photopériode, la température ambiante est un véritable synchroniseur de l’horloge biologique du moins en absence du cycle lumière-obscurité. Dans une seconde partie, notre objectif était de vérifier si les variations saisonniers de la température ambiante sont capables comme les changements photopériodiques d’induire des modifications saisonnières sur le rythme de mélatonine et/ou de la température corporelle. Nous avons commencé par la vérification de l’existence de l’hétérothermie adaptative chez le dromadaire surtout que ce phénomène a été contesté récemment. Nos résultats démontrent que le dromadaire privé d’eau de boisson et placé sous des températures ambiantes élevées, adopte une régulation complexe de thermorégulation caractérisée par une alternance quotidienne de phase de poïkilothermie et d’homéothermie. Cet état d’hétérothermie a également été observé chez des dromadaires parfaitement hydratés, sujet d’une restriction alimentaire. Nos résultats concluent donc que l’hétérothermie adaptative chez le dromadaire est une combinaison de plusieurs facteurs qui interagissent le long du cycle lumière-obscurité, à savoir la température ambiante, la privation hydrique et la prise alimentaire. Finalement, nous avons démontré chez le hamster d’Europe que les neurones des noyaux arqués sont capables d’intégrer le signal photopériodique et cela indépendamment de la présence de la mélatonine. L’existence de ce mécanisme particulier d’intégration de la photopériode chez d’autres mammifères y compris l’Homme doit maintenant être recherchée. Nos résultats ouvrent la voie à la mise en évidence de son intérêt pratique dans le contrôle des rythmes biologiques en particulier dans celui des rythmes circannuels. / The functional integrity of living organisms, including human, depends on the biological rhythms. Disruption of these rhythms due to the living conditions of the modern world (shift work, jet lag ...) or natural circumstances (aging), leads various abnormalities (sleep disorders, obesity, diabetes ...). In order to understand pathophysiology of these abnormalities and adaptation in extreme environment, we need to design experiments on diurnal animals that cohabitate with human in specific biotopes. The aim of my thesis is to understand the neurophysiological mechanisms of adaptation to extreme environmental conditions in the camel (adapted to heat) and the European hamster (adapted to cold). Earlier we found that in addition to photoperiod, ambient temperature is a real synchronizer of the biological clock, at least in the absence of light-dark cycle. In the second part of my project, we investigated if seasonal variations of ambient temperature are capable to changes the rhythm of melatonin secretion and/or body temperature like photoperiod. Since heterothermy in camel challenged recently, we started our study by confirming the existence of adaptive heterothermy in camels. Our results demonstrate that dehydrated camels during exposure to daily heat show adaptive heterothermy. This mechanism is more complex because it is characterized by a daily alternation of two periods of poikilothermy and homeothermy. This adaptive heterothermy was also observed when camels are hydrated and food deprived. Based on our results, we can conclude that adaptive heterothermy in the Arabian camel is a combination of three factors interacting throughout the light-dark cycle: heat stress, water restriction, and level of food intake. Finally, we have demonstrated in European hamster that neurons of the arcuate nucleus are able to integrate photoperiodic signal, independent of melatonin. The existence of this particular mechanism of integration of photoperiod in other mammals including humans must be investigated. Our results promote to study the role of this new mechanism of integration of photoperiod in the control of biological rhythms in particular the circannual rhythms

La malnutrition liée au vieillissement est souvent accompagnée de nombreux dérèglements et dysfonctionnements métaboliques, notamment la perturbation de l'homéostasie énergétique (installation de l’insulinorésistance), la fragilité, la diminution de la masse musculaire et les troubles de la réponse immunitaire. Ainsi, la manipulation nutritionnelle, au cours du vieillissement, est considérée comme l'une des solutions possible pour prévenir et traiter ces troubles. Parmi les substances nutritives qui ont été largement étudiées, la composition en protéines (acides aminés), la qualité des lipides (AGPI n-3) et les micronutriments (vitamine D).L’objectif de cette thèse consiste à déterminer l’impact de la dénutrition et d’évaluer le potentiel d'une des formules de réalimentation contenant un mélange à haute teneur en protéines solubles du lait, associées à de la matière grasse laitière, enrichie en acides gras polyinsaturés de la famille omega 3 (précurseur ALA et DHA) et en vitamine D sur la composition en acides gras (AG) du plasma, des globules rouges et du cerveau ainsi que ses conséquences sur les marqueurs du statut inflammatoire, la réponse hépatique à l’insuline, l'expression de gènes impliqués dans la régulation de l'homéostasie énergétique et l’inflammation hypothalamique, chez des rats âgés préalablement soumis à une restriction alimentaire. Dans un premier temps, nous avons montré que la restriction alimentaire de trois mois, non carencée en ALA, induit une perte importante en omega3 (ALA et dérivés LCn-3) alors que le dérivé ARA de la série n-6 est peu modifié, conduisant ainsi à une élévation du statut pro-inflammatoire exprimé sous forme d’une augmentation du ratio ARA/LCn-3.Toutefois, les quatre semaines de réalimentation, notamment avec la formule contenant le mélange matière grasse laitière, colza et DHA, associé à de la caséine ou des protéines solubles du lait, restaure 1/ les valeurs de DHA du cerveau non restaurées par un régime contrôle de renutrition, 2/ augmente les valeurs des dérivés LCn-3 (EPA, DHA) à des niveaux supérieurs à ceux d’un régime contrôle non dénutris et de renutrition. Cette augmentation s’accompagne d’une réduction des valeurs d’ARA, induisant une baisse drastique dans le plasma et les globules rouges du ratio ARA/EPA. Ces formules montrent pour la première fois qu’elles peuvent induire une réduction très importante du statut inflammatoire par rapport à celui observé généralement chez les vieux rats et pourrait présenter un intérêt beaucoup plus général en prévention des pathologies associées au vieillissement, liées ou non à la dénutrition.Dans un second temps, nous avons montré que la restriction alimentaire de trois mois entraîne 1/ une augmentation de l’expression du récepteur à l'insuline dans l'hypothalamus, le foie et le tissu adipeux, accompagnée d'une augmentation du facteur pro-inflammatoire TNFα dans l’hypothalamus. Cependant, la réalimentation de quatre semaines entraîne 2/ un gain de poids similaire et maintient l’insulinosensibilité hépatique. En effet, nous avons montré, pour la première fois, qu’une réalimentation avec les régimes comportant le mélange MGLA/colza/DHA, permettrait 3/ d’augmenter la prise alimentaire et de diminuer l’inflammation hypothalamique, notamment, avec la formule complète contenant un mélange de haute teneur en protéines solubles de lait, associée à la matière grasse laitière /colza/DHA et enrichie en vitamine D. / Malnutrition related to aging is often accompanied by many metabolic disorders, including the disruption of energy homeostasis (installation of insulin resistance), fragility, decreased muscle mass and immune response deficiency. Thus, the nutritional manipulation, during aging, is considered to be a solution to prevent these disorders or to treat and limit damages. Amongst the nutrients that have been widely studied, we find the quality of proteins (or amino acids), of lipids (n-3 PUFA) and micronutrients (vitamin D).The aim of this thesis is to determine the impact of undernutrition and assess the potential of the refeeding formulas containing a high content of soluble protein of milk, associated with milk fat enriched with omega3 polyunsaturated fatty acids (ALA precursor and DHA) and vitamin D, on the fatty acid (FA) of the plasma, red blood cells and brain and its consequences on markers of inflammatory status, the hepatic response to insulin, the expression of genes involved in the regulation of energy homeostasis as well as hypothalamic inflammation, in old rats previously submitted for food restrictionAs a first step, our results showed that the dietary restriction of three months, despite being only moderately ALA deficient, induced a drastic loss omega3 (ALA and derivatives LCn-3), whereas a weak increase of ARA derived from n-6 series is observed, leading to a rise of the pro-inflammatory state expressed as an increase in the ratio ARA/LCn-3.However, we have shown that the four-week-refeeding formulas containing a blend of dairy-fat, rapeseed and DHA associated with casein or milk soluble proteins, restored 1 / DHA values of the brain not previously restored by the refeeding control diet, 2 /increases the values of LCn-3 derivatives (EPA, DHA) to levels above those obtained with the control non-malnourished and refeeding diets. This increase was accompanied by a reduction in ARA values, leading to a drastic drop in plasma and red blood cells ratio ARA / EPA. These formulas show for the first time that they can induce a very significant reduction of inflammatory status compared to that usually seen in old rats and could therefore present a more general interest in prevention of ageing diseases associated or not to undernutrition.In a second step, our results showed that dietary restriction of three months resulted 1/increased expression of the insulin receptor in the hypothalamus, liver and adipose tissue, accompanied by an increase of the proinflammatory factor TNF in the hypothalamus. However, the four-weeks-refeeding produces 2/ a similar weight gain and maintains hepatic insulin sensitivity. Indeed, we showed, for the first time, that refeeding, with diets containing the blend of dairy-fat / rapeseed / DHA, would 3/ increase food intake and decrease the hypothalamic inflammation, especially with the full formula containing a mixture of high content of soluble milk proteins, associated with dairy-fat / rapeseed / DHA fortified with vitamin D.