La prévalence de l’obésité a augmenté de façon significative chez les enfants et les adolescents. Ceci contribue ainsi à détériorer leur santé cardiovasculaire et augmente leurs risques de souffrir de diabète de type 2. L’objectif de ce présent mémoire était d’étudier les effets d’un programme de changement des habitudes de vie (alimentation et activité physique) sur le risque d’adolescents obèses. Au total, 33 adolescents obèses âgés en moyenne de 14 ans ont été recrutés afin de participer à cette étude. Chaque sujet était suivi pendant une période de 16 semaines par une équipe multidisciplinaire. Les résultats indiquent qu’une intervention multidisciplinaire incluant un programme d’activité physique peut améliorer de façon significative le profil cardiométabolique d’adolescents obèses. Cependant, l’intervention qui a été proposée rencontre des limites quant aux effets huit mois plus tard sur les paramètres anthropométriques et métaboliques. / Obese youth experience comorbidities such as type 2 diabetes, metabolic syndrome and cardiovascular disease. As the prevalence of childhood obesity increases, health care professionals are confronted to the challenge of properly treating this condition. The objective of the present study was to assess the impact of a 16-week multidisciplinary intervention program on cardiometabolic in obese adolescents. Thirty-three obese adolescents from 11 to 16 years of age were selected to participate in this study. Each participant was followed by a multidisciplinary team and trained three sessions par week for 16 weeks. Results suggest that a multidisciplinary intervention which include exercise training may significantly improve cardiometabolic risk profile in obese adolescents. However, we found that anthropometric variables and cardiometabolic risk factors were returned to baseline levels only 8 months after the 16-week intervention program.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

L'impact des graisses alimentaires sur la santé, notamment dans les troubles métaboliques tels que le diabète de type 2 (DT2), varie en fonction du type de graisse consommée, enparticulier les acides gras trans industriels (AGTI) et les acides gras trans ruminants (AGTR). Alors que les AGTI, tels que l'acide élaïdique (EA) présent dans les huiles végétales hydrogénées, ont été associés à des résultats métaboliques défavorables, notamment la résistance à l'insuline et l'inflammation des preuves émergentes suggèrent que la consommation d'AGTR, tels que l'acide trans-palmitoléique (TPA) présent dans les produits laitiers et la viande de ruminants, pourrait offrir des bénéfices pour la santé, comme une amélioration de la sensibilité à l'insuline. Cependant, les mécanismes exacts sous-jacents à ces effets restent peu clairs. De plus, la perception sensorielle des graisses influence les préférences alimentaires, ce qui peut affecter les choix alimentaires et les résultats de santé métabolique. L'étude des préférences gustatives entre différents types d'AGT peut fournir des informations sur leurs effets physiologiques et orienter les stratégies pour atténuer les facteurs de risque métabolique. Cette thèse vise à explorer les implications métaboliques des AGTI et des AGTR sur l'expression génique, la composition du microbiome et les profils métaboliques. En utilisant des méthodologies novatrices telles que les nano-vésicules lipidiques pour la délivrance d'AGT et les systèmes IntelliCage® pour les évaluations des préférences gustatives, cette étude cherche à élucider les mécanismes sous-jacents des réponses métaboliques médiées par les AGT et à évaluer leur impact sur les facteurs de risque de DT2. L'hypothèse suggère que la consommation d'AGTR peut conférer des bénéfices métaboliques par rapport aux AGTI, comme en témoignent les modifications des profils omiques, de la composition du microbiome et des métabolites. En enquêtant de manière approfondie sur l'interaction entre les matières grasses alimentaires, la perception du goût et la santé métabolique, cette recherche vise à contribuer à l'amélioration de notre compréhension des stratégies alimentaires pour la prévention et la gestion des troubles métaboliques. Pour l'étude des préférences des graisses alimentaire, vingt-quatre souris femelles C57BL/6 ont été identifiées par micro-puce et logées dans des IntelliCages®. Des AGT nano-encapsulés ou de la lécithine ont été ajoutés à leur eau de boisson en plus d'un régime alimentaire normal. L'étude a duré cinq semaines, au cours desquelles les souris ont été exposées à diverses eaux et AGT/lécithine. Des mesures hebdomadaires des poids des souris, des visites dans les coins, des piquages de nez (NP) et des nombres de léchages ont été enregistrées. Dans les études sur l'expression génique et le microbiome/les métabolites, des souris male C57BL/6 ont été utilisées. Vingt souris ont été réparties en quatre groupes pour l'étude de l'expression génique, tandis que quarante souris ont été divisées également en quatre groupes pour l'étude du microbiome/ des métabolites. Différentes formulations ont été administrées via l'eau de boisson pendant 28 jours : nano-vésicules de lécithine, nano-vésicules contenant de la lécithine avec de l'EA ou du TPA (86:14 p/p), ou de l'eau (témoin), en plus d'un régime alimentaire riche en matières grasses (18% de calories provenant des matières grasses). Des mesures de poids corporel ont été prises tout au long de l'étude, et des échantillons de sang et de selles ont été prélevés le jour 28 pour l'analyse. Les phospholipides plasmatiques ont été analysés par chromatographie en phase gazeuse (GC) dans l'étude de l'expression génique, tandis que l'ARN total a été extrait à partir d'échantillons de tissu adipeux et séquencé. Des échantillons de matières fécales et des poids d'animaux ont été collectés les jours 0, 7 et 28 pour l'étude du microbiome/ des métabolites. Les échantillons de matières fécales ont été soumis à un séquençage de l'ARNr 16S pour le profilage du microbiome intestinal et à une analyse GC/MS pour les concentrations de métabolites fécaux. L'étude a assuré une teneur en AGT stable dans les formulations et une taille de gouttelettes d'émulsion optimisée pour une préférence accrue. Les souris ont montré des préférences similaires pour les vésicules d'AGT nano-encapsulées et celles de lécithine seule, indiquant une préférence générale pour les graisses alimentaires. L'analyse de l'expression génique a révélé des altérations distinctes dans les transcriptomes des tissus adipeux, le TPA induisant des changements dans les voies del'inflammation et du métabolisme du glucose par rapport à l'EA. La consommation de TPA a régulé à la hausse les gènes associés aux réponses immunitaires innées, potentiellement bénéfiques dans la défense de l'hôte. Plus spécifiquement, des voies telles que la signalisation de l'Interleukine-17 (Il-17) et du TNF ont été affectées, suggérant des impacts sur le métabolisme du glucose. De même, l'analyse du microbiome et des métabolites fécaux a démontré des effets différentiels de l'EA et du TPA sur le métabolisme du glucose, la consommation de TPA étant associée à des changements bénéfiques dans les taxons microbiens tels qu'une diminution de Staphylococcus et une augmentation des niveaux d'acides gras à chaine courte (AGCCs), y compris l'acide butyrique et l'acide propionique. Ces résultats suggèrent que le TPA pourrait offrir de plus grands avantages métaboliques que l'EA, soulignant l'importance de comprendre les effets divers des AGT sur la santé métabolique. Étant donné les préférences en matières grasses comparables observées pour le TPA et l'EA, substituer l'EA par le TPA pourrait potentiellement conférer des avantages dans le contexte du DT2. / The impact of dietary fat on health, particularly in metabolic disorders like type 2 diabetes (T2D), varies depending on the type of fat consumed, notably industrial trans fatty acids (I-TFA) and ruminant trans fatty acids (R-TFA). While I-TFA such as elaidic acid (EA), found in hydrogenated vegetable oils, has been linked to adverse metabolic outcomes, including insulin resistance and inflammation, emerging evidence suggests potential health benefits from R-TFA intake such as trans palmitoleic acid (TPA) found in dairy products and meatfrom ruminant animals, including improved insulin sensitivity. However, the exact mechanisms underlying these effects remain unclear. Additionally, the sensory perception of fats influences food preferences, potentially affecting dietary choices and metabolic health outcomes. Investigating taste preferences between different types of TFAs can provide insights into their physiological effects and inform strategies for mitigating metabolic risk factors. This thesis aims to explore the metabolic implications of of I-TFA and R-TFA on gene expression, microbiome composition, and metabolite profiles. Utilizing novel methodologies such as lipid nanovesicles for TFA delivery and IntelliCage® systems for taste preference assessments, this study seeks to elucidate the mechanisms underlying TFA-mediated metabolic responses and evaluate their impact on T2D risk factors. The hypothesis suggests that R-TFA intake may confer metabolic benefits compared to I-TFA, as evidenced by alterations in omics profiles, microbiome, and metabolite composition. By comprehensively investigating the interplay between dietary fats, taste perception, and metabolic health, this research aims to contribute to our understanding of dietary strategies for preventing and managing metabolic disorders. For the fat preference study, twenty-four female C57BL/6 mice were microchipped and housed in IntelliCages®. Nano-encapsulated TFA or lecithin were added to their drinking water alongside a normal diet. The study lasted five weeks, during which mice experienced various water and TFA/lecithin exposures. Weekly measurements of mouse weights, corner visits, nose pokes (NP), and lick numbers were recorded to measure preference for each corner. In both the gene expression and microbiome/metabolite studies, C57BL/6 mice were utilized. Twenty mice were allocated to four groups for the gene expression study, while forty mice were divided equally into four groups for the microbiome/metabolite study. Different formulations were administered via drinking water over 28 days: lecithin nanovesicles, nanovesicles containing lecithin with EA or TPA (86:14 w/w), or water (control), alongside a regular fat diet (18% calories from fat). Body weight measurements were taken throughout, and samples were collected on day 28 for analysis. Plasma phospholipids were analyzed via gas chromatography in the gene expression study, while total RNA was extracted from adipose tissue samples and sequenced. Fecal samples and animal weights were collected on days 0, 7, and 28 for the microbiome/metabolite study. Fecal samples were subjected to 16S rRNA sequencing for gut microbiome profiling and GC/MS analysis for fecal metabolite concentrations. Mice showed similar preferences for TFA vesicles and blank lecithin vesicles, indicating a general preference for dietary fat. Gene expression analysis revealed distinct alterations in adipose tissue transcriptomes, with TPA inducing changes in inflammation and glucose metabolism pathways compared to EA. TPA intake upregulated genes associated with innate immune responses, potentially beneficial in host defense. Similarly, microbiome and fecal metabolite analysis demonstrated differential effects of EA and TPA on glucose metabolism, with TPA intake associated with beneficial shifts in microbial taxa such as decreased Staphylococcus and increased short chain fatty acids (SCFA) levels, including butyric and propionic acids. These findings suggest that TPA may offer greater metabolic benefits than EA, emphasizing the importance of understanding TFA's diverse effects on metabolic health. Given the comparable fat preferences observed for TPA and EA, substituting EA with TPA could potentially confer benefits in the context of T2D.

Le projet de maîtrise présenté dans ce mémoire avait pour objectif de vérifier les effets d’un supplément d’extraits riches en polyphénols provenant de fraises et de canneberges, sur la sensibilité à l’insuline et sur divers marqueurs du métabolisme du glucose et de la santé cardiométabolique d'hommes et de femmes en surpoids et résistants à l'insuline. Pour ce faire, un total de 41 sujets ont consommé pendant 6 semaines un supplément liquide fournissant 330 mg de polyphénols par jour ou un placebo. Un clamp hyperinsulinémique-euglycémique ainsi qu’un test de tolérance au glucose ont été réalisés en pré et post-intervention. Les résultats obtenus révèlent que la consommation régulière de polyphénols de petits fruits peut améliorer la sensibilité à l’insuline périphérique et prévenir une hausse de l’hyperinsulinémie compensatoire, ce qui représente ainsi une approche alternative intéressante en vue d’améliorer le profil métabolique de sujets à risque de développer le diabète.

Au Canada, l'incidence de diabète gestationnel (DbG) est en augmentation. Les femmes ayant reçu un diagnostic de DbG représentent une population à risque de diabète de type 2 (DbT2). L'allaitement serait associé à des effets bénéfiques sur la santé de la mère. En effet, l'allaitement augmenterait la perte de poids post-partum. Il aurait aussi un effet immédiat favorable sur la tolérance au glucose. Cependant, il demeure incertain pour le moment si l'allaitement prévient ou retarde le développement du DbT2 à long terme. Les travaux de ce mémoire visent à déterminer l'impact de l'allaitement sur la concentration, la sensibilité et la sécrétion d'insuline. Les résultats présentés dans ce mémoire suggèrent des effets bénéfiques à long terme de l'allaitement sur le profil d'insuline.

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2016-2017. / Les enfants ayant été exposés au diabète gestationnel (DG) in utero sont à risque de développer différentes complications de santé plus tard dans la vie telles que l’obésité, le diabète de type 2 et les maladies cardiovasculaires. Il devient donc nécessaire de déterminer de nouvelles stratégies de prévention des facteurs de risque de ces maladies chez cette population d’enfants. De plus en plus d’évidences scientifiques suggèrent que l’alimentation en bas âge serait impliquée dans des mécanismes de programmation de la santé à long terme. En ce sens, le but de ce projet était d’évaluer l’impact de l’alimentation du nourrisson, incluant la durée de l’allaitement maternel et le moment d’introduction des aliments solides, sur les profils anthropométriques et métaboliques des enfants d’âge préscolaire et scolaire ayant été exposés au DG in utero. Les résultats de ce projet de maitrise ont permis de déterminer qu’une exposition prolongée à l’allaitement maternel permet une amélioration du profil cardiométabolique des enfants ayant été exposés au DG pendant la grossesse via une réduction de leurs niveaux d’hémoglobine glyquée et de leur pourcentage de masse grasse pendant l’enfance. La durée de l’allaitement maternel exclusif ainsi que le moment d’introduction des aliments solides ne sont cependant pas associés au profil cardiométabolique des enfants. Ces résultats suggèrent donc que la promotion d’une durée d’allaitement maternel plus longue devrait être accentuée chez les femmes ayant un antécédent de DG dans le but de prévenir les complications de santé associées chez leurs enfants. / Children born from mothers with gestational diabetes mellitus (GDM) are at high risk of developing many health problems later in life such as obesity, type 2 diabetes and cardiovascular diseases. Thus, there is an urgent need to find new strategies to prevent risk factors associated with these diseases among this population of children. Increasing evidence suggests that nutrition during infancy could play a major role in long term health programming. Accordingly, this study aims to evaluate the association between early life nutrition, including breastfeeding duration and the timing of solid food introduction, on the anthropometric and metabolic profiles of children exposed to GDM in utero. Results of this study showed that prolonged exposure to breast milk was associated with a better cardiometabolic profile in childhood, demonstrated by a reduction in glycated hemoglobin levels and in fast mass percentage. However, exclusive breastfeeding duration and the timing of solid food introduction were not associated with the cardiometabolic profile of children. These results suggest that promoting breastfeeding among women with previous GDM could be a good strategy to prevent cardiometabolic alterations among this population of high-risk children.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Les Escherichia coli producteur de Shiga-toxines (STEC) sont des bactéries pathogènes majeures en santé publique. Elles sont à l'origine d'épidémies de colites hémorragiques et d'une centaine de cas de syndrome hémolytique et urémique par an, en France. Une classification des STEC (plus de 200 sérotypes) a été établie sur la base d'évaluations du risque par l'étude de marqueurs moléculaires directement impliqués dans la virulence, et l'analyse de données épidémiologiques. La virulence n'est cependant pas toujours clairement associée à des facteurs connus ou suffisamment décrits. L'hypothèse des travaux de thèse a été que le niveau de risque associé aux souches pourrait non seulement s'expliquer par le profil de virulence mais également par des spécificités dans les propriétés métaboliques des sérotypes dont les capacités de résistance aux anti-microbiens. Peu de données sont disponibles sur la physiologie des STEC, hormis les propriétés métaboliques exploitées dans le développement de milieux de culture spécifiques. La grande majorité des études se sont concentrées sur le sérogroupe O157 et très peu sur les non-O157.L'objectif de ce travail a été d'approfondir les connaissances sur les capacités métaboliques des souches de STEC afin d'étudier les relations avec le niveau de risque associé aux souches. Ce travail a été divisé en trois parties : (i) l'étude de la résistance au tellurite de potassium (K2TeO3), un oxyanion fortement dommageable pour les membranes, (ii) l'étude des profils de métabolisation de substrats carbonés et (iii) l'étude des capacités de résistance aux antibiotiques et autres antimicrobiens. Une grande variabilité dans les profils de résistance au K2TeO3 a été observée, ainsi qu'un phénomène d'émergence de mutants spontanés. L'utilisation du tellurite pour la détection des STEC peut induire une sous-estimation de leur prévalence. Les classifications des souches en fonction de leur niveau de risque ont pu cependant être reliées à des profils métaboliques particuliers dont la capacité de résistance à certains antimicrobiens. Ces données ont permis d'observer des évolutions verticales spécifiques de certains sérogroupes mais également certaines convergences évolutives inter-sérogroupes. Ces travaux devraient permettre de faire évoluer la spécificité des méthodologies d'identification et de classification des STEC. Ces données pourront être employées par les gestionnaires du risque pour une identification plus fine des STEC pathogènes / Shiga-toxin producing Escherichia coli (STEC) are major human pathogenic bacteria. These bacteria can cause hemorrhagic diarrheal diseases and Haemolytic and Uremic Syndromes. A risk assessment of more than 200 STEC serotypes has been performed using molecular markers of virulence and epidemiological datasets. However, virulence is not always associated with known or sufficiently described factors, questioning the reliability of such classifications. The hypothesis of this PhD work was that risk levels associated with STEC strains should be related not only to virulence specificities but also other metabolic properties such as a specialization for particular C-sources or resistances towards various antimicrobials. Few data were available on STEC physiology, with the exception of datasets regarding the metabolic properties exploited for the development of specific culture media. The aim of this work was to improve knowledge on STEC metabolic capacities and investigate relationships with their respective risk level. This work was divided into three parts: (i) a study of potassium tellurite (K2TeO3) resistance, an oxyanion highly toxic for cell membranes, (ii) a study of carbon metabolic profiles, and (iii) an exhaustive study of antibiotic and other antimicrobial resistances. A great variability in K2TeO3 resistance profiles was observed, as well as a phenomenon leading to the emergence of significant numbers of spontaneous mutants. The use of tellurite for STEC detection was found to lead to an underestimation of their prevalence in food products. Specific metabolic profiles including resistance to certain antimicrobial substances were found related to STEC classifications into risk levels. These data allowed us to observe specific vertical evolutions of these phenotypes per serogroup but some intergroup evolutionary convergences were also observed. These datasets led to the proposal of novel STEC detection and identification schemes. These schemes can be used by risk assessment managers for a better appreciation of STEC risk hazards among food and environmental samples

Le présent projet de recherche a été réalisé dans le but d'évaluer la contribution du tissu adipeux viscéral dans la relation entre la condition cardiorespiratoire (CCR) et certains paramètres du syndrome métabolique Les travaux réalisés ont permis d'évaluer la relation entre la condition cardiorespiratoire, le tissu adipeux viscéral et le profil de risque cardiométabolique dans un groupe de femme d'âge moyen. Il a été démontré que les femmes caractérisées par une faible CCR avaient significativement plus de tissu adipeux viscéral que celles caractérisées par une CCR élevée ainsi qu'un profil métabolique plus détérioré. Toutefois, après appariement sur la base de l'accumulation de tissu adipeux viscéral, plus aucune différence significative n'était observée au sein des femmes caractérisées par une CCR faible ou élevée. En somme, ces travaux suggèrent que l'accumulation de tissu adipeux viscéral pourrait être un élément central expliquant les liens entre la capacité cardiorespiratoire et les éléments du syndrome métabolique.

La transition vers la ménopause est associée à une modification de la composition corporelle chez la femme menant à une détérioration du profil métabolique et à une augmentation du risque de développer le diabète de type 2, d'où l'importance chez la femme de limiter le gain de poids pendant cette période de la vie. Plusieurs lignes directrices en matières de prévention et de traitement de l'obésité et du diabète de type 2 recommandent la réduction de la consommation de lipides comme principale cible alimentaire. Toutefois, le poids perdu à l'aide des approches de perte de poids axées sur la diminution de la consommation des aliments riches en lipides s'avère difficile à maintenir. De plus, les approches de perte de poids restrictives ont été associées à une augmentation des épisodes d'hyperphagie boulimique et à des symptômes dépressifs, d'où la pertinence de développer de nouvelles interventions de perte de poids non axées sur la restriction et efficaces pour le maintien du poids à long terme. Dans un premier temps, nos travaux ont permis d'approfondir les associations entre le tissu adipeux viscéral et le profil métabolique chez la femme ménopausée et ont démontré que la combinaison d'un tissu adipeux viscéral élevé et d'une faible sensibilité à l'insuline avaient des effets délétères sur les acides gras libres. De plus, l'adiponectine était fortement associée aux composantes du syndrome métabolique et plus particulièrement au métabolisme des triglycérides. Ces résultats soulignent l'importance d'évaluer la répartition du tissu adipeux chez la femme ménopausée ayant un surplus de poids puisqu'une obésité viscérale mène à une détérioration métabolique. Dans un deuxième temps, nos travaux ont démontré qu'une intervention nutritionnelle de perte de poids axée sur des messages positifs et non restrictifs visant l'augmentation de la consommation de fruits et de légumes sans mettre d'emphase sur la restriction en énergie/lipides chez la femme ménopausée n'entraînait pas de perte de poids significative à long terme. Ces résultats suggèrent que ce type d'intervention nutritionnelle de perte de poids ne s'adresse pas à tous et convient probablement mieux aux femmes ayant de bons signaux de satiation.