Une malnutrition périnatale sensibilise au développement, à l’âge adulte, du syndrome métabolique. Ce syndrome est associé à une altération de l’équilibre entre prise alimentaire et dépense énergétique. L’axe hypothalamo-adipocytaire, constitué du système nerveux central et du tissu adipeux, joue un rôle majeur dans le contrôle du métabolisme. En effet, ces deux tissus vont, via la leptine, être capables de réguler la prise alimentaire et la dépense énergétique. Peu de travaux ont porté sur les conséquences de stress périnataux sur la mise en place de l’axe hypothalamo-adipocytaire chez le nouveau-né.Nous avons entrepris, en ciblant nos travaux sur la leptine, d’analyser les conséquences d’une dénutrition maternelle périnatale (DMP) de 50% (modèle FR50) sur la mise en place de cet axe chez le raton de la naissance au sevrage.Les animaux témoins présentent un pic de leptine autour de la deuxième semaine de vie qui est fortement réduit chez les ratons FR50. Cette diminution est associée à une altération des connexions hypothalamiques des neurones à POMC. La réduction des taux de leptine chez le nouveau-né est conjointe à une diminution des concentrations de leptine dans le plasma des mères et dans le lait, ce qui montre que la période de lactation et le statut nutritionnel maternel jouent un rôle capital dans les mécanismes de programmation. En périphérie, les animaux FR50 présentent un changement transitoire de phénotype du tissu adipeux périgonadique, avec l’apparition d’un phénotype de type brun. L’ensemble de nos travaux indique que la DMP modifie la mise en place de l’axe hypothalamo-adipocytaire et que la période de lactation constitue une période clé pour la programmation de mécanismes impliqués dans le contrôle du métabolisme énergétique. / Perinatal malnutrition sensitizes to the development of chronic adult diseases such as the metabolic syndrome. These metabolic disorders frequently result from an imbalance between food intake and energy expenditure.The brain-adipose axis (BAA) that is constituted from central nervous system and adipose tissues plays a crucial role in the regulation of metabolism. These two tissues indeed control both food intake and energy expenditure, via different factors such as leptin. Little is known concerning the consequences of perinatal stress on the development of BAA in newborns,.The major goal of my Ph D was to analyze the consequences of a 50% maternal perinatal undernutrition (FR50 model) on the development of BAA in male rat from birth to weaningControl animals exhibited a plasma surge of leptin around the second week of life while this peak was drasticallyreduced in FR50 pups. This reduction is associated with an alteration of the hypothalamic projections of POMC nerve fibers. The decreased leptin plasma levels in FR50 pups is accompanied by a reduction of leptin concentration both in plasma from mothers as in the milk from undernourished mothers, reinforcing the idea that lactation and nutritional status of the mother during this period are key “programming” factors. Interestingly, in postnatal day (PND) 21 FR50 animals, perigonadal adipose tissue exhibited a transient modification with the acquisition of a brown-like Altogether, our results indicate that maternal perinatal undernutrition modifies the development of the BAA and that lactation is a critical timewindow for the programming of mechanisms involved in the regulation of energy metabolism.

Dans le domaine du neurométabolisme, un modèle indique que la leptine excite directement les neurones pro-opiomélanocortine (POMC) dans le noyau arqué de l'hypothalamus (ARC) pour stimuler l'appétit. Cependant, cette notion a été récemment remise en question suivant, entre autres, des évidences que les neurones POMC sont très hétérogènes. De plus, certains neurones POMC existent dans l'aire rétrochiasmatique (RCA) et la réponse des neurones POMC à la leptine chez les femelles reste incertaine. Par conséquent, il est nécessaire de mieux définir les effets de la leptine sur les neurones POMC de l'ARC et du RCA chez les mâles et les femelles. Dans cette thèse, nous avons cherché à étudier les effets de la leptine sur les propriétés électrophysiologiques des neurones POMC dans l'ARC (POMC$^\mathsf{ARC}$) et le RCA (POMC$^\mathsf{RCA}$) de souris mâles et femelles. Nous avons utilisé l'électrophysiologie de type patch-clamp sur cellules entières pour enregistrer l'activité électrique des neurones POMC$^\mathsf{ARC}$ et POMC$^\mathsf{RCA}$ à même des tranches de cerveau de souris POMC-CreERt2::tdTomato qui expriment la protéine fluorescente Tdtomato dans les neurones POMC adultes exclusivement. Nous avons également étudié si le cycle œstral affecte la réponse des neurones POMC à la leptine chez des souris femelles. L'application de leptine a induit des effets excitateurs et inhibiteurs sur des sous-populations de neurones POMC chez les mâles et les femelles. Il est intéressant de noter que la réponse des neurones POMC$^\mathsf{ARC}$ et POMC$^\mathsf{RCA}$ à la leptine était similaire. De plus, bien que la majorité des neurones POMC provenant de souris femelles ne répondaient pas à la leptine, les réponses des neurones POMC à la leptine entre les mâles et les femelles n'étaient pas statistiquement différentes. Il n'y avait aucune différence dans le pourcentage de neurones POMC à travers les différentes étapes du cycle œstral. Nos résultats révèlent une diversité sous-estimée dans la réponse des neurones POMC à la leptine qui semble exister de manière similaire entre les mâles et les femelles. L'analyse des diverses réponses des neurones POMC à la leptine pourrait être essentielle pour comprendre le rôle de cette population hétérogène dans l'intégration des signaux métaboliques pour réguler l'équilibre énergétique et d'autres fonctions dans des conditions physiologiques et pathologiques, tel que l'obésité. / In the field of neurometabolism, a prevalent model states that leptin directly excites pro-opiomelanocortin (POMC) neurons in the arcuate nucleus of the hypothalamus (ARC) to regulate feeding. However, this notion has been recently challenged by evidence that POMC neurons are greatly heterogeneous. In addition, some POMC neurons exist in the retrochiasmatic area (RCA). Furthermore, the response of female POMC neurons to leptin remains unclear. Therefore, there is a need to better define the effects of leptin on hypothalamic POMC neurons of the ARC and RCA in both males and females. In this thesis, we aimed to study the effects of leptin on the electrical properties of POMC neurons in the ARC (POMC$^\mathsf{ARC}$) and the RCA (POMC$^\mathsf{RCA}$) of male and female mice. We used whole-cell patch clamp electrophysiology to record POMC$^\mathsf{ARC}$ and POMC$^\mathsf{RCA}$ neurons from brain slices of POMC-CreERt2::tdTomato mice which express the fluorescent protein Tdtomato in adult POMC neurons exclusively. We also investigated whether the estrous cycle affects the response of POMC neurons to leptin by analyzing vaginal smears. Bath application of leptin induced excitatory and inhibitory effects on a subset of male and female POMC$^\mathsf{ARC}$ and POMC$^\mathsf{RCA}$ neurons. Interestingly, the responsiveness of POMC$^\mathsf{ARC}$ and POMC$^\mathsf{RCA}$ neurons to leptin was similar. Moreover, although the majority of female POMC neurons were nonresponsive to leptin, the responses of POMC neurons to leptin between males and females were not statistically different. Upon inspection, there were no differences in the percentage of female leptin-responsive POMC neurons across the different stages of the estrous cycle. Our results reveal an underappreciated diversity in the response of POMC neurons to leptin which appear to exist similarly in males and females. Analyzing the diverse responses of POMC neurons to leptin could be key for understanding the role of this heterogeneous population in integrating metabolic signals to regulate energy balance and other functions under physiological and pathological conditions, especially, obesity.