La variété de l'offre alimentaire actuelle incite à l'hyperphagie qui est en partie responsable de la prise de poids corporel. Réduire la consommation est ainsi devenu une contrainte pour une certaine partie de la population. Dans ce contexte, les fibres, qui sont des glucides non-digestibles dans l'intestin grêle, permettent de réduire la prise alimentaire, d'atténuer les sensations de faim et/ou d'augmenter les sensations de satiété. Cependant, les mécanismes comportementaux, périphériques et centraux à l'origine de ces effets sont mal-connus. Leur capacité à maintenir cet effet anorexigène en présence d'autres nutriments comme les lipides et les protéines a également été très peu étudiée.L'étude de ces mécanismes est l'objet de cette thèse. Des fibres telles que la gomme de guar (GG) fortement viscosifiante et le fructo-oligosaccharide (FOS) très fermentescible ont été administrées, en début de journée, aux souris sous forme de solution à raison de 700 µL et à une dose de 3%, 5% et 14% via un gavage intra-gastrique. Cette étude a montré que les solutions fortement visqueuses, notamment le GG 5% et le mélange GG-FOS 14% étaient les seules capables d'exercer un effet anorexigène à court terme comparées aux solutions moins visqueuses comme l'eau, le GG 3%, le FOS 14% et les solutions de nutriments comme les protéines (peptides de caséine) et les lipides (huile de colza) qui fournissent 10% de l'ingéré calorique quotidien des animaux (1.2 kcal). Pour le cas du mélange visqueux GG-FOS 14%, la baisse de la prise alimentaire est due au rassasiement (réduction de 50% de la taille et de la durée du repas dans les 30 premières minutes post-ingestion). Cette baisse, non compensée jusqu'à la fin de la journée, n'est pas associée à une aversion gustative conditionnée. Ce rassasiement est dû à l'intégration au niveau du centre de contrôle de la taille du repas (NTS), des signaux vagaux de distension gastrique et de la cholecystokinine (CCK). Quand les fibres visqueuses GG 5% et GG-FOS 14% sont mélangées avec des protéines, elles perdent leur effet anorexigène. L'action de les mélanger avec les lipides a par contre montré que seul le mélange visqueux GG-FOS 14% est capable d'exercer un effet anorexigène. L'effet anorexigène du mélange lipide et GG-FOS 14% est dû au niveau de chaque repas aux signaux mécaniques gastriques et CCK vagaux, et à l'axe PYY- système mélanocortique hypothalamique pour le maintien de l'effet sur la journée.En conclusion, les fibres visqueuses sont des nutriments qui peuvent participer au contrôle de la prise alimentaire en stimulant le rassasiement. Elles sont capables de maintenir cet effet en milieu lipidique. Elles pourraient ainsi être ajoutées aux aliments riches en lipides pour mieux contrôler la prise alimentaire et le poids corporel. / The various types of food currently marketed encourage people to eat more, thus leading to weight gain, and reducing food intake has become challenging. To help deal with this, it was shown that dietary fibers decreased food intake and/or feelings of hunger while increasing those of satiety. However, the behavioral, peripheral and central mechanisms underlying this phenomenon are not well known. This study was undertaken in order to characterize these mechanisms. Dietary fibers such as the highly viscous guar gum (GG) and the highly fermentable fructo-oligosaccharide (FOS), in doses of 3%, 5% and 14%, were given to mice by intra-gastric gavage of 700 µL volume. It appeared that highly viscous fibers such as GG 5% and the mixture GG-FOS 14% were able to decrease food intake compared to less viscous preloads such as water, FOS and nutrient solutions (protein solution with casein peptides, lipid solution with rapeseed oil supplying 1.2 kcal or 10% of daily energy intake in mice). Specifically, the mixture GG-FOS 14% induced satiation by reducing the size and duration of meals during the first 30 min post-treatment. This effect was neither compensated for by the end of the day, nor was it associated with conditioned taste aversion. The GG-FOS 14% -induced satiation was due to gastric distension and vagal CCK signaling which were integrated at the level of the NTS, a nucleus controlling meal size. Moreover, mixing GG 5% and GG-FOS 14% with protein abolished their food intake inhibitory effect. In contrast, when mixed with lipid, GG-FOS 14% maintained its anorexigenic effect. The mixture of lipid and GG-FOS 14% stimulated satiation which involved vagal CCK signaling, gastric distension and the NTS. Additionally, the communication between systemic PYY and melanocortic neurons at the level of the hypothalamus was implicated in the anorexigenic effect of this mixtureIn conclusion, viscous dietary fibers can control food intake by stimulating satiation. They are able to maintain their anorexigenic effect in lipid media such that they can be added to foods containing more fat in order to control food intake and body weight.

La variété de l'offre alimentaire actuelle incite à l'hyperphagie qui est en partie responsable de la prise de poids corporel. Réduire la consommation est ainsi devenu une contrainte pour une certaine partie de la population. Dans ce contexte, les fibres, qui sont des glucides non-digestibles dans l'intestin grêle, permettent de réduire la prise alimentaire, d'atténuer les sensations de faim et/ou d'augmenter les sensations de satiété. Cependant, les mécanismes comportementaux, périphériques et centraux à l'origine de ces effets sont mal-connus. Leur capacité à maintenir cet effet anorexigène en présence d'autres nutriments comme les lipides et les protéines a également été très peu étudiée.L'étude de ces mécanismes est l'objet de cette thèse. Des fibres telles que la gomme de guar (GG) fortement viscosifiante et le fructo-oligosaccharide (FOS) très fermentescible ont été administrées, en début de journée, aux souris sous forme de solution à raison de 700 µL et à une dose de 3%, 5% et 14% via un gavage intra-gastrique. Cette étude a montré que les solutions fortement visqueuses, notamment le GG 5% et le mélange GG-FOS 14% étaient les seules capables d'exercer un effet anorexigène à court terme comparées aux solutions moins visqueuses comme l'eau, le GG 3%, le FOS 14% et les solutions de nutriments comme les protéines (peptides de caséine) et les lipides (huile de colza) qui fournissent 10% de l'ingéré calorique quotidien des animaux (1.2 kcal). Pour le cas du mélange visqueux GG-FOS 14%, la baisse de la prise alimentaire est due au rassasiement (réduction de 50% de la taille et de la durée du repas dans les 30 premières minutes post-ingestion). Cette baisse, non compensée jusqu'à la fin de la journée, n'est pas associée à une aversion gustative conditionnée. Ce rassasiement est dû à l'intégration au niveau du centre de contrôle de la taille du repas (NTS), des signaux vagaux de distension gastrique et de la cholecystokinine (CCK). Quand les fibres visqueuses GG 5% et GG-FOS 14% sont mélangées avec des protéines, elles perdent leur effet anorexigène. L'action de les mélanger avec les lipides a par contre montré que seul le mélange visqueux GG-FOS 14% est capable d'exercer un effet anorexigène. L'effet anorexigène du mélange lipide et GG-FOS 14% est dû au niveau de chaque repas aux signaux mécaniques gastriques et CCK vagaux, et à l'axe PYY- système mélanocortique hypothalamique pour le maintien de l'effet sur la journée.En conclusion, les fibres visqueuses sont des nutriments qui peuvent participer au contrôle de la prise alimentaire en stimulant le rassasiement. Elles sont capables de maintenir cet effet en milieu lipidique. Elles pourraient ainsi être ajoutées aux aliments riches en lipides pour mieux contrôler la prise alimentaire et le poids corporel.

Pas de résumé.

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... / The control of food intake is a complex and multifactorial process controlled by the CNS. It is implicated in the regulation of body weight and the supply of energy substrates, as well as the supply of a panoply of nutrients to cover the specific needs of the organism. Among all the factors involved, hedonic sensations play an important role in guiding food selection and limitation of intake. The theoretical section of this thesis takes into account the physio-anatomical aspects of the control of food intake, in particular sensory pleasure and its evaluation, within the framework of the three principal hedonic phenomena: Conditioned Satiety (CS), Alimentary alliesthesia (AA) and sensory-specific satiety (SSS). The experimental section evaluated the impact of various manipulations of food (adding non-caloric and caloric condiments to simple or prepared foods, offering condiments successively or simultaneously, alternating foods in a meal) on hedonic sensations and on food intake in the short term. Four studies were performed in normal-weight and overweight human subjects of both genders. The first study in three experiments in simple foods suggests that specific satiation and energy intake depend on the sensory properties of foods and thus on the sensory stimulation exerted on oropharyngeal receptors. Under the present experimental conditions, the influence of SSS turned out to be more important than that of AA in limiting specific intake. However, this limitation by SSS could be overridden by modification of the sensory properties of the food eaten to specific satiation: in parallel with the re-increase in pleasure for the flavor, food intake was resumed when a second food with distinctive flavor was offered or when non-caloric condiments were added.The second study re-examined the data of the first one according to anthropometric and demographic characteristics of the population and provided evidence for similar hedonic control of food intake in obese and normal weight persons with simple unseasoned and unprocessed foods. These results suggest that the nature and the presentation of food stimuli impacted food intake more than person-related traits like gender, age or BMI. The third study induced successive and simultaneous sensory variety by adding condiments to ‘fast food’ style meal, and increased food pleasantness and intake. Successive variety was more efficient in increasing intake than simultaneous access to condiments. These results seem to show that renewal in sensory stimulation produces disruption of sensory-specific satiety which may explain the increase of food intake and might be playing a role in the actual obesity epidemic. The fourth study investigated the impact of several levels of alternation of foods. Moderate alternation in a two-course meal increased food intake in the short term, probably by disruption of sensory tuning to a given flavor and may explain the increased intake with sensorily varied meals. Multiple alternations of foods however decreased intake, probably caused by sensory overstimulation. SSS seems to have two opposite intrinsic teleonomies: on the one hand it specifically limits intake of foods eaten, while on the other hand it promotes variety seeking. In this thesis, both functions could be manipulated through simple modifications of the sensory properties of foods or of the way they were offered. In the long term, these kinds of manipulations might compromise a body-mass index medically considered as healthy. The modification of the flavor alone was sufficient to increase pleasure and in turn food intake. The prolongation of intake of the same food when offered with two distinct flavors seems to be related to cerebral representation as two distinct foods. The question on whether sensory pleasure is a sign of usefulness of food stimuli or mere sensory stimulation of the chemical senses may ultimately depend on the nature of the food stimulus.

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...