L'acclimatation au froid chez les plantes est un processus dynamique qui nécessite un apport énergétique indispensable à l'induction de la tolérance au gel. Cette énergie est fournie par l'augmentation de la capacité photosynthétique durant l'acclimatation au froid à la suite d'une reprogrammation globale des enzymes photosynthétiques et respiratoires. Par ailleurs, des études ont déjà démontré une augmentation de biomasse chez les variétés de blé d'hiver et de printemps, en réponse au froid et à une concentration élevée de CO₂. Afin d'élucider le mécanisme impliqué dans la régulation énergétique durant l'acclimatation au froid et le rôle d'une concentration élevée de CO₂, nous avons entrepris d'étudier l'implication de plusieurs enzymes clés de la photosynthèse et de la respiration, en réponse aux basses températures durant la croissance chez deux variétés de blé : Norstar, une variété d'hiver et Katepwa, une variété de printemps. Parmi les enzymes régulées à la hausse, on a identifié la cytochrome c oxydase (COX II), une enzyme clé impliquée dans la synthèse d'ATP an niveau de la mitochondrie. Nos résultats ont révélé qu'en réponse au froid, la teneur en protéines solubles totales a augmenté de 39% et 83% respectivement chez Katepwa et Norstar après 30 jours. Au cours de l'acclimatation au froid (4°C), on observe une forte accumulation des protéines COX II chez Norstar (très tolérant au gel) et une faible accumulation de ces protéines chez Katepwa (sensible au gel). Nos résultats ont aussi montré une augmentation de l'activité cytochrome c oxydase chez les 2 variétés. En effet, on observe une hausse de 1,5 fois chez les plantes Norstar acclimatées au froid comparativement à leur témoin (20°C), alors que cette hausse est de 40% chez Katepwa. Ces données montrent qu'il existe une corrélation entre la tolérance au froid et l'accumulation des protéines COX II. Par ailleurs, une exposition des plantes de Norstar à une concentration élevée de CO₂ (770 ppm) durant 80 heures entraîne une réduction de l'activité cytochrome c oxydase de 20% chez les plantes non acclimatées et de 50% chez les plantes acclimatées au froid. Cependant, une exposition chronique des plantes de Norstar à une concentration élevée de CO₂ entraîne une hausse de l'activité cytochrome c oxydase de 40% chez les non acclimatées et 50% chez les acclimatées. Chez Katepwa, cette hausse est de 30% aussi bien chez les plantes acclimatées au froid que chez les plantes non acclimatées. En réponse à une concentration élevée de CO₂, la cytochrome c oxydase s'exprime de manière différentielle entre les deux variétés de blés étudiées. En conclusion, la cytochrome c oxydase est régulée par le CO₂ et le froid chez le blé et intervient probablement dans la tolérance au CO₂. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : cytochrome c oxydase, acclimatation, CO₂, froid, Triticum aestivum L.

Le glucose, que l'on retrouve dans des glucides complexes tel le pain, est le carburant principal du cerveau et les réserves y sont limitées (Ferland, 2003). Les effets bénéfiques du glucose sur la cognition ont été étudiés dans une variété de populations (jeunes adultes, patients atteints de la maladie d'Alzheimer, personnes âgées, etc.), mais à ce jour très peu d'études se sont intéressées à ses effets sur le contrôle attentionnel. Or, ce dernier est précocement touché au cours du vieillissement normal et pathologique. De plus, les mécanismes du contrôle attentionnel sont sous-tendus par les régions frontales du cerveau, lesquelles sont particulièrement vulnérables au vieillissement comparativement à d'autres régions cérébrales (Raz, 2000). Ainsi, l'objectif de la première étude de cette thèse était de déterminer les effets du glucose sur les performances attentionnelles de personnes âgées à jeun. Dans un devis inter-sujets, 44 participants âgés de 60 ans et plus ont été assignés aléatoirement à une condition glucose (50g) ou à une condition placebo (saccharine). Suite au breuvage, les participants complétaient des épreuves neuropsychologiques et une tâche informatisée ciblant différents aspects du contrôle attentionnel. Les résultats de cette étude ont montré que les participants dans le groupe glucose étaient plus rapides et plus précis lors de l'exécution de la condition flexibilité du Stroop modifié comparativement aux participants ayant reçu le breuvage placebo. En plus, les participants du groupe glucose présentaient un moindre coût attentionnel lié à la coordination des tâches concurrentes dans la double-tâche informatisée. En somme, les résultats de cette étude suggèrent que le glucose améliore de manière transitoire les performances attentionnelles de personnes âges à jeun, en particulier les aspects liés à l'alternance et à la coordination de tâches. Toutefois, un facteur primordial à considérer dans ce type d'études est que la réponse au glucose varie d'un individu à l'autre. Ceci réfère à la régulation du glucose, mécanisme homéostatique par lequel le niveau de glucose sanguin augmente significativement après ingestion et retourne ensuite à son niveau de base (Riby et al, 2004). La régulation du glucose est particulièrement importante à considérer chez une population âgée puisque son efficacité diminue avec l'âge (Rhee et al., 2006). La relation entre la régulation du glucose et la cognition a été observée principalement chez des individus atteints de diabète de type 2, où l'on observe de moins bonnes performances dans plusieurs domaines cognitifs comparativement à des individus sains. Une relation similaire a aussi été observée même chez des personnes métaboliquement saines; les individus métabolisant le moins bien, tout en étant normaux, obtenaient de moins bonnes performances cognitives. Ici encore, peu d'études se sont intéressées au lien entre la régulation du glucose et le contrôle attentionnel. C'est sur cette relation qu'a porté la deuxième étude de cette thèse, étude imbriquée dans la précédente. Pour ce faire, nous avons séparé les 22 participants de la première étude ayant pris part à la condition glucose en deux groupes : les meilleurs et les moins bons régulateurs. Ces groupes étaient constitués en effectuant un split-médian des aires sous la courbe de glycémie, calculées à partir des valeurs de glucose sanguin prélevées à 5 reprises pendant la session. En comparant les performances des deux groupes, il a été trouvé que les meilleurs régulateurs commettaient moins d'erreurs dans la condition flexibilité du Stroop modifié et qu'ils tendaient à faire moins d'erreurs dans les essais d'attention partagée de la double-tâche informatisée. En somme, la régulation du glucose semble influencer, ici encore, les aspects des tâches nécessitant d'alterner ou de gérer deux tâches concurrentes. Enfin, les phénomènes neuronaux sous-jacents aux effets cognitifs du glucose sont eux aussi méconnus. Seules quelques études à ce jour se sont intéressées aux effets du glucose sur l'activation cérébrale, mais la manière dont le glucose influence l'activité cérébrale des aînés pendant qu'ils complètent une tâche attentionnelle reste à investiguer. L'objectif de cette 3e étude de thèse était donc d'examiner les corrélats neuronaux sous-tendant les effets du glucose sur le contrôle attention, à l'aide d'une technique de neuroimagerie émergente, l'imagerie optique. Dans un devis intra-sujets contrebalancé, 20 participants âgés (60 ans et plus) ont pris part à une session glucose (50g), ainsi qu'à une session placebo (saccharine). Lors des deux sessions, les participants exécutaient une double-tâche informatisée événementielle pendant laquelle leur activation préfrontale était enregistrée. Sur le plan comportemental, les résultats de l'étude ont montré que lorsque les participants étaient dans la condition glucose, ils coordonnaient plus efficacement les deux tâches concurrentes. Quant aux données d'activation cérébrale, les résultats ont révélé que lorsque les participants étaient dans la condition glucose, ils présentaient davantage d'activation dans les régions préfrontales ventro-latérales de l'hémisphère droit. Ici encore, la régulation du glucose modulait les effets du glucose sur les données comportementales et d'activation. Ainsi, le glucose non seulement améliore les capacités de personnes à jeun à gérer deux tâches concurrentes, comme c'était le cas dans la 1ère étude, mais en plus, le glucose exerce une influence sur l'activité préfrontale. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Vieillissement cognitif, contrôle attentionnel, attention partagée, alternance, glucose, régulation du glucose, imagerie optique