L'hypoxie intermittente (HI), induite par les apnées du sommeil, conduit à des altérations de la sensibilité à l'insuline et de l'homéostasie glucidique mais les mécanismes impliqués restent mal connus. L'objectif de ce travail était d'étudier les effets et les mécanismes sous jacents d'une exposition chronique à l'HI sur l'homéostasie glucidique. L'HI induit une résistance à l'insuline à la fois systémique et tissulaire, ainsi qu'une amélioration de la tolérance au glucose associée à une activation de l'AMPK musculaire. L'HI cause également des altérations du foie et du tissu adipeux associées à un changement du pattern d'expression des gènes dans ces tissus et à un risque accru de développement de pathologies vasculaires comme l'athérosclérose. Enfin, la délétion de PHD1, une des protéines régulatrices de HIF-1, entraîne une résistance à l'insuline associée une stéatose hépatique, faisant de HIF-1 une cible potentielle impliquée dans les altérations metaboliques induites par l'HI. / Intermittent hypoxia (IH), induced by sleep apnea, leads to alterations in insulin sensitivity and glucose homeostasis but the mechanisms involved remains poorly understood. The objective of this work was to study the effects and the underlying mechanisms of chronic exposure to IH on glucose homeostasis. IH induces both systemic and tissue-specific insulin resistance , as well as improved glucose tolerance associated with an activation of muscle AMPK. IH also causes a change in the pattern of gene expression in liver and adipose tissue and an increased risk of vascular pathologies such as atherosclerosis development. Finally, the deletion of PHD1, a regulatory protein of HIF-1, leads to insulin resistance associated with hepatic steatosis, making HIF-1 a possible target involved in the metabolic changes induced by IH.

Le syndrome métabolique comme le diabète de type 2 sont des pathologies chroniques souvent étroitement liées. Le syndrome métabolique via des dysfonctionnements physiologiques qui s'auto-entretiennent et s'amplifient conduira au diabète de type 2. Les dysfonctionnement majeurs sont l'obésité abdominale, l'inflammation et le stress oxydant tissulaire et enfin l'insulino-résistance des tissus sensibles à l'insuline. Il convient donc de lutter efficacement contre ces dysfonctionnements afin de lutter contre ces pathologies chroniques. Les travaux de l'équipe dans laquelle j'ai effectué ma thèse ont permis de mettre en évidence les effets pléiotropes de substances de la famille des dérivés caffeoyls. Ces dérivés largement reconnus comme substances antioxydantes ont des effets insulino-sensibilisants (augmentent le captage de glucose sous stimulus insulinique) et aussi insulino-stimulants (augmentent la capacité sécrétrice de la cellule -pancréatique). Les plantes qui produisent ces dérivés caffoyls sont donc des sources intéressantes de nouveaux aliments santé, d'allégations ou encore de boissons infusées aptes à lutter contre le syndrome métabolique. Les Astéracées semblent disposer de ces substances bénéfiques.Durant ma thèse, j'ai pu montré l'effet antidiabétique d'un extrait de racine de chicorée sauvage (NCRAE), riche en acide chicorique (CRA) et en dérivés caffeoyl-quinic acides (CQAs). L'analyse de l'extrait par LC-MS a permis de déterminer le ratio CRA/CQAs de 70/30. Nous avons montré qu'un mélange d'acide chicorique et d'acide chlorogénique (70/30) mime l' effet antidiabétique de NCRAE. Nous démontrons pour la première fois le bénéfice antidiabétique d'un mélange de dérivés caffeoylsDe nombreuses Astéracées produisent des mélanges divers de dérivés caffeoyls. Afin de mieux comprendre les effets de mélanges caffeoyls nous avons décidé de réaliser une évaluation des effets biologiques in vitro d'extraits riches en caffeoyls issus de dix Astéracées. Nous voulons ensuite réaliser une analyse corrélative entre leurs contenus et leurs effets. L'analyse LC-MS est en cours actuellement.Enfin, deux plantes exotiques (du Congo Kinshasa) bien connues pour leur vertu antidiabétique par les tradipraticiens ont été étudiées. Bien que faisant parties d'autres familles botaniques, celles-ci contiennent également des dérivés caffeoyls. Il était donc intéressant d'appliquer nos critères d'évaluation in vitro du potentiel antidiabétique d'une plante afin d'envisager ou non l'implication des dérivés caffeoyls.Mon travail soutien l'usage en mélanges des dérivés caffoyls afin de lutter contre le syndrome métabolique et le diabète de type 2. / Metabolic syndrome and type 2 diabetes are considered as chronic pathologies. The metabolic syndrome via physiological dysfunctions that self-sustain and expand will lead to type 2 diabetes. The major dysfunctions are abdominal obesity, inflammation and tissue oxidative stress and finally tissue insulin resistance. insulin sensitive. It is therefore necessary to fight effectively against these dysfunctions in order to fight against these chronic pathologies. The work of the team in which I carried out my thesis made it possible to highlight the pleiotropic effects of substances of the family of caffeoyls derivatives. These derivatives widely recognized as antioxidant substances have insulin-sensitizing effects (increase glucose uptake insulin stimulus) and also insulin-stimulating (increase the insulin secretion capacity of the -pancreatic cell). The plants that produce these caffoyl derivatives are therefore interesting sources of new health foods, claims or beverages infused to oppose the metabolic syndrome. Asteraceae seem to have these beneficial substances.During my thesis, I was able to show the antidiabetic effect of wild chicory root extract (NCRAE), rich in chicoric acid (CRA) and caffeoyl-quinic acid derivatives (CQAs). Analysis of the extract by LC-MS determined the CRA / CQAs ratio of 70/30. We have shown that a mixture of chicoric acid and chlorogenic acid (70/30) mimics the antidiabetic effect of NCRAE. We demonstrate for the first time the antidiabetic benefit of a mixture of caffeoyl derivativesMany Asteraceae produce various mixtures of caffeoyl derivatives. In order to better understand the effects of caffeoyl mixtures, we decided to carry out an evaluation of the in vitro biological effects of caffeoyl rich extracts from ten Asteraceae. We then want to carry out a correlative analysis between their contents and their effects. LC-MS analysis is ongoing.Finally, two exotic plants (Congo Kinshasa) well known for their antidiabetic properties by traditional "healers" were studied. Although belonging to other botanical families, these also contain caffeoyl derivatives. It was therefore interesting to apply our criteria of in vitro evaluation of the antidiabetic potential of a plant in order to envisage or not the implication of the caffeoyls derivatives.My work supports the use in mixtures of caffoyl derivatives to fight against metabolic syndrome and type 2 diabetes.

Les ressources marines constituent un réservoir considérable de substances actives, en particulier, de peptides bioactifs appelés cryptides. Les cryptides, qui sont initialement dissimulés au cœur des protéines, sont libérés lors de la digestion ou lors de procédés protéolytiques industriels. Ces cryptides pourraient procurer des bienfaits physiologiques ou assurer une protection contre des pathologies telles que celles du syndrome métabolique. Dans ce contexte, nous nous sommes intéressés à l’action de certains cryptides marins sur des cibles impliquées dans l’hypertension, le diabète et l’obésité. Nous avons pu mettre en évidence que certains cryptides pouvaient cibler in vitro plusieurs facteurs de risques associés au développement des anomalies du syndrome métabolique. / Marine products represent an important source of active substances, in particular bioactive peptides called cryptides. Cryptides are hidden within the sequence of a parent protein and are released during digestion or industrial proteolytic processes. These cryptides could provide physiological benefit or protection against diseases such as those of metabolic syndrome. In this context, we investigated the action of some marine cryptides on hypertension, diabetes and obesity. We demonstrated that some cryptides can target in vitro several factors associated with the development of metabolic syndrome.

Le pregnane X receptor (PXR) est un récepteur nucléaire associé à la réponse au stresscellulaire. Des travaux in vitro de notre groupe ont démontré que les activateurs de cerécepteur (spironolactone (SPIR), clotrimazole (CTZ)) inhibent significativement l’apoptosespontanée ou induite, dans des primo-cultures d’hépatocytes de rat ou d’origine humaine.Les données in vitro sont en faveur d’un rôle clé du PXR dans la protection hépatique contreles xénobiotiques et endobiotiques en régulant de façon concertée leur détoxication(transport, métabolisme) et en augmentant leur résistance à l’apoptose. D’autres travauxrécents ont démontré le rôle majeur de ce récepteur dans la régulation de l’homéostasielipidique et glucidique, d’une part en favorisant la lipogenèse, d’autre part inhibant la lipolyseet la néoglucogenèse. L’induction du PXR peut être responsable de l’accumulation de lipidesdans le foie (NAFLD non alcoholic fatty liver disease). La NAFLD est fortement associée àl’obésité. La chirurgie bariatrique est à ce jour le seul traitement efficace à long terme pourl’obésité morbide. L’évolution des lésions hépatiques de la NAFLD après chirurgiebariatrique n’est pas complètement élucidée. L’objectif de ce travail de thèse, a été d’analyser si, in vivo, les agonistes du PXR tels que le CTZ et la SPIR, présentaient chez l’animal les mêmes effets que ceux décrits in vitro, et s’ilspouvaient conduire à une protection similaire du foie, lors d’atteintes pathologiques commeles lésions hépatiques induites par l’ischémie reperfusion. Dans un autre chapitre les effetsde deux procédures bariatriques, le court circuit gastrique (gastric bypass- GBP) et lagastrectomie en gouttière (sleeve gastrectomy- SG), sur le comorbiditées liées à la obésitéont été analysés. Le modèle d’ischémie reperfusion normothermique partielle et totale du foie chez le rongeur(rat et souris) a été utilisé pour étudier le rôle protecteur du PXR contre les lésionsapoptotiques. Les effets du court circuit gastrique sur les comorbiditées associées à l’obésitéont été étudiés dans deux groupes de patients obèses (index de masse corporelle > 50Kg/m2 et < 50 Kg/m2). Les résultats du GBP et de la SG ont été étudiés dans deux groupescomparables de sujets super obèses (IMC > 50 Kg/m2).Résultats 1/ Le traitement par les activateurs du PXR (CTZ et SPIR), chez le rat et chezla souris, provoque l’induction d’expression du CYP 3A1, enzyme sous le contrôle du PXR. Ilest associé à une réduction significative du nombre d’hépatocytes apoptotiques, du niveaudes transaminases, de la caspases activée et de son substrat PARP (poly-ADP-ribosepolymérase).Les mécanismes impliqués comprennent l’induction d’expression de la protéineantiapoptotique Bcl-xL, l’activation de la voie MAP kinase ERK ½, l’inhibition de l’activationde JNK et la sous-expression des heat schock proteins 27, 70, et 90, dans le cas del’ischémie complète du foie. 2/ Un an après l’intervention bariatique, le GBP a montré uneefficacité comparable sur la réversibilité du syndrome métabolique, de l’inflammationsystémique et l’insulino résistance chez les femmes super-obèses et obèses morbides,même si l’IMC moyen des patientes super obèses est resté significativement plus élevé. LeGBP et la SG conduisent à des résultats comparables, 6 mois après la chirurgie, mais lepremier est significativement plus efficace en termes d’amélioration du profil lipidique,d’inflammation à bas grade et de syndrome métabolique.L’activation du PXR est associée à un effet de protection hépatique contre les lésionsd’ischémie reperfusion. Le GBP est efficace sur les comorbiditées chez le super obèseautant que chez l’obèse morbide. ll donne également de meilleurs résultats à un an, sur laperte de poids, l’inflammation systémique et la régression du syndrome métabolique. / The pregnane X receptor (PXR) is a nuclear receptor associated with cellularresponse to xeno and endobiotics. Recently, the involvement of PXR in controlling otherfunctions has been clarified. We previously showed in our laboratory that the PXR activators(spironolactone (SPIR) and clotrimazole (CTZ) protect primoculture of human or rathépatocytes against apoptosis. In vitro data are indicate that the PXR plays a major role inthe protection of the liver against xeno and endobiotics trough the régulation of theirélimination (détoxication) and increasing their resistance against apoptosis. It has also beenshown that the PXR is implicated in the controls of lipid and carbohydrates metabolism. Theinduction of PXR increases lipogenesis, inhibits lipolysis and neoglucogenesis. PXRinduction may be responsible for the accumulations of lipids into the liver (NAFLD, nonalcoholic liver disease). This disease is strongly associated with obesity. To date bariatricsurgery is only effective treatment in the long term for morbid obesity. The evolution ofNAFLD following bariatric surgery has not been fully clarified.Aims The aims of this thesis were to ascertain whether PXR agonists such as CTZ andSPIR resulted in the same effects in the animal model than those observed in vitro andwhether the administration of these drugs was associated with any protection againstnormothermic ischemia reperfusion injury of the liver. In another chapter the effects onobesity related comorbidities of two bariatric procedures such as the gastric bypass and thesleeve gastrectomy were investigated. The animal model used to investigate the role of PXR against apoptosis wasthe partial and total normothermic ischemia reperfusion of the liver in the rodent (rat andmouse). The effects of the GBP and SG on obesity related comorbidities wereinvestigated in two groups of obese women (BMI > 50 Kg/m2 and < 50kg/m2). The results ofGBP and SG in two comparable groups of super obese patients (BMI > 50 Kg/m2) wereinvestigated. Treatment with PXR activators such as (CTZ and SPIR) in the rat and in themouse was associated with the induction of CYP 3A1, an enzyme directly controlled by thePXR, with a significant reduction of the apoptotic hepatocytes, with a significantly lowerlevels of transaminases, activated caspase 3 and its substrate PARP (poly-ADP-ribosepolymérase).The involved mécanismes include the induction of the expression of theantiapoptotic protein Bcl-xL, the activation of the extracellular regulated kinase (ERK ½), theinhibition of JNK and the down régulation of heat shock proteins (hsp 27, 70, and 90) geneexpression in the case of total liver ischemia. One year after surgery GBP showedcomparable results in terms of résolution of metabolic syndrome, systemic inflammation andinsuline resistance in morbdly obese as well as super obese women even if the mean BMI ofsuper obese women remained higher (34.7 Kg/m2 vs 28.1 Kg/m2). GBP and SG areassociated with the same results six months after surgery but GBP is more effective inimproving lipid disturbances, low-grade systemic inflammation and the metabolic syndromeat one year. PXR induction results in a protective effect against normothermic inschemiareperfusion injury in the rodent. Results of GBP in terms of resolution of obesity relatedcomorbidities are comparable in the super obese and morbidly patients. GBP is moreeffective than SG one year after surgery in terms of weight loss, and resolution of lipiddisturbances, low-grade systemic inflammation and metabolic syndrome.

Un concept qui a fait son apparition ces dernières années est l’utilisation de micronutriments comme agents thérapeutiques connus pour leurs propriétés anti-inflammatoires, antioxydantes, cardio-protectrices ou anticancéreuses. Dans notre travail, nous nous sommes intéressés à l’étude des mécanismes d’actions in vivo et in vitro du resvératrol et de deux formulations naturelles, l’une impliquée dans les effets antioxydants (produit « X ») et l’autre (produit « Y ») destinée à corriger les désordres de nature lipidique de sujets présentant un syndrome métabolique. Nous avons caractérisé les effets pro-différenciateurs d’un polyphénol naturel, le resvératrol, sur cellules squelettiques musculaires C2C12 en culture. L’étude a montré que ce polyphénol permet d’induire l’expression de facteurs de la différenciation musculaire (Myogénine, Scrp3) et d’augmenter le taux de la myosine, protéine impliquée dans la contraction musculaire. Enfin, le resvératrol permet de moduler l’expression de microRNA, comme par exemple miR-133b impliqué dans les mécanismes de différenciation musculaire. Les résultats sur le stress oxydant montrent que le produit « X » est capable, à la fois, de moduler de façon modérée l’expression des gènes des défenses anti-radicalaires au niveau du muscle gastrocnémiens (Sirt1, Sod1, Ucp2, Nrf1) mais aussi au niveau des cellules musculaires squelettiques murines C2C12 (Prdx1, Nrf2, Pgc1α) en culture. Les résultats au niveau des gastrocnémiens ont montré également une élévation du potentiel global des défenses anti-radicalaires par dosage KRL. Une diminution du taux de ROS intracellulaires a été observée avec sonde DHE dans les cellules C2C12 en culture. L’étude des mécanismes d’action de « Y » a montré qu’il est capable de moduler de façon modérée l’expression des gènes du métabolisme énergétique (Gs1, Srebp1c, Fabp3, Vlcad, Pparβ) dans les cellules C2C12. Nos résultats montrent également que « Y » induit un effet anti-inflammatoire par la diminution du nombre de lymphocytes sous un régime riche en calorie. Toutefois, « Y » n’est pas un agoniste de PPARα et de PPARγ dans nos conditions. L’ensemble des résultats obtenus au cours de ce travail confirme que les micronutriments sont capables d’induire des effets au niveau génique quoique de façon modérée. Des études à long terme sont nécessaires pour comprendre et confirmer réellement leur impact sur l’organisme / A concept that has emerged in recent years is the use of micronutrients as therapeutic agents known for their anti-inflammatory, antioxidant, cardio-protective or anticarcinogenic proprieties. In this work, we studied the in vivo and in vitro mechanism of action of resveratrol and two natural formulations, one involved in the antioxidant effects (product "X") and the other (product "Y") involved in the correction of lipid disorders in people affected by metabolic syndrome. We characterized the pro-differentiating effect of a natural polyphenol, resveratrol, on C2C12 skeletal muscle cell line. This study showed that this polyphenol can induce the expression of muscle differentiation factors (myogenin, Scrp3) and increases the level of myosin, a protein involved in muscular contraction. Finally, resveratrol can modulate the expression of microRNA, such as miR-133b involved in the muscular differentiation process. Concerning oxidative stress, the results shows that "X" is capable both, to slightly modulate expression of anti-radicalar defense genes in gastrocnemius muscle (SIRT1, SOD1, UCP2, NRF1) but also, in C2C12 murine skeletal muscle cells (PRDX1, NRF2, PGC1α). The results in the gastrocnemius showed a rise of the overall radicalar defense potential by using KRL assay. A decrease of intracellular ROS was observed with the DHE probe in C2C12 cells. The study of "Y" has shown that it is able to slightly modulate the expression of genes involved in energetic metabolism (Gs1, Srebp1c, Fabp3, VLCAD, Pparβ) in C2C12 cells. Our results also shown that "Y" induces an anti-inflammatory effect by reducing the number of lymphocytes in mice fed by a High Fat/ High Sucrose diet. However, "Y" is not an agonist of PPARα and PPARγ in our conditions. The overall results obtained in this work confirms that micronutrients can induce slightly effects on gene expression. Long-term studies are needed to understand and confirm their true impact on organism

L'obésité et ses complications métaboliques comme le syndrome métabolique (SM) deviennent des épidémies mondiales qui partagent une composante commune qu’est l'inflammation chronique. Les acteurs principaux de cette inflammation sont les lymphocytes T. L’utilisation des polyphénols capables de moduler les fonctions de lymphocytes T pour lutter contre les maladies métaboliques inflammatoires fait l’objet de nombreuses investigations. Dans cette étude, nous avons analysé l'effet de la delphinidine, un anthocyane connu pour préserver l'intégrité de l'endothélium par un mécanisme dépendant au récepteur aux oestrogènes alpha (ERα), sur la prolifération, l’apoptose et la différentiation de lymphocytes T isolés à partir de sujets sains et de patients atteints de SM. La delphinidine diminue la prolifération et l’apoptose de lymphocytes T isolés à partir de sujets sains et stimulés par différents agents mitogènes et proapoptotiques, respectivement. Par ailleurs, la delphinidine inhibe la différenciation des lymphocytes vers des profilsTh1, Th17 et Treg, sans affecter le profil Th2. Enfin, la delphinidine inhibe la prolifération, l’apoptose et la différenciation des lymphocytes T isolés à partir de patients présentant des risques cardiovasculaires associés au SM. Les mécanismes moléculaires mis en jeu ont été identifiés, avec l’implication d'ERα, d'ERK1/2, de NFAT et d'HDAC en relation avec le signal calcique. Nos résultats suggèrent que la delphinidine, en agissant sur ERα, via des cibles cellulaires multiples, pourrait représenter une nouvelle approche pour traiter les troubles métaboliques inflammatoires chez les patients présentant des facteurs de risque cardiovasculaire. / Obesity and its metabolic complications like metabolic syndrome (MetS) are becoming worldwide epidemics which share a common component of chronic low-grade inflammation. T lymphocytes play a central role in the triggering of this inflammatory process. Modulation of T lymphocytes functions by using polyphenols, as a possible approach to alleviate chronic inflammatory metabolic diseases has become the subject of many scientific investigations. Here, we analyzed the effect of delphinidin, an anthocyanin known to possess vasculoprotection properties, via an estrogen receptor alpha (ERα)-dependent mechanism, on proliferation, apoptosis and differentiation of T lymphocytes from healthy subjects and MetS patients. We found that delphinidin decreased proliferation and apoptosis of T lymphocytes from healthy subjects stimulated by different mitogen and apoptotic agents, respectively. Further, delphinidin suppressed the differentiation of hese cells toward Th1, Th17 and Treg without affecting Th2 subsets. Interestingly, delphinidin inhibited proliferation, apoptosis and differentiation of T cells taken from patients with cardiovascular risks associated with MetS. We also identified the molecular mechanism involved, with the implication of ERα, ERK1/2, NFAT and HDAC pathways in relation with calcium signaling. Together, we propose that delphinidin by acting on ERα, via multiple cellular targets, may represent a new approach in the treatment of chronic inflammatory metabolic disorders caused by excessive T lymphocyte responses, in with cardiovascular risk factors.

Le rôle crucial du tractus gastrointestinal dans la pathogenèse et la pathophysiologie des troubles cardiométaboliques (TCM) et du syndrome métabolique (SM) est actuellement bien établi. Plusieurs facteurs, incluant le stress oxydatif (SOx), l'inflammation et la résistance à l'insuline (RI), perturbent l'homéostasie intestinale et causent des TCM. Les polyphénols (PP) ont des effets biologiques bénéfiques dans la prévention de pathologies métaboliques. Cependant, leurs mécanismes d'actions, surtout au niveau de l'axe intestin-foie, ne sont pas bien compris. Par ailleurs, malgré les nombreuses études sur les effets biologiques et la biodisponibilité des PP, il existe encore des zones d’ombres concernant les interactions entre le microbiote intestinal et les PP et les conséquences subséquentes sur la santé intestinale et métabolique. Dans ce travail de recherche, nous favorisons l’axiome selon lequel les PP, notamment ceux de grande taille moléculaire tels que les proanthocyanidines (PACs), pourraient être utile pour combattre les maladies métaboliques grâce à leurs actions antioxydante et anti-inflammatoire. Toutefois, ces actions précitées des PACs dépendraient d’une régulation en amont du microbiote intestinal. L’objectif central consiste à démontrer les effets bénéfiques des PACs dans la prévention des dérèglements métaboliques dans deux modèles distincts, l’un cellulaire et l’autre animal et d’en étudier les mécanismes. Les effets des PACs sur la RI, les dérangements métaboliques intestinaux grâce à la production de métabolites ont été étudiés. Dans une première étape, nous avons étudié les mécanismes d’actions des PACs et de l’un de leurs métabolites majeurs, le 4,5-dihydroxyphenyl valerolactone (DHPVL), dans la prévention des maladies métaboliques et dans le maintien de l’homéostasie intestinale en utilisant la lignée cellulaire intestinale Caco-2/15. Ces cellules constituent un outil de choix pour l’investigation du SOx, la défense antioxydante et l’inflammation en relation directe avec nos objectifs. Les résultats suggèrent que la capacité des PACs à augmenter la défense antioxydante et anti-inflammatoire et à améliorer l’homéostasie intestinale passeraient en partie probablement par leurs métabolites microbiens. Dans une deuxième étape, en utilisant le modèle murin C57BL6, nous avons déterminé l’impact des PACs sur l’homéostasie métabolique intestinale et hépatique, via l’atténuation du SOx et l’inflammation, le maintien de l’intégrité de la barrière intestinale, la prévention de l’endotoxémie métabolique et les modifications du profil lipidique et de la fonction du microbiote intestinal. Cette partie a évalué les aspects préventifs et thérapeutiques des PACs en spécifiant leurs bénéfices biologiques et voies mécanistiques dans des organes métaboliques clés. Pour étudier ces mécanismes et les comprendre, nous avons utilisé le modèle dysmétabolique de souris C57BL6 soumises à une diète riche en lipides et en sucrose (HFHS), servant à développer le SM et les complications cardio-métaboliques afin d’examiner l’action des PACs. Le développement de l’obésité, de la RI ainsi que la survenue d’autres altérations métaboliques ont été prévenus par l’administration de PACs. Les résultats de cette thèse permettent une meilleure compréhension des mécanismes d’actions qui sous-tendent les effets préventifs et thérapeutiques des PACs dans les désordres métaboliques, en particulier dans l’axe intestin-foie. / The crucial role of the gastrointestinal tract in the pathogenesis and pathophysiology of cardiometabolic disorders (CMD) and metabolic syndrome (MetS) is currently recognized. Several factors, including oxidative stress (OxS), inflammation and insulin resistance (IR), disrupt intestinal homeostasis and cause CMD. Polyphenols (PP) have beneficial biological effects in the prevention of metabolic pathologies. However, their mechanisms of action, especially in the gut-liver axis, are not well understood. Moreover, despite numerous studies on the biological effects and bioavailability of PP, there are still grey areas concerning the interactions between the intestinal microbiota and PP and the subsequent consequences for intestinal and metabolic health. In this research work, we promote the axiom that PP, particularly those of large molecular size such as proanthocyanidins (PACs), could be useful in combating metabolic diseases thanks to their antioxidant and anti-inflammatory actions. However, the aforementioned actions of PACs would depend on upstream regulation of the intestinal microbiota. The central objective is to demonstrate the beneficial effects of PACs in preventing metabolic disorders in two distinct models, one cellular and the other animal, and to study the mechanisms involved. The effects of PACs on IR and intestinal metabolic disturbances through metabolite production were studied. In a first step, we investigated the mechanisms of action of PACs and one of their major metabolites, 4,5-dihydroxyphenyl valerolactone (DHPVL), in the prevention of metabolic diseases and in the maintenance of intestinal homeostasis using the Caco-2/15 intestinal cell line. These cells are a tool of choice for investigating OxS, antioxidant defense and inflammation in direct relation to our objectives. The results suggest that the ability of PACs to enhance antioxidant and anti-inflammatory defense and improve intestinal homeostasis is probably partly mediated by their microbial metabolites. In a second step, using the C57BL6 mouse model, we determined the impact of PACs on intestinal and hepatic metabolic homeostasis, via attenuation of OxS and inflammation, maintenance of intestinal barrier integrity, prevention of metabolic endotoxemia and changes in lipid profile and gut microbiota function. This section assessed the preventive and therapeutic aspects of PACs, specifying their biological benefits and mechanistic pathways in key metabolic organs. To investigate and understand these mechanisms, we used the dysmetabolic model of C57BL6 mice subjected to a high-fat, high-sucrose diet (HFHS), used to develop MetS and cardio-metabolic complications to examine the action of PACs. The development of obesity, IR and other metabolic alterations was prevented by the administration of PACs. The results of this thesis provide a better understanding of the mechanisms of action underlying the preventive and therapeutic effects of PACs in metabolic disorders, particularly in the intestine-liver axis.

Par sa faible densité énergétique et sa capacité à favoriser un sentiment de satiété élevé, l'alimentation méditerranéenne présente des caractéristiques dont les effets s'avèrent intéressants à étudier quant au contrôle du poids. Ce mémoire présente les travaux de recherche dont les objectifs étaient d'évaluer les effets de l'alimentation méditerranéenne, avant et après une perte de poids, sur les comportements alimentaires et sur certains marqueurs de l'appétit chez des hommes atteints du syndrome métabolique. Les résultats suggèrent que la consommation de l'alimentation méditerranéenne à court terme n'a pas d'effet sur les comportements alimentaires mesurés par le Three-Factor Eating Questionnaire. Il semble également que la qualité nutritionnelle puisse avoir un effet sur la ghréline en atténuant l'augmentation induite par la perte de poids. L'alimentation méditerranéenne demeure un mode alimentaire à favoriser dans le traitement du syndrome métabolique.

Ce travail a été réalisé avec l'appui du Centre Collaborateur de l'OMS sur la Transition Nutritionnelle et le Développement (TRANSNUT) de l'Université de Montréal, en collaboration avec deux parténaires du Bénin: l'Institut de Sciences Biomédicales Appliquées (ISBA) de Cotonou et l'Institut Régional de Santé Publique de Ouidah. / L’étude visait à décrire la transition nutritionnelle et ses liens avec des facteurs de risque de maladies cardiovasculaires (MCV) dans une ville secondaire du Bénin et dans ses environs ruraux, puis de comparer à cet égard, les habitants de la petite ville avec ceux du milieu rural et de la métropole. Les sujets de 25 à 60 ans (n = 541), apparemment en bonne santé, ont été aléatoirement sélectionnés dans la petite ville de Ouidah (n = 171), sa périphérie rurale (n = 170) et dans la métropole Cotonou (n = 200). Les apports alimentaires et l’activité physique ont été cernés par trois rappels de 24 heures. Les données socioéconomiques ont été recueillies par questionnaire. La qualité de l’alimentation a été évaluée par un score de diversité alimentaire, un score d’adéquation en micronutriments et un score de prévention contre les maladies chroniques. Des mesures anthropométriques et de composition corporelle ont été prises. La tension artérielle a été mesurée. Des échantillons sanguins ont été prélevés pour déterminer le profil lipidique à l’aide du sérum et la glycémie à jeun plasmatique. La transition alimentaire était plus poussée dans la métropole que dans la petite ville et le milieu rural, et elle était marquée par des apports plus importants en viande, produits laitiers, œufs, légumes et huiles, mais plus faibles en céréales, poisson, légumineuses, fruits et fibres. La diversité alimentaire y était plus élevée, mais l’adéquation en micronutriments et la prévention étaient plus faibles que dans les autres sites. Il n’y avait pas de différences majeures entre le milieu rural et la petite ville pour la consommation et la qualité alimentaire. L’influence du niveau socioéconomique sur l’alimentation et sa qualité était surtout marquée dans la métropole. Un gradient positif du milieu rural vers la petite ville et la métropole a été observé pour l’obésité générale (8,8%; 12,3%; 18%, p = 0,031) et abdominale (28,2%, 41,5%, 52,5%; P<0,001) et pour le syndrome métabolique (4,1% ; 6,4% ; 11%; P = 0,035) d’après les critères de la Fédération Internationale de Diabète. La fréquence de tension artérielle élevée [TAE] (24,1% ; 21,6% et 26,5%, respectivement pour le milieu rural, la petite ville et la métropole), bien qu’importante, n’était pas significativement différente selon les sites. Le HDL-cholestérol bas était moins fréquent dans la petite ville (18,1%) par rapport au milieu rural (25,3%) et à la métropole (37,5%). L’activité physique, plus importante en milieu rural et en petite ville que dans la métropole, était protectrice contre des valeurs élevées d’IMC (ß = -0,145 ; p<0,01), de tour de taille (ß = -0,156 ; p<0,001), de tension systolique (ß = -0,134 ; p<0,01) et diastolique (ß = -0,112, p<0,01), et de triglycérides (ß = -0,098 ; p<0,05). La consommation de légumes était négativement et indépendamment associée à la tension artérielle diastolique (ß = -0,129, p<0,01), alors que celle de poisson était positivement associée au HDL-cholestérol (ß = 0,168 ; p<0,01). L’adéquation en micronutriments était positivement associée au HDL-cholestérol (ß = 0,144; p<0,01) et à un moindre risque de tension artérielle élevée (OR = 0,46 ; IC 95% : 0,26-0,84). L’étude a confirmé l’existence d’un plus grand risque de MCV avec l’urbanisation, un stade plus avancé de transition alimentaire et un mode de vie sédentaire. Ce risque pourrait être réduit par la promotion d’un mode de vie plus actif associé à des apports plus adéquats en micronutriments et une consommation élevée de poisson et de légumes. //// / The purpose of this study was to describe the nutrition transition and its links with cardiovascular disease (CVD) risk factors in a small-size city of Benin and its rural outskirts, and to compare in this regard, the small-size city and the rural area with the major city. A sample of 541 apparently healthy subjects aged 25-60 years was randomly selected from Ouidah, a small-size city of Benin (n = 171), the rural outskirts of Ouidah (n = 170), and Cotonou, the major city (n= 200). Dietary intake and physical activity were assessed with three non consecutives 24-hour recalls. Socioeconomic data were collected by questionnaire. Dietary quality was assessed using a dietary diversity score, a micronutrient adequacy score and a healthfulness score. Blood pressure was measured. Anthropometric measurements were taken. Blood samples were collected to determine serum lipid profile and plasma glucose. A more advanced stage of dietary transition was observed in the major city, which was characterised by higher intakes of meat, milk products, eggs, vegetables and oils, but lower intakes of cereal, fish, legumes, fruit and fibre than the small-size city and the rural area. Dietary diversity was higher in the major city, while micronutrient adequacy and healthfulness scores were lower compared to the small city and the rural area. There was no significant difference in diet and diet quality scores between the small-size city and the rural area. Socioeconomic factors had a strong influence on diet and its quality in the major city. A positive gradient from the rural area to the small-size city to the major city was observed in the prevalence of overall obesity (18%, 12.3%, 8.8%, p = 0.031), abdominal obesity (28.2%, 41.5%, 52.5%; P<0,001) and the metabolic syndrome (4.1%; 6.4%; 11%; p = 0.035) according to the International Diabetes Federation criteria. The prevalence of elevated blood pressure was high, but did not differ across sites (24.1%, 21.6%, 26.5% for rural, small-size city and major city, respectively). The prevalence of low HDL-cholesterol was lower in the small-city (18.1%) compared to the rural area (25.3%) and the major city (37.5%), while fasting plasma glucose was more highly prevalent in the small city (14.6%) and the rural area (10%) compared to the major city (4%). Elevated triglycerides were uncommon. Physical activity was higher in the rural area and small-size city than in the major city, and it was protective against elevated body mass index (ß = -0.145; p<0.01), waist circumference (ß = -0.156; p<0.001), systolic (ß = -0.134; p<0.01) and diastolic (ß = -0.112, p<0.01) blood pressure, and triglycerides (ß = -0,098; p<0,05). Vegetable intakes were negatively and independently associated with diastolic blood pressure, while fish intake was positively associated with HDL-cholesterol. Micronutrient adequacy score was positively associated with HDL-cholesterol (ß = 0,144; p<0,01) and with a lower likelihood of high blood pressure (OR = 0.46; CI 95%: 0.26-0.84). The study confirmed a higher CVD risk with urbanization, advanced stage of dietary transition and a sedentary lifestyle. This risk could be curtailed by improving micronutrient adequacy and increasing vegetables and fish consumption, and by promoting an active lifestyle.

L’hypertension artérielle et l’obésité sont deux composantes conjointement reliées du syndrome métabolique. Les récepteurs de l’ANP (GCA) et de l’oxyde nitrique (GCs) ont des propriétés diurétiques, natriurétiques, vasodilatatrices et sont liés au contrôle de la pression. Des études récentes ont démontré leur implication dans l’obésité. Hypothèse : Une différence génétique au niveau du gène GCA pourrait contribuer à des différences physiologiques. La composante lipidique et/ou sodique de la diète pourrait influencer la fonction rénale, cardiaque et les valeurs anthropométriques différemment chez les souches congéniques. Objectifs : (1) Déterminer l’effet de la composante lipidique et sodique des diètes; (2) Évaluer l’influence de GCA sur la réponse physiologique des souches congéniques; (3) Expliquer les mécanismes physiologiques procurant une réduction de la pression artérielle chez la souche SM9. Méthodologie : Des modèles congéniques du rat Dahl (DSS) hypertendu, nourri avec une diète riche en gras (HF) ou normale (NF), ont été utilisés pour démontrer l’impact d’un segment chromosomique d’origine normotendue. Résultats : La souche SM9 a une prise de poids plus importante que SM12 et DSS sur diète HF malgré un apport alimentaire équivalent. La souche SM9 présente également un ratio masse adipeuse/masse maigre plus élevé que SM12 et DSS. Nous n’avons observé aucune augmentation de la pression artérielle en réponse à la diète HF pour les 3 souches malgré une augmentation du dommage rénal pour les 3 souches. Le dommage rénal est plus important chez DSS que pour les 2 congéniques. La réponse diurétique à l’ANP est plus élevée chez SM9 et est influencée par le contenu en sel dand la diète. La perte glomérulaire plus importante chez le rat DSS semble compensée par une augmentation de la réponse à l’ANP par les glomérules résiduels. Il y a une corrélation entre l’activité de GCA en réponse à l’ANP, les niveaux d’ARNm et le nombre de répétition du dinucléotide TA dans son promoteur. Le rat DSS présente une hypertrophie cardiaque plus importante que les deux souches congénique et ceci n’est pas modifié par la diète HF. Conclusion : Nos études ont permis de mettre en évidence un effet génétique impliquant le segment chromosomique normotendu contenant GCA dans la réponse à une diète HF chez le rat DSS. / Hypertension and obesity are two related components of the metabolic syndrome. The ANP receptor (GCA) and nitric oxide receptor (sGC) have diuretic, natriuretic, vasodilatory properties, and are linked to blood pressure control. Furthermore a recent study has demonstrated the implication of GCA and sGC in the development of obesity. Hypothesis: A genetic difference in GCA gene could contribute to physiological differences. The differencial lipid and/or sodium composition of the diet could influence the renal, cardiac and anthropometric values. Objectives: (1) To determine the effect of fat and sodium on the physiological parameters; (2) To evaluate the influence of GCA on the physiological response of the congenic rat; (3) To explain the mechanisms of the blood pressure reduction in SM9 rats. Methodology: Congenic model of DSS rat, fed with either high fat (HF) or normal (NF) diet, were used to demonstrate the impact of a chromosome segment from normotensive origin on physiological functions. C2SM9 contains GCA and sGC from normotensive origin while C2SM12 harbours only sGC from normotensive origin. Results: HF diet had negative feature on body composition, renal damage, creatinine clearance and inhibited the diuretic/natriuretic effect of ANP. The normotensive segment including GCA and sGC has reduced the blood pressure, improve the renal damage and increased the diuretic/natriuretic capacity of SM9 in response to ANP injection when compared to SM12 and DSS. GCA mRNA and the clearance receptor ratio were reduced in SM9 in the renal cortex and retroperitoneal fat. SM12 and SM9, containing the chromosomal segment that includes sGC, improve their lipid profile compared with DSS. Conclusion: Our results suggested a compensatory increase in the GCA levels for SM12 and DSS that is insufficient to improve their pathophysiologic status as observed in SM9. HF diet increases the metabolic syndrome in those rats.