Au cours des dernières années, la prévalence de l'obésité n'a cessé d'augmenter à travers le monde entier entraînant par le fait même de graves conséquences pour la santé des individus en plus d'engendrer d'importants coûts économiques. Plusieurs experts tentent d'expliquer la venue de ce phénomène et d'en comprendre les causes et mécanismes liés à son développement. Certains traitements et stratégies sont mis de l'avant afin d'entraver l'épidémie, mais le taux de succès demeure faible et les réponses aux interventions visant une perte de poids varient beaucoup entre les individus. En effet, certaines personnes semblent présenter une plus grande résistance à perdre du poids lorsqu'elles sont soumises à un même programme amaigrissant. Les travaux de ce mémoire ont pour but de confirmer ou d'infirmer l'hypothèse selon laquelle certaines personnes pourraient être plus résistantes à perdre du poids en raison d'une diminution plus importante que prédite de leur métabolisme de repos, phénomène connu sous le nom de thermogenèse adaptative. En comparant, selon la perte de poids (petite, moyenne, grande), les variations du métabolisme de repos obtenues suite à un programme de perte de poids aux variations prédites selon la composition corporelle, on peut déterminer si la résistance plus importante à perdre du poids chez certaines personnes est due à la thermogenèse adaptative. Les résultats montrent que les variations du métabolisme de repos mesurées sont semblables à celles prédites. On ne peut donc pas expliquer une faible perte de poids par la thermogenèse adaptative.

L’obésité se caractérise par un excès de masse adipeuse corporelle. Elle est due à un déséquilibre de la balance énergétique qui dépend de l’apport énergétique et les dépenses énergétiques, notamment via la thermogenèse du tissu adipeux brun (brown adipose tissue — BAT). Le BAT est sous l’influence de différents systèmes de neurotransmetteurs au sein du système nerveux central et en particulier au niveau de l’hypothalamus par le système mélanocortines (SM). Cependant, le rôle du SM dans l’hypothalamus sur le contrôle du BAT reste à éclaircir. Les travaux présentés dans cette thèse visaient à i) montrer que le noyau paraventriculaire de l’hypothalamus (PVH) est au centre de la modulation des effets du SM sur la thermogenèse du BAT par le système endocannabinoïde (SE) et ii) mettre en évidence que le noyau préoptique médial (MPO) est un site d’activation de la thermogenèse par les mélanocortines dépendant d’un relais dans le noyau dorsomédian de l’hypothalamus (DMH). Nous avons observé que l’injection intra-cérébro-ventriculaire de MTII, un agoniste des récepteurs aux mélanocortines, augmente la dépense énergétique via la thermogenèse du BAT. D’autre part, les effets du MTII sur le BAT sont inhibés ou partiellement potentialisés par l’injection respective d’un agoniste (Δ9-THC) ou d’un antagoniste (AM251) du SE. Par la suite, nous avons mis en évidence que ces observations font intervenir spécifiquement le récepteur aux mélanocortines 4 et le récepteur aux cannabinoïdes de type 1. Enfin, notre étude a montré que des neurones du PVH co-expriment ces deux récepteurs et que les effets sur la thermogenèse de l’injection de MTII dans le PVH, sont totalement inhibés par l’administration de Δ9-THC dans le 4éme ventricule, suggérant donc, que la modulation du SM par le SE a lieu au sein de neurones du PVH projetant vers la moëlle épinière. D’autre part, l’injection de MTII dans le MPO stimule la thermogenèse du BAT. Toutefois, des lésions du DMH causées par l’acide kaïnique inhibent les effets du MTII. De plus, l’expression de gènes impliqués dans le métabolisme du tissu adipeux blanc inguinal est stimulée par le MTII, mais seulement chez les rats lésés. Ces résultats permettent donc d’établir que le duo MPO-DMH est une cible importante dans la modulation de l’homéostasie énergétique par les mélanocortines. L’ensemble de ces résultats montre le rôle majeur du SM au sein de l’hypothalamus dans le contrôle de l’activité thermogène du BAT. Cependant, la compréhension des réseaux neuronaux impliquant le SM et ses co-régulateurs reste à éclaircir avant d’envisager un traitement thérapeutique de l’obésité via le SM. / Obesity is characterized by an adiposity excess. It is due to an imbalance between energy intake and energy expenditure, which includes a few components including brown adipose tissue (BAT) thermogenesis. BAT is controlled by different neuronal systems of the central nervous system, including the melanocortin system (MS). However, the role of the hypothalamic melanocortin system in the control of BAT thermogeneis remains unclear. The studies presented in this thesis were designed to study i) that the paraventricular nucleus of the hypothalamus (PVH) is central for modulating the effects of MS on BAT thermogenesis by the endocannabinoid system (ES) and ii) to highlight the influence of the medial preoptic nucleus (MPO) as a site of the thermogenic action of MS and exploring the role played by the dorsomedial nucleus of the hypothalamus (DMH) in this action. We observed that intracerebroventricular (i.c.v) injection of melanocotin II (MTII), a melanocortin receptor agonist, increased energy expenditure through BAT thermogenesis. The MTII effects on BAT were inhibited or partially potentiated by an injection of ES agonist (Δ9-THC) or antagonist (AM251) respectively. Subsequently, we demonstrated that the melanocortin 4 receptor and the cannabinoid receptor type 1 were specifically involved in these observations. Finally, our study showed that PVH neurons co-expressed both these receptors and the effects on thermogenesis of the MTII injection into the PVH were completely inhibited by the administration of Δ9-THC in the 4th ventricle, suggesting that the modulation of MS by the ES occurred through PVH neurons projecting to the spinal cord. On the other hand, the injection of MTII in MPO stimulated BAT thermogenesis. Nonetheless, DMH lesions caused by kainic acid inhibited the effects of MTII. Furthermore, the gene expression involved in inguinal white adipose tissue metabolism were stimulated by MTII, but only in lesioned rats. These results indicate that the MPO-DMH duet is an important target in the modulation of energy homeostasis by the melanocortins. All of these results show the major role of MS within the hypothalamus in the control of BAT thermogenic activity. However, understanding of neural networks involving the MS and its co-regulators remains to be clarified before considering therapeutic treatment of obesity through the activation of MS.

Tableau d'honneur de la FÉSP / La maladie d’Alzheimer (MA) est une maladie neurodégénérative qui se manifeste par l’apparition progressive de troubles de la mémoire. Le nombre de personnes affectées par la maladie est en constante hausse, mais il n’existe pour l’instant aucun traitement curatif pour la MA. L’âge avancé est le principal facteur de risque de la MA et est associé à un déficit de thermorégulation. De précédentes études animales montrent d’ailleurs que l’hypothermie augmente la phosphorylation de la protéine tau, l’un des principaux marqueurs neuropathologiques de la MA. La souris triple transgénique (3xTg-AD), un modèle murin de la MA, présente un déficit de thermorégulation qui s’installe progressivement avec le vieillissement et l’apparition de la neuropathologie. Une exposition aigüe au froid aggrave l’hyperphosphorylation de tau dans le cerveau de ces souris, tandis que les placer à une température thermoneutre (28°C) diminue leurs déficits de mémoire et leur pathologie amyloïde. Le tissu adipeux brun (TAB) est le principal siège de la thermogenèse chez les mammifères. La stimulation de son activité, par des expositions au froid ou l’administration d’agonistesdes récepteurs β3 adrénergiques(Rβ3A), permet de diminuer les altérations métaboliques périphériques. Puisque les maladies métaboliques sont des facteurs de risques importants pour la MA, et qu’un déficit de thermorégulation semble aggraver la MA, nous avons émis l’hypothèse que la stimulation du TAB pourrait être bénéfique pour la MA en corrigeant les déficits de thermorégulation et les troubles métaboliques. L’objectif de cette thèse était de déterminer si la stimulation de la thermogenèse du TAB permettait de diminuer la neuropathologie et les déficits comportementaux dans un modèle murin de la MA, la souris 3xTg-AD. Dans un premier temps, nous avons montré que l’âge avancé potentialisaitla phosphorylation de tau induite par une exposition aigüe au froid. Dans un second temps, nous avons montré que de courtes expositions répétées au froid permettaient d’augmenter la capacité de thermogenèse du TAB et de réduire l’intolérance au glucose des souris 3xTg-AD âgées. Une meilleure thermorégulation conférait une protection contre la phosphorylation de tau induite par une exposition aigüe au froid. De plus, nous avons observé une corrélation négative entre les niveaux du facteur de croissance des fibroblastes 21 (FGF21) et la phosphorylation de tau dans l’hippocampe, suggérant que cette hormone produite par le TAB est impliquée dans la neuroprotection contre une exposition aigüe au froid. Finalement, nous avons investigué l’effet d’un agoniste des Rβ3A sur la neuropathologie et la mémoire des souris 3xTg-AD âgées. Cette approche pharmacologique a permis d’améliorer la tolérance au glucose et d’augmenter la thermogenèse du TAB des souris 3xTg-AD et NonTg âgées de 16 mois. Le traitement a renversé le déficitde mémoire de reconnaissance et a diminué le ratiode peptides Aβ42/Aβ40 insolubles dans l’hippocampedes souris transgéniques, sans moduler la phosphorylation de la protéinetau. Ces résultats montrent que les interventions visant à stimuler la thermogenèse permettent de diminuer les désordres métaboliques et d’altérer la neuropathologie et les déficits comportementaux de la MA dans un modèle murin. Ainsi, nos résultats mettent en lumière la thermorégulation comme une nouvelle cible thérapeutique et ouvrent la voie à de nouvelles stratégies pour cette maladie. / Alzheimer's disease (AD) is a neurodegenerative disease characterized by a progressive loss of memory. The number of people affected by the disease is constantly in creasing, but there is currently no curefor AD. Aging, the main risk factor for AD, is also associated with a thermoregulatory deficit. Previous animal studies have shown that hypothermia in creases the phosphorylation of the protein tau, one of the main neuropathological markers of AD. The transgenic triple mouse (3xTg-AD), a mouse model of AD neuropathology, develops thermoregulatory deficits along with the progression of the neuropathology. Acute cold exposure exacerbates tau hyperphosphorylation in the brain of 3xTg-AD mice, while exposing them to a thermoneutral environment (28°C) alleviates their memory deficits and amyloid pathology. Brown adipose tissue (BAT) is the main site of thermogenesisin mammals. The stimulation of its activity, by cold exposures or the administration of β3 adrenergic receptor agonists (β3AR), has been shown to improve peripheral metabolic determinants. Since metabolic diseases are important risk factors for AD, and thermoregulatory deficits mayworsen AD, we hypothesized that BAT stimulation could be beneficial in AD by correcting both thermoregulatory deficits and metabolic disorders. The aim of this thesis was to determine whether the stimulation of BAT thermogenesis reduces neuropathology and behavioral deficits in a mouse model of AD, the 3xTg-AD mouse. First, we showed that advanced age potentiates tau phosphorylation induced by acute cold exposure. Secondly, we observedthat repeated short cold exposures increased the thermogenesis capacity of BAT and reduced glucose intolerance in aged 3xTg-AD mice. Better thermoregulation provided protection against tau phosphorylation induced by an acute cold exposure. In addition, we reported a negative correlation between fibroblast growth factor 21 (FGF21) levels and tau phosphorylation in the hippocampus, suggesting that this BAT-secreted hormone is involved in neuroprotection against acute cold exposure. Finally, we investigated the effect of a β3AR agonist on the neuropathology and memory of old 3xTg-AD mice. This pharmacological approach improved glucose tolerance and increased BAT thermogenes is in 16-month-old 3xTg-AD and NonTg mice. The treatment reversed the recognition memory deficiency and decreased the ratio of insoluble Aβ42/Aβ40 peptides in the hippocampus of transgenic mice, without modulating tauphosphorylation. These results show that interventions aiming at stimulating thermogenes is can reduce metabolic disorders and modulate neuropathology and behavioral deficits of AD in a mousemodel. Thus, our results high light thermoregulation as a novel therapeutic target for this disease.

Introduction : Les préoccupations liées au poids corporel sont très répandues chez les femmes, en raison, entre autre, des pressions sociales axées sur la minceur. Restreindre son alimentation est souvent le moyen utilisé afin de tenter d’accéder à cette norme sociale. La restriction alimentaire est définie comme un contrôle conscient de l’apport alimentaire avec une préoccupation à l’égard de son poids et de son corps. Il a été montré que certains individus avaient un métabolisme mesuré sous la valeur prédite. Puisque ce déficit thermogénique pourrait entraver la gestion du poids, cela pourrait favoriser une augmentation des restrictions alimentaires chez les sujets qui désirent contrôler leur poids. Objectif : Déterminer s’il y a une association entre les scores de restrictions alimentaires et le déficit thermogénique. Méthodes : 144 femmes préménopausées en embonpoint ou obèses (IMC moyen ; 30.5 ± 3.0 kg/m2) ont été recrutées. Les femmes se caractérisaient par une préoccupation importante à l’égard de leur poids et restreignaient intentionnellement leurs apports alimentaires. La restriction alimentaire a été mesurée à l’aide du Three-Factor Eating Questionnaire (TFEQ). Le métabolisme de repos (MR) a été mesuré par calorimétrie indirecte et comparé à la valeur prédite (formule d’Harris–Benedict). Résultats : Le MR mesuré était significativement plus bas que le MR prédit (1360± 169 vs. 1521± 101, p≤0.001). Il n’y avait pas de corrélation significative entre le déficit thermogénique moyen (différence entre le MR mesuré et le prédit) et le score de restriction total. Conclusion : Les variations dans le score de restriction alimentaire ne semblent pas être reliées au déficit thermogénique chez les femmes obèses caractérisées par une préoccupation à l’égard de leur poids. / Introduction: The concerns about body weight are very wide-spread in women because of societal pressures about thinness. Dietary restraint is defined as a conscious control of food intake with concerns about shape and weight. Since thermogenic deficit might hamper body weight management, it could promote an increase in dietary restraint in subjects willing to control their body weight. The main objective of this study was therefore to verify whether dietary restraint was associated with a thermogenic deficit. Methods: We thus recruited 144 overweight and obese (BMI = 25-40 kg/m2) premenopausal women characterized by a preoccupation about their weight and eating. Dietary restraint was assessed by the Three-Factor Eating Questionnaire (TFEQ). Resting metabolic rate (RMR) was measured by indirect calorimetry and compared with its predicted value (Harris–Benedict formula). Results: Measured values of RMR were significantly lower than their predicted levels (1360 ± 168.5 kcal/day vs 1521.3 ± 100.9 kcal/day ; P ≤ 0.001).There was no association between scores of dietary restraint and the difference between measured and predicted RMR. In conclusion, variations in dietary restraint do not seem to be related to thermogenic deficit in overweight-obese women expressing concerns about their body weight.

La prévalence de l'obésité et le sédentarisme chez les adolescents augmentate de manière significative dans le monde entier. La chaleur de l'environnement est une préoccupation supplémentaire au moment de recommander la pratique du sport chez les adolescents obèses et sédentaires. Les risques liés á l’augmentation de la température centrale du corps sont á considérer. L’augmentation de température est un facteur aggravant qui augmente de la perception de l'effort (IPE), l’irritabilité, et modifie les sensations liées au confort thermique. Il existe peu d'études ayant evalué les réponses de thermorégulation et la perception des filles pratiquant l'exercice dans la chaleur, en particulier chez les filles obèses. Par conséquent, il est utile d’apporter plus de précisions sur l'impact de l'obésité associée ou non à un mode de vie sédentaire pendant les activités sportives dans la chaleur. Le but de cette étude était de déterminer et comparer la thermorégulation et les réponses perceptives des filles pubères obèses et de poids normal avec un profil de forme cardiorespiratoire élevé (fit) et faible (unfit) avant, pendant et après deux séances d'entraînement dans la chaleur. Ceci a été réalisé au cours d’ une étude transversale dans laquelle 34 filles: 21 obèses (12 fit et 9 unfit) et 13 de poids normal (5 fit et 8 unfit) ont pédalé pendant 50 minutes sur un ergomètre à 36oC et 40% HR à l'intérieur une chambre environnementale. Deux séances d'exercice avec des intensités d’efforts différentes ont été réalisées. Dans la première session l'objectif a été fixé á 45% du VO2pic (Sèance % VO2pic) et dans la seconde á 4,5 W.kg-1 (Sèance PCM). Pendant les séances d'exercice, la température rectale (Tre), la température de la peau (IPEau), la fréquence cardiaque (FC), IPE, l’ irritabilité, et les sensations thermique et de confort thermique ont été recueillies. Aucune différence n'a été identifiée entre les groupes tout au long de la séance d'exercice et de récupération pour les variables de thermorégulation, perception et transpiration dans les deux conditions d’effort testées. Les résultats de ce travail montrent que indépendamment de la capacité cardiorespiratoire, dans les conditions d'exercice et le stress thermique de 36oC et 40% d'humidité relative, les filles pubères obèses ou non ont des réponses de thermorégulation et perception similaires lors de l'exercice effectué au cours d’ un ergocycle réalisé á températures élevées. / A prevalência da obesidade e do sedentarismo entre os adolescentes vem aumentando mundialmente de forma significativa. Acredita-se que o calor ambiental é uma preocupação adicional ao recomendar a prática esportiva em adolescentes obesos e sedentários, pois além dos riscos de aumento da temperatura corporal central, representa um agravante no aumento da percepção ao esforço (IPE), da irritabilidade, da sensação térmica e do conforto térmico. Ainda são poucos os estudos que avaliaram respostas termorregulatórias e perceptivas de meninas que realizaram exercícios no calor, especialmente de meninas obesas. Portanto, são necessários mais esclarecimentos das repercussões da obesidade combinada ou não com o sedentarismo durante a prática de atividades esportivas no calor. O objetivo deste estudo foi determinar e comparar as respostas termorregulatórias e perceptivas de meninas púberes obesas e eutróficas com alta (fit) e baixa (unfit) aptidão cardiorrespiratória antes, durante e após duas sessões de exercício no calor. Trata-se de um estudo de caráter transversal em que 34 meninas: 21 obesas (12 fit e 9 unfit) e 13 eutróficas (5 fit e 8 unfit) pedalaram durante 50 minutos em cicloergômetro no calor (36oC e 40% de umidade relativa do ar) dentro de uma câmara ambiental. Foram realizadas duas sessões de exercício com metas de intensidade diferentes. Na primeira sessão, fixou-se a meta de intensidade em 45% do pico de Volume de O2 (Sessão %VO2pico) e na segunda, em 4,5 W.kg-1 (Sessão PCM). Durante as sessões de exercício, foram coletadas temperatura retal (Tre), temperatura de pele (Tpele), frequência cardíaca (FC), IPE, irritabilidade, sensação térmica e conforto térmico. Não foram identificadas diferenças entre os grupos ao longo da sessão de exercício e recuperação para as variáveis termorregulatórias, perceptivas e de sudorese quando meninas obesas e eutróficas fit e unfit pedalaram em cicloergômetro a 45% do VO2pico ou a 4,5 W.kg-1 durante 50 minutos em câmara ambiental. Assim, conclui-se que independente do estado nutricional ou aptidão cardiorrespiratória, sob as condições de exercício e estresse térmico de 36oC e 40% UR, meninas púberes apresentam respostas termorregulatórias e perceptivas semelhantes quando submetidas a uma sessão de exercício em cicloergômetro no calor. / Obesity prevalence and sedentary behavior among teenagers is increasing significantly worldwide. It is believed that the heat stress is an additional concern when recommending the practice of sports to obese and sedentary adolescents. In addition, the risks of increasing core body temperature is an aggravating factor to the increase in the perceived exertion (RPE) irritability, thermal sensation and thermal comfort. Few studies have evaluated thermoregulatory and perceptual responses in girls who underwent exercise in the heat, especially in obese girls. Therefore, further understanding of the impact of obesity combined or not with sedentary behavior during sport activities under heat stress is still required. The aim of this study was to determine and to compare the thermoregulatory and perceptual responses of obese and eutrophic pubescent girls with high (fit) and low (unfit) cardiorespiratory capacity, before,during and after two workouts under heat stress. This is a transversal study including 34 girls, in which 21 obese (12 fit and 9 unfit) and 13 eutrophic (5 fit and 8 unfit) cycled for 50 min on a cycle ergometer under heat stress (36oC and 40% RH), inside an environmental chamber. Two exercise sessions with different intensity targets were performed. In the first session, the intensity target was set at 45% of the VO2peak (% VO2peak Session), and the second was set at 4.5 W.kg-1 (MHP Session). During the exercise sessions, rectal temperature (Tre), skin temperature (Tskin), heart rate (HR) RPE, irritability, thermal sensation, and thermal comfort were collected. No differences were detected between groups throughout the exercise and during the recovery session for thermoregulatory, perceptive and sweat variables when obese and eutrophic fit and unfit girls exercised on a cycle ergometer at 45% of VO2peak or 4.5 W.kg-1 for 50 min in an environmental chamber. Therefore, it is concluded that, regardless the nutritional status or cardiorespiratory capacity, under the conditions of exercise and heat stress of 36oC and 40% RH, pubescent girls have similar thermoregulatory and perceptual responses when exercising on a cycle ergometer in the heat.

Les larves de Diptères nécrophages se développant sur un cadavre font face à de fortes pressions de sélection. Nous démontrons comment cet environnement extrême aurait favorisé l’apparition de stratégies comportementales efficaces et originales, basées sur des mécanismes comme la régulation thermique mais également la socialité.Ce travail pose en premier lieu les bases du comportement de régulation thermique des larves de Diptères Calliphoridae. En effet, celles-ci sont confrontées à un environnement thermique très hétérogène, dans lequel elles vont sélectionner la zone la plus appropriée à leur activité métabolique. Bien que différentes espèces exploitent la même ressource au même moment, nous avons observé que les larves de Lucilia sericata, Calliphora vomitoria et Calliphora vicina ont chacune une température préférentielle de développement. De plus, nous démontrons que ces larves sont en recherche constante de leur température préférentielle (thermorégulation), et qu’elles adaptent leur alimentation à la température du milieu. Ce premier volet d’expérimentations illustre ainsi le rôle prépondérant de la température dans le comportement des larves. En second lieu, ce travail s'intéresse à la dimension sociale des larves nécrophages, et plus particulièrement au comportement d'agrégation. Nous avons démontré chez Lucilia sericata un fort effet attractif et rétentif des congénères, rendant manifeste une prévalence de la socialité sur la régulation thermique. Les résultats sont cependant drastiquement différents dans des conditions hétérospécifiques, où la formation du groupe varie selon les températures préférentielles et les cinétiques d’agrégation de chaque espèce. Ainsi, la température sélectionnée par un groupe hétérospécifique émerge d'un compromis entre les comportements de thermorégulation et d'agrégation. Enfin, ce travail analyse l’effet de ces stratégies comportementales sur le développement des individus.Nous montrons que le comportement de thermorégulation et l’action des congénères affectent la température sélectionnée par les larves, et donc, leur développement. De tels résultats démontrent l’existence de véritables stratégies comportementales individuelles et collectives de développement, reposant sur l’optimisation de paramètres multiples permettant aux larves de se développer au mieux dans cet écosystème extrême qu’est le cadavre en décomposition. / On a cadaver, necrophagous dipteran larvae suffer from strong selection pressures during their development. The premise of this thesis is that such an extreme, competitive and constraining environment would have favored the emergence of efficient developmental strategies, based on mechanisms such as thermal regulation but also sociality. This PhD work is divided into three parts. The first part focuses on the thermal behavior of Calliphorids larvae, which are confronted with a heterogeneous thermic environment on the corps, in which they select the most appropriate area for their metabolic activity. Firstly, this part shows that larvae have a preferential developmental temperature, which is different according to the species (Lucilia sericata, Calliphora vomitoria and Calliphora vicina), although they exploit the same resource at the same time. Secondly, this part demonstrates that the larvae are always in search of this preferential temperature and thirdly, that they adapt both their displacement and their food intake according to the temperature of the nourishing substrate. This first part of experiments demonstrates that the temperature parameters have a strong effect on larval behavior. The second part of this work focuses on the social dimension of larval behavior by analyzing the influence of congeners, mainly through their active aggregation behavior. We show for Lucilia sericata a strong attractive and retentive effect of the group, making obvious that sociality prevails over thermal regulation. However, these results are radically different under heterospecific conditions where the group formation strongly depends on preferential temperatures as well as aggregation kinetics of each species. Finally, the third part of this work analyzes the effects of temperature and congeners on the development of individuals and shows that both the behavior of thermoregulation and the action of congeners impact the temperature selected by larvae, and therefore, their development. These results indicate the existence of individual and collective behavioral development strategies based on the optimization of multiple parameters that allow larvae to develop ideally in this extreme ecosystem of a decaying corpse.

De par leur importante diversité phénotypique (10000 espèces), les oiseaux ont colonisé la plupart des niches écologiques, aussi " extrêmes " soient-elles. Les zones polaires (Arctique et Antarctiques) et le climat extrêmement froid qui les aractérise, suscitent l'intérêt de nombreuses études. Ce travail de thèse avait pour but d'explorer les différents mécanismes intervenant dans la mise en place de la thermorégulation chez l'oiseau. Nous nous sommes principalement intéressés, par une approche intégrative, de l'animal entier (méthodes de calorimétrie indirecte) à l'expression génique (techniques de RT-PCR), à caractériser les modifications métaboliques et l'implication d'une protéine découplante (avUCP) dans les mécanismes de thermorégulation, et principalement la thermogenèse sans frisson (NST) en réponse à une exposition chronique au froid.Au cours de deux études menées chez le caneton de Barbarie, nous avons démontré l'aspect " adaptatif " de la NST ainsi que l'implication potentielle de l'UCP aviaire dans ce mécanisme en faisant varier tout d'abord la température d'acclimatation puis la durée d'exposition pour caractériser la mise en place de la NST au cours de la croissance. Lors d'une troisième étude, nous nous sommes intéressés à une étape clé de la vie des manchots royaux (passage en mer) caractérisée par un stress thermique important et une activité physique accrue dus aux longs séjours en eau froide. Ce contexte environnemental et physiologique entraine nécessairement des adaptations métaboliques, comme la mise en place d'un métabolisme lipidique efficace soutenant ainsi les dépenses énergétiques accrues lors des voyages en mer.

La prévalence de l'obésité et le sédentarisme chez les adolescents augmentate de manière significative dans le monde entier. La chaleur de l'environnement est une préoccupation supplémentaire au moment de recommander la pratique du sport chez les adolescents obèses et sédentaires. Les risques liés á l’augmentation de la température centrale du corps sont á considérer. L’augmentation de température est un facteur aggravant qui augmente de la perception de l'effort (IPE), l’irritabilité, et modifie les sensations liées au confort thermique. Il existe peu d'études ayant evalué les réponses de thermorégulation et la perception des filles pratiquant l'exercice dans la chaleur, en particulier chez les filles obèses. Par conséquent, il est utile d’apporter plus de précisions sur l'impact de l'obésité associée ou non à un mode de vie sédentaire pendant les activités sportives dans la chaleur. Le but de cette étude était de déterminer et comparer la thermorégulation et les réponses perceptives des filles pubères obèses et de poids normal avec un profil de forme cardiorespiratoire élevé (fit) et faible (unfit) avant, pendant et après deux séances d'entraînement dans la chaleur. Ceci a été réalisé au cours d’ une étude transversale dans laquelle 34 filles: 21 obèses (12 fit et 9 unfit) et 13 de poids normal (5 fit et 8 unfit) ont pédalé pendant 50 minutes sur un ergomètre à 36oC et 40% HR à l'intérieur une chambre environnementale. Deux séances d'exercice avec des intensités d’efforts différentes ont été réalisées. Dans la première session l'objectif a été fixé á 45% du VO2pic (Sèance % VO2pic) et dans la seconde á 4,5 W.kg-1 (Sèance PCM). Pendant les séances d'exercice, la température rectale (Tre), la température de la peau (IPEau), la fréquence cardiaque (FC), IPE, l’ irritabilité, et les sensations thermique et de confort thermique ont été recueillies. Aucune différence n'a été identifiée entre les groupes tout au long de la séance d'exercice et de récupération pour les variables de thermorégulation, perception et transpiration dans les deux conditions d’effort testées. Les résultats de ce travail montrent que indépendamment de la capacité cardiorespiratoire, dans les conditions d'exercice et le stress thermique de 36oC et 40% d'humidité relative, les filles pubères obèses ou non ont des réponses de thermorégulation et perception similaires lors de l'exercice effectué au cours d’ un ergocycle réalisé á températures élevées. / A prevalência da obesidade e do sedentarismo entre os adolescentes vem aumentando mundialmente de forma significativa. Acredita-se que o calor ambiental é uma preocupação adicional ao recomendar a prática esportiva em adolescentes obesos e sedentários, pois além dos riscos de aumento da temperatura corporal central, representa um agravante no aumento da percepção ao esforço (IPE), da irritabilidade, da sensação térmica e do conforto térmico. Ainda são poucos os estudos que avaliaram respostas termorregulatórias e perceptivas de meninas que realizaram exercícios no calor, especialmente de meninas obesas. Portanto, são necessários mais esclarecimentos das repercussões da obesidade combinada ou não com o sedentarismo durante a prática de atividades esportivas no calor. O objetivo deste estudo foi determinar e comparar as respostas termorregulatórias e perceptivas de meninas púberes obesas e eutróficas com alta (fit) e baixa (unfit) aptidão cardiorrespiratória antes, durante e após duas sessões de exercício no calor. Trata-se de um estudo de caráter transversal em que 34 meninas: 21 obesas (12 fit e 9 unfit) e 13 eutróficas (5 fit e 8 unfit) pedalaram durante 50 minutos em cicloergômetro no calor (36oC e 40% de umidade relativa do ar) dentro de uma câmara ambiental. Foram realizadas duas sessões de exercício com metas de intensidade diferentes. Na primeira sessão, fixou-se a meta de intensidade em 45% do pico de Volume de O2 (Sessão %VO2pico) e na segunda, em 4,5 W.kg-1 (Sessão PCM). Durante as sessões de exercício, foram coletadas temperatura retal (Tre), temperatura de pele (Tpele), frequência cardíaca (FC), IPE, irritabilidade, sensação térmica e conforto térmico. Não foram identificadas diferenças entre os grupos ao longo da sessão de exercício e recuperação para as variáveis termorregulatórias, perceptivas e de sudorese quando meninas obesas e eutróficas fit e unfit pedalaram em cicloergômetro a 45% do VO2pico ou a 4,5 W.kg-1 durante 50 minutos em câmara ambiental. Assim, conclui-se que independente do estado nutricional ou aptidão cardiorrespiratória, sob as condições de exercício e estresse térmico de 36oC e 40% UR, meninas púberes apresentam respostas termorregulatórias e perceptivas semelhantes quando submetidas a uma sessão de exercício em cicloergômetro no calor. / Obesity prevalence and sedentary behavior among teenagers is increasing significantly worldwide. It is believed that the heat stress is an additional concern when recommending the practice of sports to obese and sedentary adolescents. In addition, the risks of increasing core body temperature is an aggravating factor to the increase in the perceived exertion (RPE) irritability, thermal sensation and thermal comfort. Few studies have evaluated thermoregulatory and perceptual responses in girls who underwent exercise in the heat, especially in obese girls. Therefore, further understanding of the impact of obesity combined or not with sedentary behavior during sport activities under heat stress is still required. The aim of this study was to determine and to compare the thermoregulatory and perceptual responses of obese and eutrophic pubescent girls with high (fit) and low (unfit) cardiorespiratory capacity, before,during and after two workouts under heat stress. This is a transversal study including 34 girls, in which 21 obese (12 fit and 9 unfit) and 13 eutrophic (5 fit and 8 unfit) cycled for 50 min on a cycle ergometer under heat stress (36oC and 40% RH), inside an environmental chamber. Two exercise sessions with different intensity targets were performed. In the first session, the intensity target was set at 45% of the VO2peak (% VO2peak Session), and the second was set at 4.5 W.kg-1 (MHP Session). During the exercise sessions, rectal temperature (Tre), skin temperature (Tskin), heart rate (HR) RPE, irritability, thermal sensation, and thermal comfort were collected. No differences were detected between groups throughout the exercise and during the recovery session for thermoregulatory, perceptive and sweat variables when obese and eutrophic fit and unfit girls exercised on a cycle ergometer at 45% of VO2peak or 4.5 W.kg-1 for 50 min in an environmental chamber. Therefore, it is concluded that, regardless the nutritional status or cardiorespiratory capacity, under the conditions of exercise and heat stress of 36oC and 40% RH, pubescent girls have similar thermoregulatory and perceptual responses when exercising on a cycle ergometer in the heat.

La prévalence de l'obésité et le sédentarisme chez les adolescents augmentate de manière significative dans le monde entier. La chaleur de l'environnement est une préoccupation supplémentaire au moment de recommander la pratique du sport chez les adolescents obèses et sédentaires. Les risques liés á l’augmentation de la température centrale du corps sont á considérer. L’augmentation de température est un facteur aggravant qui augmente de la perception de l'effort (IPE), l’irritabilité, et modifie les sensations liées au confort thermique. Il existe peu d'études ayant evalué les réponses de thermorégulation et la perception des filles pratiquant l'exercice dans la chaleur, en particulier chez les filles obèses. Par conséquent, il est utile d’apporter plus de précisions sur l'impact de l'obésité associée ou non à un mode de vie sédentaire pendant les activités sportives dans la chaleur. Le but de cette étude était de déterminer et comparer la thermorégulation et les réponses perceptives des filles pubères obèses et de poids normal avec un profil de forme cardiorespiratoire élevé (fit) et faible (unfit) avant, pendant et après deux séances d'entraînement dans la chaleur. Ceci a été réalisé au cours d’ une étude transversale dans laquelle 34 filles: 21 obèses (12 fit et 9 unfit) et 13 de poids normal (5 fit et 8 unfit) ont pédalé pendant 50 minutes sur un ergomètre à 36oC et 40% HR à l'intérieur une chambre environnementale. Deux séances d'exercice avec des intensités d’efforts différentes ont été réalisées. Dans la première session l'objectif a été fixé á 45% du VO2pic (Sèance % VO2pic) et dans la seconde á 4,5 W.kg-1 (Sèance PCM). Pendant les séances d'exercice, la température rectale (Tre), la température de la peau (IPEau), la fréquence cardiaque (FC), IPE, l’ irritabilité, et les sensations thermique et de confort thermique ont été recueillies. Aucune différence n'a été identifiée entre les groupes tout au long de la séance d'exercice et de récupération pour les variables de thermorégulation, perception et transpiration dans les deux conditions d’effort testées. Les résultats de ce travail montrent que indépendamment de la capacité cardiorespiratoire, dans les conditions d'exercice et le stress thermique de 36oC et 40% d'humidité relative, les filles pubères obèses ou non ont des réponses de thermorégulation et perception similaires lors de l'exercice effectué au cours d’ un ergocycle réalisé á températures élevées. / A prevalência da obesidade e do sedentarismo entre os adolescentes vem aumentando mundialmente de forma significativa. Acredita-se que o calor ambiental é uma preocupação adicional ao recomendar a prática esportiva em adolescentes obesos e sedentários, pois além dos riscos de aumento da temperatura corporal central, representa um agravante no aumento da percepção ao esforço (IPE), da irritabilidade, da sensação térmica e do conforto térmico. Ainda são poucos os estudos que avaliaram respostas termorregulatórias e perceptivas de meninas que realizaram exercícios no calor, especialmente de meninas obesas. Portanto, são necessários mais esclarecimentos das repercussões da obesidade combinada ou não com o sedentarismo durante a prática de atividades esportivas no calor. O objetivo deste estudo foi determinar e comparar as respostas termorregulatórias e perceptivas de meninas púberes obesas e eutróficas com alta (fit) e baixa (unfit) aptidão cardiorrespiratória antes, durante e após duas sessões de exercício no calor. Trata-se de um estudo de caráter transversal em que 34 meninas: 21 obesas (12 fit e 9 unfit) e 13 eutróficas (5 fit e 8 unfit) pedalaram durante 50 minutos em cicloergômetro no calor (36oC e 40% de umidade relativa do ar) dentro de uma câmara ambiental. Foram realizadas duas sessões de exercício com metas de intensidade diferentes. Na primeira sessão, fixou-se a meta de intensidade em 45% do pico de Volume de O2 (Sessão %VO2pico) e na segunda, em 4,5 W.kg-1 (Sessão PCM). Durante as sessões de exercício, foram coletadas temperatura retal (Tre), temperatura de pele (Tpele), frequência cardíaca (FC), IPE, irritabilidade, sensação térmica e conforto térmico. Não foram identificadas diferenças entre os grupos ao longo da sessão de exercício e recuperação para as variáveis termorregulatórias, perceptivas e de sudorese quando meninas obesas e eutróficas fit e unfit pedalaram em cicloergômetro a 45% do VO2pico ou a 4,5 W.kg-1 durante 50 minutos em câmara ambiental. Assim, conclui-se que independente do estado nutricional ou aptidão cardiorrespiratória, sob as condições de exercício e estresse térmico de 36oC e 40% UR, meninas púberes apresentam respostas termorregulatórias e perceptivas semelhantes quando submetidas a uma sessão de exercício em cicloergômetro no calor. / Obesity prevalence and sedentary behavior among teenagers is increasing significantly worldwide. It is believed that the heat stress is an additional concern when recommending the practice of sports to obese and sedentary adolescents. In addition, the risks of increasing core body temperature is an aggravating factor to the increase in the perceived exertion (RPE) irritability, thermal sensation and thermal comfort. Few studies have evaluated thermoregulatory and perceptual responses in girls who underwent exercise in the heat, especially in obese girls. Therefore, further understanding of the impact of obesity combined or not with sedentary behavior during sport activities under heat stress is still required. The aim of this study was to determine and to compare the thermoregulatory and perceptual responses of obese and eutrophic pubescent girls with high (fit) and low (unfit) cardiorespiratory capacity, before,during and after two workouts under heat stress. This is a transversal study including 34 girls, in which 21 obese (12 fit and 9 unfit) and 13 eutrophic (5 fit and 8 unfit) cycled for 50 min on a cycle ergometer under heat stress (36oC and 40% RH), inside an environmental chamber. Two exercise sessions with different intensity targets were performed. In the first session, the intensity target was set at 45% of the VO2peak (% VO2peak Session), and the second was set at 4.5 W.kg-1 (MHP Session). During the exercise sessions, rectal temperature (Tre), skin temperature (Tskin), heart rate (HR) RPE, irritability, thermal sensation, and thermal comfort were collected. No differences were detected between groups throughout the exercise and during the recovery session for thermoregulatory, perceptive and sweat variables when obese and eutrophic fit and unfit girls exercised on a cycle ergometer at 45% of VO2peak or 4.5 W.kg-1 for 50 min in an environmental chamber. Therefore, it is concluded that, regardless the nutritional status or cardiorespiratory capacity, under the conditions of exercise and heat stress of 36oC and 40% RH, pubescent girls have similar thermoregulatory and perceptual responses when exercising on a cycle ergometer in the heat.

Les espèces endothermes amphibies font face à de fortes contraintes durant leurs séjours en mer dont l’augmentation des coûts de thermorégulation. La recherche alimentaire du manchot royal (Aptenodytes patagonicus) s’étend sur plusieurs jours alternant des plongées profondes de chasse et des périodes de repos à la surface de l’eau correspondant à deux stratégies de thermorégulation différentes. Durant les plongées, l’hypothermie des tissus suggère une économie d’énergie visant à augmenter la durée d’apnée. Cependant, l’utilité de la réaugmentation des températures corporelles durant les périodes de repos reste méconnue. Alors que la digestion débute durant les plongées, nous supposons que le stockage des acides gras dans les tissus adipeux périphériques ne peut se faire que par le retour à normothermie de ces tissus. Nous avons testé cette hypothèse en maintenant des individus équipés d’enregistreurs de températures (périphériques et interne) dans une piscine d’eau de mer afin d’étudier les variations de températures en fonction de l’état nutritionnel des manchots. De plus, nous avons mesuré, par respirométrie, les dépenses énergétiques en fonction des températures corporelles. Enfin, nous avons étudié les variations de flux sanguins à l’aide de thermographie infra-rouge afin de comprendre le retour à normothermie des tissus périphériques et les coûts énergétiques associés. / The energetic cost of foraging activities in King Penguin (Aptenodytes patagonicus) consists to reach favourable areas, realizes depth diving to attempt fish patch and resting in high latitude cold water. Several studies have shown that resting in cold water could be represent a more expensive cost than realized depth diving. Indeed, this paradox is probably linked with contrasting thermoregulation processes. During daylight, a general hypothermia occurs and is believed to reduce energy expenditure. At sunrise occurs a re-warming to normothermia, contributing to increase heat-loss during the night. We hypothesise an energetic conflict between thermoregulation and digestive processes. During daylight, the organism may be unable to assimilate the end product of prey digestion (free fatty acids) inside the peripheral subcutaneous adipose tissues (SAT), because skin is no more blood perfused. During the night, re-warming and re-connecting to blood circulation peripheral tissues could be inevitable to end the assimilation of FFA inside the SAT. In a first step, we have reproduced the conditions of a resting night at sea and events of rewarming skin temperature, using a sea water tank in which king penguins equipped with internal temperature loggers were maintained several days. In a second step, we have tested a generalisation of our hypothesis studying body temperature variations on penguins fast and feed. Finally, we have measured the cost to maintain normothermia in cold water with respirometry measures and investigated peripheral vasodilation with body temperature variations and infrared thermography.