Résumé : Le vieillissement de la population est relié à l’augmentation de la présence de certaines maladies comme les déclins cognitifs ou les démences de type Alzheimer. Chez les personnes à risques de développer ces démences, une diminution précoce du métabolisme cérébral du glucose peut être observée avant même l’apparition des premiers symptômes. Ce déficit énergétique pourrait expliquer la cascade qui mène au développement des déclins cognitifs. Les cétones sont des molécules produites par le corps à partir de la lipolyse des acides gras qui ont déjà démontré leur efficacité comme substrat énergétique de substitution pour le cerveau. L’utilisation de triglycérides de moyennes chaînes (MCT), des acides gras facilement absorbables et oxydables, est un moyen efficace pour augmenter les cétones rapidement mais transitoirement. Notre objectif était de voir s’il était possible d’augmenter les cétones plasmatiques et de maintenir une concentration modérée sur 24 h avec une supplémentation quotidienne en MCT. Dix participants ont d’abord reçu une supplémentation de 2 semaines d’une émulsion de MCT (3 fois par jour). Leur concentration plasmatique de cétones mais aussi de glucose, de cholestérol, de triglycérides et d’acides gras libres était mesurée au début et à la fin de la supplémentation. Huit participants ont par la suite reçu une supplémentation de 4 semaines de l’émulsion de MCT (4 fois par jour). En plus des paramètres mentionnés précédemment, des mesures d’oxydation de MCT, à l’aide d’un traceur 13C-trioctanoate, d’oxydation des cétones, à l’aide d’un traceur de 13C-bêta-hydroxybutyrate ((30Hb), et des mesures de composition corporelle étaient effectuées. Dans les deux études, les analyses plasmatiques ont démontré une augmentation significative des cétones plasmatiques (jusqu’à 0,47 ± 0 ,1 5 mM), qui semblait plus soutenue lors de la deuxième étude. Aucune autre modification n’a été observée dans les analyses plasmatiques. Une diminution de l’oxydation du traceur 13C-trioctanoate dans les heures suivant la prise puis une hausse à 24 h suivant la supplémentation montre un changement dans l’utilisation des MCT, donc une plus grande conversion en cétones. Aucun changement n’a été observé avec le traceur 13C-(30Hb. Aucune variation de la composition corporelle n’a été observée. Ces études montrent la capacité des MCT à augmenter et à maintenir une concentration de cétones durant 24 h à des niveaux légers chez un adulte en santé. // Abstract : Aging leads to the development of many diseases among which is cognitive decline associated with dementia and Alzheimer's disease (AD). In populations who are at risk of developing cognitive decline, it has been noted that a marked brain glucose hypometabolism precedes the onset of other clinical symptoms such as [beta]-amyloid accumulation. This hypometabolism could therefore be responsible for the development of AD. Ketone bodies are energetic molecules that are produced by the liver following the (3-oxidation of fatty acids. They already have been showed to be able to sustain brain metabolism as the principal energy source. Medium chain triglycerides (MCT) are easily absorbed and metabolised fatty acids. They can raise plasma ketones rapidly but transiently. Our objective was to determine whether it was possible to raise and maintain a moderate plasma ketone concentration over 24 h in healthy adults. Ten participants were first given a 2 week supplementation of MCT (3 times a day). Plasma ketone, glucose, cholesterol, triglyceride and free fatty acids were measured. Another 8 participants were given a 4 week supplementation of MCT (4 times a day). In addition to the measures taken in the first project, MCT oxidation; with [indice supérieur 13] C-trioctanoate, ketone oxidation; with [indice supérieur 13] C-beta-hydroxybutyrate and body composition were measured. In both projects, plasma ketone concentration were raised (to a maximum of 0.48 ± 0.15 mM) and appeared to be more stable in the second project. All other plasma measures were unchanged. Significantly lower [indice supérieur 13] C-trioctanoate oxidation was detected during the 2 to 5 hours following the tracer absorption after the supplementation and a marked augmentation was detected 24 h following the supplementation. This indicates a shift in MCT utilization by the body from immediate energy source to ketone precursor. No changes were noted in [beta]OHb oxidation or in body composition. These studies show the ability of MCT to raise and maintain a moderate level of ketones in plasma when taken daily in healthy adults.

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Ce mémoire présente une nouvelle voie de valorisation chimique des huiles de friture usagées, par conversion thermique. En effet, ces huiles possèdent un fort potentiel pour être valorisées en carburants ou en produits chimiques, car elles sont très riches en triglycérides et en acides gras libres. Les objectifs de cette étude étaient triples. Tout d’abord, proposer un procédé de thermoconversion permettant de valoriser chimiquement les huiles alimentaires usagées. Ensuite, comprendre et modéliser les réactions chimiques de pyrolyse de l’acide octanoïque, molécule modèle choisie pour représenter les huiles usagées qui sont des mélanges très complexes. Et enfin, valider le mécanisme de pyrolyse de l’acide octanoïque par le logiciel CHEMKIN II. / This thesis presents a new way of chemically upgrading of edible frying oils, by thermal conversion. Edible oils have a strong potential to be upgraded into fuels or chemicals, because they are very rich in triglycerides and free fatty acids. The objectives of this study were triple. Firstly, to propose a process of thermal conversion,that allows for the chemical upgrading of edible frying oils. Secondly, to model and understand the chemical reactions of pyrolysis on the octanoïc acid (whose molecule model was selected to represent edible frying oils which are very complex mixtures). Finally, to validate the pyrolysis mechanism on the octanoïc acid by the software CHEMKIN II.

L'hyperchylomicronémie est une maladie rare et complexe impliquant plusieurs gènes qui sont eux-mêmes fortement régulés par plusieurs mécanismes et dont les voies métaboliques sont étroitement dépendantes de facteurs environnementaux. La survenue de la pathologie due à la présence de variants ou d'une association de variants sur ces gènes n'est pas toujours clairement définie. Ce qui suggère l'intervention d'autres mécanismes mal élucidés dans le développement des hyperchylomicronémies et la régulation du métabolisme des triglycérides. Nous avons essayé d'appréhender certains mécanismes causals dans la survenue de l hyperchylomicronémie en lien avec la présence de variants sur les gènes régulateurs APOC3 et LMF1 du métabolisme des triglycérides. Le gène APOC3 présente le variant SstI (rs5128) en région 3' non codante associée significativement à l'hypertriglycéridémie dans notre cohorte, nous avons cherché à caractériser sa régulation post-transcriptionnelle éventuelle par des microARN hépatiques ou intestinaux. Nos résultats ne confirment pas l'hypothèse d'une régulation du variant SstI du gène APOC3 par un microARN hépatique ou intestinal ciblant directement l'extrémité 3'UTR du gène APOC3. Le gène LMF1, nouveau gène candidat pour étudier les mécanismes des hyperchylomicronémies, est encore peu investigué. Nous avons mis en place son diagnostic génétique au sein du laboratoire ainsi qu'une technique in vitro permettant d'évaluer l'impact de la présence de certains variants codants de LMF1 sur l'activité post héparinique de la lipoprotéine lipase (LPL) par mesure de la lipolyse des triglycérides des VLDL. Nous avons mis en évidence des activités LPL significativement diminuées suggérant une dysfonction de LMF1 en présence des variants p.Gly172Arg (rs201406396), p.Arg354Trp (rs143076454), p.Arg364Gln (rs35168378), et des deux variants non-sens déjà décrits p.Tyr439Ter (rs121909397) et p.Trp464Ter (rs587777626). Ces travaux permettent de confirmer l'effet fonctionnel des variants LMF1 sur la régulation de la sécrétion de la LPL. Nous avons également retrouvé dans notre cohorte de 385 patients 18 variants sur la région 3' non codante du gène LMF1. Pour les trois variants : c*231C>A (rs75476513), c*512G>A (rs117039680), et c*530G>A (rs139657279), les résultats in vitro suggèrent une régulation post transcriptionnelle par les microARN. Ce qui pourrait ainsi expliquer le mécanisme de l'association de ces variants non traduits à l'hypertriglycéridémie. Ainsi, des interrelations des multiples gènes impliqués dans le métabolisme des triglycérides et leurs régulations à plusieurs niveaux simultanés modulent le phénotype d'hyperchylomicronémie. Il est nécessaire d'étudier tous les mécanismes complexes impliqués dans la régulation de la triglycéridémie afin de mieux appréhender la physiopathologie et de développer de nouvelles cibles thérapeutiques / Hyperchylomicronemia is a rare and complex disease involving several genes which are themselves highly regulated by several mechanisms and whose metabolic pathways are closely dependent on environmental factors. The occurrence of this disease due to the presence of variants or a combination of variants on these genes is not always clearly defined. This suggests the intervention of other ill-defined mechanisms in the development of hyperchylomicronemia and the regulation of triglyceride metabolism. We have tried to understand certain causal mechanisms in the occurrence of hyperchylomicronemia in relation to the presence of variants on the APOC3 and LMF1 known regulatory genes of triglyceride metabolism. APOC3 gene carries the SstI variant (rs5128) in the 3' untranslated region significantly associated with hypertriglyceridemia in our cohort. We sought to characterize its possible post-transcriptional regulation by hepatic or intestinal microRNA. Our results obtained in vitro do not support the hypothesis of a regulation of the SstI variant of the APOC3 gene by a hepatic or intestinal microRNA directly targeting the 3'UTR of APOC3 gene. LMF1 gene, a new candidate gene for studying the mechanisms of hyperchylomicronaemias, is still under investigation. We have established its genetic diagnosis in the laboratory and set up an in vitro method to evaluate the impact of LMF1 coding variants by measuring the release of post-heparin lipoprotein lipase (LPL) activity. We found decreased LPL activities suggesting a LMF1 dysfunction in the presence of variants p.Gly172Arg (rs201406396), p.Arg354Trp (rs143076454), p.Arg364Gln (rs35168378), and the two nonsense variants already described p.Tyr439Ter (rs121909397) and p.Trp464Ter (rs587777626). This study confirms the functional effect of LMF1 variants on the regulation of LPL secretion. In addition, we found 18 variants on the 3' untranslated region of LMF1 gene. For three variants : c*231C>A (rs75476513), c*512G>A (rs117039680), and c*530G>A (rs139657279), in vitro results suggest a post-transcriptional regulation by microRNA. These findings are an involvement of these untranslated variants in the occurrence of hypertriglyceridemia.Thus, complex interrelations of multiple genes involved in triglyceride metabolism and their simultaneous multi-level regulation modulate the phenotype of hyperchylomicronemic patients. It is necessary to study all the complex mechanisms involved in the regulation of triglyceridemia in order to better understand pathophysiology of hyperchylomicronemia and to develop new therapeutic targets

La sécrétion de lipase, la lipolyse extracellulaire et l’absorption des acides gras (AGL) ont été étudiés chez Yarrowia lipolytica (YL) en présence d’huile d’olive et/ou de sucrose. Des mesures d’activité lipase et d’immuno-révélation ont montré que l’activité lipase présente dans le milieu de culture provenait principalement de la lipase YLLIP2. L’huile d’olive induit la production de lipase qui est principalement associée aux cellules pendant les premières heures de cultures. YLLIP2 est ensuite libérée dans le milieu de culture avant d’être totalement dégradée par les protéases. Les triglycérides (TG) sont dégradés alors que la lipase est encore attachée aux cellules. Les produits de lipolyse présents dans le milieu de culture et à l’intérieur des cellules ont été quantifiés par chromatographie TLC-FID et GC. Les niveaux intracellulaires d’AGL et de TG augmentent transitoirement et dépendent de la source de carbone utilisée. Une accumulation maximum de 37,8 % w/w de lipides est observée avec l’huile d’olive seule. Cette étude montre que la levure YL est un modèle intéressant pour étudier la lipolyse extracellulaire et l’absorption des acides gras par les cellules / Lipase secretion, extracellular lipolysis and fatty acid (FFA) uptake were quantified in Yarrowia lipolytica (YL) grown in the presence of olive oil and/or sucrose. Lipase assays and western blot analysis indicated that the lipase activity measured in YL cultures mainly resulted from YLLIP2 lipase. Lipase production was triggered by olive oil and YLLIP2 remained associated with the yeast cells during the first hours of culture. It was then released in the culture medium before it was totally degraded by the alkaline protease. Olive oil triglycerides (TG) were degraded when the lipase was still attached to the cell wall. The fate of lipolysis products in the culture medium and inside the yeast cell were investigated by quantitative TLC-FID and GC analysis. Intracellular levels of FFA and TG increased transiently and were dependent on the carbon sources. A maximum fat storage of 37.8% w/w was observed with olive oil alone. The present study shows that yeasts are interesting models for studying extracellular lipolysis and fat uptake by the cell

Les triglycérides (TG) représentent une réserve énergétique essentielle à de nombreuses cellules. De compositions très variées, ils sont le principal constituant de l’huile destinée à l’alimentation, ou utilisée pour produire différents composés d’intérêt industriel. Les Acyl-CoA : diacylglycérol acyltransférases (DGAT) catalysent l’étape finale et limitante de leur synthèse en incorporant un acide gras sur un diglycéride. Chez les végétaux, il existe trois familles, DGAT1, DGAT2 et DGAT3, ne partageant aucune homologie et pour lesquelles aucune structure n’est connue. Ceci empêche toute amélioration de la qualité des huiles par une approche rationnelle. La contribution des DGAT1 à l’accumulation d’huiles alimentaires a été démontrée. Chez certains végétaux, les DGAT2 ont un rôle prépondérant dans lasynthèse de TG peu communs tels que ceux hydroxylés du ricin permettant de produire des lubrifiants et des bioplastiques. La contribution des DGAT3 à la synthèse des TG reste à déterminer in planta.Nous avons étudié les trois familles de DGAT de la plante modèle Arabidopsis thaliana, appartenant à la famille du colza, ainsi qu’une DGAT1 du palmier à huile, plante de culture industrielle. L’expression en bactéries, en levure modèle ou oléagineuse ainsi que l’étude de lignées de plantes mutantes ont permis de caractériser finement les activités de ces enzymes. La modulation de la composition et du contenu en TG des levures par les DGAT a également démontré l’intérêt de ces enzymes pour la production d’huiles microbiennes à façon. / Triacylglycerols (TAG) are an essential energy storage in many cells. Their composition is diverse; they are the main component of the seed oil for the food industry or used to produce industrial compounds. Acyl-CoA: diacylglycerol acyltransferase (DGAT) catalyze the final and rate-limiting step of TAG synthesis by transferring a fatty acid onto a diacylglycerol. In plants, there are three families, DGAT1, DGAT2 and DGAT3, sharing no homology and of unknown structure. It prevents any improvement of seed oil yield and quality by a rational approach. DGAT1 involvement in edible oil accumulation was demonstrated. In some plants, DGAT2 plays a key role in the synthesis of unusual TAG such as hydroxylated TAG found in castor oil and used to produce lubricants and bioplastics. DGAT3 contribution to TAG biosynthesis has not been demonstrated in planta. We studied three families of DGAT from the model plant Arabidopsis thaliana, belonging to the same family as oilseed rape, and a DGAT1 from oil palm, an industrial crop. DGAT expression in bacteria, yeasts and the study of mutant plant lines allowed us to characterize their activities. The modulation of yeast TAG content and composition induced by DGAT expression demonstrated the value of these enzymes for the production of tailored microbial oils.