La pyocyanine (PYO) est une phénazine de couleur bleu-vert, produite spécifiquement par la bactérie pathogène opportuniste Pseudomonas aeruginosa (Pa). La toxicité aérobie de la PYO envers les cellules de mammifères, les levures et les bactéries a été décrite de longue date, mais la compréhension des mécanismes d'action est encore lacunaire, en particulier en conditions de limitation en O2 (conditions rencontrées dans le contexte infectieux). De plus, il a récemment été montré que la PYO peut apporter des effets bénéfiques pour la souche productrice en hypoxie. Au cours de ce travail, nous avons réexaminé les effets de la PYO sur un large panel de bactéries dont son propre producteur (Pa) ainsi que sur un modèle cellulaire eucaryote Saccharomyces cerevisiae exposées à différentes tensions en O2. Nos données suggèrent que la toxicité aérobie de la PYO envers S. cerevisiae est multifactorielle, impliquant à la fois une interaction avec le complexe III de la chaîne respiratoire et l'induction d'un stress oxydatif. Pour la première fois, nous avons mis en évidence une toxicité de la PYO exacerbée en anaérobiose chez un eucaryote (S. cerevisiae). Le mécanisme d'action impliquerait le PYO radical. Nous avons également montré que la PYO peut inhiber la croissance aérobie et anaérobie des microorganismes concurrents, plus particulièrement S. aureus en bloquant le complexe III de la chaîne respiratoire. A l'inverse, la PYO peut stimuler la respiration de Pa surtout dans les conditions mimant le contexte infectieux (hypoxie, vie ralentie). Le complexe III et/ou les oxydases terminales cbb3 serait impliqué favorablement. En conclusion, la PYO jouerait à la fois un rôle de poison hypoxique mais aussi un rôle de navette redox bénéfique pour la survie et la virulence de Pa en hypoxie.

Certaines études ont démontré que la réponse hémodynamique en immersion lors d'efforts à la marche ou à la course permettait, dans certaines circonstances, de réduire le coût métabolique lorsque celui-ci est comparé au même travail sur terrain sec. En fait, lorsque le corps est en position verticale, la pression hydrostatique agit en fonction de l'importance de la colonne d'eau par une augmentation de la pression externe, ce qui induit un déplacement des gaz et des fluides vers des aires de pression inférieure, laquelle contribue, entre autres, à l'augmentation du retour veineux, du volume d'éjection systolique et du débit cardiaque alors que la résistance périphérique et la fréquence cardiaque sont diminuées produisant ainsi un coût énergétique moindre. La quantification précise de l'effort dans l'eau est souvent problématique, due principalement aux variations du coût énergétique interindividuel durant la marche et/ou la course ainsi que des difficultés pour les participants à maintenir l'équilibre dans l'eau lors de déplacements et de l'utilisation des bras comme moyen de propulsion. Tenant compte qu'en utilisant le vélo aquatique on peut mieux standardiser l'intensité de l'effort relativement à la marche et/ou à la course, la présente étude vise à trouver les équivalences de coût énergétique de pédalage sur ergocycle aquatique (lE) et sur ergocycle conventionnel sur terrain sec (DE). Trente six sujets sains volontaires (26 hommes et 10 femmes, âgés entre 18 et 50 ans) ont réalisé un test progressif maximal sur IE (Hydrorider®) en immersion jusqu'au mollet et sur DE (Excalibur®). L'intensité de l'effort sur IE fut contrôlée en augmentant la cadence de pédalage de 10 révolutions par minute (RPM) tous les deux minutes (40 jusqu'à épuisement, ~90-105 RPM). Sur DE, le test fut effectué à une cadence de pédalage de 60 RPM avec une charge initiale de 0.5 kp (25 W) et augmentée de 0.5 kp chaque 2 minutes jusqu'à épuisement. L'équation de régression VO₂ (L*min-1) en fonction de la puissance (Watts) atteinte par chaque sujet sur DE, fut utilisé pour estimer la puissance sur IE à partir du VO₂ mesuré sur IE. Les résultats ont permis d'établir des équations afin de calculer la puissance et la VO₂ sur IE, respectivement. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Immersion, Puissance, Cadence de pédalage, VO₂.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Le N-hydroxytétraphénylphtalimide (NHTPPI) présente une activité catalytique sensiblement supérieure à celle du N-hydroxyphtalimide (NHPI) dans l'oxydation aérobie de substrats organiques. Deux nouvelles voies d'accès à des analogues fonctionnalisés du NHTPPI ont été étudiées. La première implique une réaction de Diels-Alder entre des oxydes ou dioxydes de thiophènes polyaromatiques et le maléimide ou l'anhydride maléique. De nombreuses limitations rendent cette approche difficilement généralisable. Dans la deuxième voie, l'étape clé est une cycloaddition entre des tétracyclones ou des acécyclones et le 2-bromomaléimide qui conduit directement au motif phtalimide par décarbonylation et déshydrobromation de l'adduit de Diels-Alder. Cette méthodologie de synthèse très efficace et tolérante a permis d'introduire des groupements variés sur les cycles aromatiques portés par le noyau benzénique central et d'obtenir de nouveaux analogues du NHTPPI ainsi que des N-hydroxydiarylacénaphtophtalimides en seulement trois à cinq étapes. La chiralité axiale a été mise en évidence en série diarylacénaphtophtalimide et la séparation d'énantiomères a été réalisée dans un premier cas, ce qui ouvre la voie vers de nouveaux analogues chiraux du NHPI. Les nouveaux N-hydroxyimides obtenus ont montré d'excellentes performances en catalyse d'oxydation aérobie, dans tous les cas supérieurs à celles du NHPI et, dans certains cas, à celles du NHTPPI.

Dans un contexte industriel où les réactions d'oxydation sont réalisées dans des conditions qui ne satisfont pas toujours les principes de la chimie verte, notre groupe étudie des catalyseurs de structure N-hydroxyphtalimide (NHPI), pour l'oxydation aérobie de substrats organiques variés dans des conditions douces. Dans le but d'obtenir des catalyseurs plus actifs, deux familles d'analogues hautement substitués sur le noyau phtalimide ont été préparées, suivant deux nouvelles méthodologies de synthèse. La première consiste en la bis-ortho-métallation / silylation d'acides ortho-phtaliques non protégés, pour un accès très rapide à des analogues silylés du NHPI. Les premiers tests en catalyse d'oxydation aérobie montrent une influence intéressante des groupements silyles sur la stabilité de l'espèce active, via leur encombrement stérique, cela permettant une amélioration de l'activité catalytique. La seconde stratégie inclut une cyclotrimérisation [2+2+2] totalement intramoléculaire d'ène-diyne diesters, pour la construction d'un squelette bis-ortho-lactone pentacyclique innovant. Ces intermédiaires sont aisément transformés en 3,6-bis(2-hydroxyphényl)-4,5-diarylphtalimides, ces composés présentant une symétrie C2 et deux axes d'atropoisomérie. Le dédoublement des énantiomères a été effectué, dans la perspective d'obtenir des catalyseurs d'oxydation aérobie potentiellement énantiosélectifs.

L'objectif de cette thèse était d'évaluer des nitroxydes chiraux à squelette imidazolidin-4-one comme catalyseurs d'oxydation énantiosélective d'alcools par le dioxygène. Pour cela, plusieurs nitroxydes avec différents substituants en position α ont été synthétisés afin de voir les effets possibles de chacun des groupements. Différents co-catalyseurs décrits dans la bibliographie ont été testés afin de faire ces réactions qui ont lieu à température ambiante et pression atmosphérique. Ces systèmes catalytiques peuvent se différencier selon s'ils utilisent ou pas de métal comme additif.La stratégie utilisée pour la synthèse des catalyseurs a été développée au laboratoire à partir de travaux sur des nitrones réalisés précédemment. Grâce à cette stratégie et à l'utilisation de différentes nitrones de départ, des analogues différemment substitués en position α peuvent être synthétisés rapidement en seulement deux étapes. En particulier, l'utilisation d'une nitrone chirale nous permettra l'obtention de catalyseurs énantiopurs qui pourront être utilisés pour les réactions d'oxydation énantiosélectives.Dans la première partie de notre étude, différents systèmes catalytiques ont été testés avec nos catalyseurs sur un substrat modèle : l'alcool benzylique. Les résultats obtenus nous ont aidé à déterminer : (1) la capacité des nitroxydes de type imidazolidin-4-one à agir en tant que catalyseurs pour les réactions d'oxydation aérobie ; (2) la différence de réactivité selon la substitution en position α ; (3) les systèmes catalytiques les plus efficaces avec nos catalyseurs ; (4) le type de substrats qui pourront être envisagés lors de l'oxydation énantiosélective.C'est ainsi la désymétrisation de diols conduisant à la formation d'atropoisomères qui a été envisagée. L'oxydation par le dioxygène de trois substrats a ainsi été testée avec plusieurs catalyseurs énantiopurs et un système catalytique à base de cuivre. Les résultats d'énantiosélectivité obtenus ont été variables selon le substrat et le catalyseur utilisés. Des résultats très encourageants ont été obtenus pour l'un des substrats, avec des excès enantiomériques d'environ 60 %.En parallèle avec les différentes réactions d'oxydation, des études de voltammétrie cyclique et de résonance paramagnétique électronique (RPE) ont aussi été réalisées. La voltammétrie cyclique nous a servi surtout pour expliquer la différence de réactivité de différents analogues selon leur substitution en position α. Avec la RPE, nous avons essayé de comprendre un peu plus l'organisation autour du cuivre des différents éléments qui font partie du système catalytique à base de cuivre utilisé pour les oxydations énantiosélectives.Grâce à tous ces travaux, nous avons démontré que les nitroxydes à squelette imidazolidin-4-one peuvent être utilisés en tant que catalyseurs pour l'oxydation aérobie d'alcools. Nous avons noté l'importance des substituants en position α qui jouent un rôle important sur la stabilité de l'espèce active, ce qui pourra faire varier l'efficacité de chaque composé. Les nitroxydes contenant le squelette imidazolidin-4-one ont aussi donné des bons résultats dans des réactions d'oxydation énantioséletive de diols benzyliques. / The aim of this thesis was to evaluate the use of chiral nitroxides containing an imidazolidin-4-one squeletton as enantioselective catalysts for the aerobic oxidation of alcohols. In this view, several nitroxides with different α substituents have been synthesized to investigate the influence of these groups. Several co-catalysts reported in the literature have been tested for the oxidation reactions that take place at room temperature and atmospheric pressure. These catalytic systems can be classified relatively to the presence or the absence of metal as additive.The strategy used for the catalyst synthesis has been developped in the laboratory from previous studies about nitrones. Using this strategy and different starting nitrones, several α-substituted analogues can be rapidly synthesized in only two steps. Particularly, the use of a chiral nitrone will permit the obtention of enantiopur catalysts that will be able used for the enantioselective oxidations.In the first part of our study, several catalytic systems have been tested with our catalysts with a reference substrate: benzylic alcohol. According to the results, we have been able to determine: (1) the capacity of imidazolidin-4-one nitroxides to behave as catalysts for the aerobic oxidations; (2) the difference of reactivity depending on the α substituents; (3) the more effective catalytic systems for our catalysts; (4) the scope of the reaction in order to determine the suitable substrates for enantioselective reactions.With all these results in hand, diol desymmetrization for the synthesis of atropoisomers has been considered. Dioxygen oxidation of three diols has been tested using different enantiopur catalysts with a copper-based catalytic system. The enantioselectivity obtained proved variable depending on the substrate and the catalyst used. Very encouraging results have been obtained for one of the substrate, with enantiomeric excess of about 60 %.At the same time as the oxidation reactions, cyclic voltammetry and electron paramagnetic resonance (EPR) studies have been carried out. Cyclic voltammetry has been useful to explain the difference of reactivity of the catalysts according the α substituents. Using the EPR, we have tried to understand the organisation around copper for the different species from the catalytic system used for the enantioselective oxidations.By means of this study, we have demonstrated that imidazolidin-4-one nitroxides can be used as catalysts for the aerobic oxidation of alcohols. The α substituents play an important role in the stability of the active species that can change the efficacity of each compound. Imidazolidin-4-one nitroxides have also given encouraging results in the enantioselective oxidation of benzylic diols.

La baisse de la performance aérobie en climat tropical a été décrite dans de multiples activités d’endurance mais les processus responsables de cette altération restent assez méconnus. Nous nous proposons donc au travers d’études de laboratoire et de terrain, de tenter d'explorer les mécanismes responsables de cette baisse de performance aérobie en climat tropical. Si l'atteinte d'une température plafond est plutôt observée dans les protocoles de laboratoire, particulièrement à des intensités élevées, il semble que les mécanismes d'anticipation par réduction de l'intensité de l'exercice soient plus prégnants dans un environnement thermique qui exacerbe le stockage de chaleur. En effet, le climat tropical qui provoque l'augmentation du stockage de chaleur et les pertes hydriques, est un environnement susceptible de faire émerger l'un ou l'autre de ces processus. L'incapacité à opérer une thermorégulation optimale en raison de l'inefficacité des processus d'évaporation, mène théoriquement à une augmentation inéluctable de la température corporelle, catalysée par la déshydratation. Aussi, l'atteinte d'une température plafond pourrait être l'origine de l'arrêt de l'exercice. L'hyperthermie, en relation avec les contraintes d'humidité de l'air ambiant, est également susceptible d'accentuer le processus d'anticipation par une baisse d'intensité précoce, et donc la fatigue centrale. Ainsi, nous avons étudié sur 2 épreuves de compétition, un trail de 27 km et un half-Ironman, les relations entre les stratégies d’hydratation, l’évolution de la température gastro-intestinale et la performance des athlètes. Nous avons également testé en situations standardisées les différents paramètres pouvant être responsables de l’arrêt ou de la baisse d’intensité (i.e) en climat tropical : les paramètres cardio-respiratoires, les paramètres psychologiques, d'hydratation et de température corporelle, la fatigue musculaire et centrale. / The decrease in aerobic performance in tropical climate has been widely described in many endurance activities, but the processes responsible for this alteration remain relatively undetermined. We therefore propose through laboratory and field studies, to explore the mechanisms responsible for this diminution in aerobic performance in tropical climate. If reaching a 40 °C core temperature is rather observed in laboratory procedures, especially with high levels of exercise intensity, it seems that the mechanisms of anticipation by reducing the intensity of exercise are more proliferious in a thermal environment intensifying heat storage and dehydration. Indeed, the tropical climate elicits a rise in heat storage and water loss even if sweating is ineffective in releasing heat. The attainment of a critically high level of core temperature has been proposed as the main limiting factor of aerobic performance in the heat. In opposition with this hypothesis, the inability to control optimal thermoregulation in uncompensable environments could lead to central fatigue, with a reduction in power output subconsciously selected by the subjects in order to prevent core temperature from reaching dangerous levels.Thus, we studied on 2 competition events, a 27 km-trail and a half-Ironman, relations between hydration strategies, changes in gastrointestinal temperatures and athletes' performance. We also tested in standardized conditions different factors that may be responsible for exhaustion or decreasing intensity in tropical climate: cardio-respiratory parameters, psychological parameters, hydration and body temperature, and central and muscle fatigue.

Bien que l’innocuité de la pratique de l’activité physique (AP) ait été acceptée dans les myopathies y compris dans les dystrophies, il existe très peu de preuve de pertinence dans la littérature. Ce travail de thèse a permis d’apporter pour la première fois les preuves confirmées de l’innocuité et des effets bénéfiques de la thérapie par l’exercice dans le cadre de la dystrophie facio scapulo humérale. Ceci à travers une vision intégrée de ces bénéfices potentiels émanant d’évaluations conjointes fonctionnelles, tissulaires et de qualité de vie. Deux groupes ont été formés par randomisation : groupe contrôle (CG : 44 ± 10ans) et groupe entraîné (TG : 40 ± 13ans). Au terme de 24 semaines d’un entraînement mixte adapté, supervisé et coaché à domicile, les bénéfices fonctionnels importants ont été rapportés notamment en terme de capacité aérobie (VO2pic, PMA), de force (MVC) suivi d’une augmentation de la surface de section (CSA) des fibres musculaires, de fonction musculaire (endurance musculaire, TM6) et de fatigue ressentie par les patients. L’absence de dommages musculaires et la forte tendance à l’amélioration de la qualité de vie confortent l’idée de l’innocuité de notre programme d’AP. La biologie du muscle révèle aussi des améliorations de l’activité de certains enzymes du métabolisme oxydatif (CS et CK). En somme, ce programme d’entraînement mixte, supervisé et coaché à domicile a permis d’aboutir à des améliorations fonctionnelles, tissulaires et de qualité de vie, ce qui ouvre des perspectives d’application à d’autres types de myopathies / Although it is now accepted that physical activity (PA) is not deleterious in myopathies, including muscular dystrophies, there is very little evidence of relevance in the literature. This thesis has allowed to provide for the first time, confirmed evidence of safety and beneficial effects of exercise therapy in FSHD, through an integrative view of the potential benefits of such programs on functional, biological and quality of life. Two groups were randomly formed: control group (CG: 44 ± 10 years) and trained group (TG: 40 ± 13 years). After 6-month of adapted and home-based training, benefits have been reported particularly in terms of aerobic capacity (VO2pic, PMA), strength (MVC) followed by an increase in cross-sectional area (CSA) of muscle fibers, muscle function (muscle endurance, 6MWT) and fatigue experienced by patients. The lack of muscle damage (HES analysis & plasma CK values) and the strong tendency to improving the quality of life, support the idea that our training program is safe. Muscle biology also shows improvements in the activity of some oxidative enzymes (CS and CK). In short, this home-based mixed training program has allowed to achieve functional, tissue and quality of life improvements, which opens perspectives for application to other types of myopathies

Le traitement des eaux usées par étangs aérés facultatifs est la méthode de traitement la plus répandue au Québec. Depuis l’adoption du ROMAEU (Règlement sur les ouvrages municipaux d’assainissement des eaux usées), plusieurs municipalités doivent faire une mise à niveau de leur station de traitement pour se conformer aux nouvelles normes de rejet, soit une concentration à l’effluent en MeS de 25 mg/L ainsi qu’une concentration en DBO5C de 25 mg/L. De plus, plusieurs stations ont, à ce jour, atteint leur vie utile et/ou leurs charges hydraulique ou organique sont dépassées. Ainsi, pour augmenter la capacité des étangs, quelques solutions ont été développées, dont le système KAMAKMC conçu par la compagnie Bionest, qui consiste en deux réacteurs à milieu fixe insérés dans un étang entre trois zones de décantation. Peu de données sont actuellement disponibles pour assurer une compréhension approfondie de ce procédé et de ses sous-systèmes. La présente étude consiste donc en l’analyse du comportement des boues au sein de cette nouvelle filière de traitement, principalement dans les zones de décantation. L’étude a été réalisée sur un système KAMAKMC installé dans le premier tiers de l’étang aéré de Grandes-Piles, en Mauricie. Le suivi de l’accumulation de boues a été effectué de mai 2016 à mai 2017 inclusivement, à raison d’une fois par mois. Les mesures ont été prises à l’aide d’une jauge à boues à différents points dans les zones de clarification. À titre de comparaison, des mesures avec un sonar ont été effectuées 3 fois durant la période du suivi (avril et octobre 2016 ainsi qu’en mai 2017). En parallèle aux mesures de hauteurs de boues, un échantillonnage a été effectué pour faire certaines analyses, dont les solides totaux (ST) et les solides totaux volatils (STV). De plus, une mesure de gaz in situ ainsi qu’en laboratoire ont été réalisées pendant la période estivale permettant de mieux caractériser la digestion anaérobie survenant dans ces zones de décantation. La température de l’eau durant la période de suivi a varié entre approximativement 2 °C et 22°C. Les taux d’accumulation trouvés pour Cl2 et Cl3 sont respectivement de 0,05m3an-1hab-1 et de 0,06m3an-1hab-1 . Par contre, la première zone de décantation possède un taux d’accumulation de boues annuel de 0. Cela suggère que l’aération fournie dans Cl1 limite l’accumulation de boues à 0,6m et que les solides primaires se déplacent vers Cl2 et Cl3. À partir du ratio STV/ST, il a été possible de remarquer qu’en température froide, le ratio était plus élevé dans les zones de décantation, tandis qu’en température chaude ce ratio était diminué. Pour la récolte de gaz in situ, des valeurs de 18 LCH4m-2d -1 et 4 LCH4m-2d -1 ont été trouvées dans ces deux zones et ils étaient composés de 62,8% de méthane en moyenne et 1,4% de CO2. Le peu de gaz carbonique est probablement attribuable à une solubilisation du gaz dans l’eau sous-jacente au montage de récolte de gaz. / In Quebec, wastewaters are mostly treated with aerated facultative lagoons. Since the adoption of the Regulation respecting municipal wastewater treatment works, many municipalities need to upgrade and improve their wastewater treatment station to comply with the new requirements, which are a concentration of suspended solids (SS) less than or equal to 25 mg/L and a concentration of the 5-day carbonaceous biochemical oxygen demand (CBOD5) less than or equal to 25 mg/L. Moreover, many stations have arrived at the end of their operating life expectancy and other stations have even exceeded their organic loads or flowrate loads. One solution that would help these municipalities would be to improve these stations with the new KAMAKMC technology developed by Bionest. This new technology incorporates two reactors containing BIONEST® inert media placed directly in a lagoon, between three clarification zones. At this time, there is a lack of technical data to ensure a good understanding of the KAMAKMC system. The aim of the present study is to characterize sludge accumulations in this new technology, especially in the clarification zones. Tests were conducted with a KAMAKMC system installed in the first third of an aerated lagoon belonging to the municipality of Grandes-Piles, in province of Québec. Between May 2016 and May 2017, measurements of sludge accumulations are taken monthly with a sludge judge in the clarification zones. To compare these measurements, sonar testing is taken 3 times during the year (April and October 2016 and May 2017). Sludge samples are taken during the year to measure total suspended solids (TSS) and volatile suspended solids (VSS). Moreover, gas sampling equipment sits over the lagoon to retrieve samples during the summer months of 2016, to allow a better characterization of anaerobic digestion in the zones. Water temperature during this follow up was between 2°C and 22°C. The sludge accumulation rate in the second and the third clarification zones were 0,05m3y -1hab-1 et de 0,06m3y -1hab-1 . In fact, the first clarification zone had a sludge accumulation rate of 0. This indicates that aeration in the first zone was high, restraining the sludge accumulation to a value of 0,6m and that primary solids were probably displaced in the next two clarification zone due to excessive aeration. The VSS/TSS ratio indicates that in cold temperature, the ratio was constant in every zone, while during the summer months a lower ratio was observed. Values of 18 LCH4m-2d -1 and 4 LCH4m2d -1 in Cl2 and Cl3 were found with the gas collector on the lagoon. Average methane concentrations in the gas collector were 62,8% and 1,4% of CO2. The low percentage of CO2 might be caused by the gas solubilization in the water.

L'obésité, en opposition avec la pratique régulière d'activité physique et une bonne condition physique, prédispose au syndrome métabolique ainsi qu'à des perturbations de la fonction et du métabolisme musculaire. Puisque peu d'études ont analysé la condition physique (VO₂max) et ses liens avec la santé chez des gens sédentaires, ce mémoire décrira les déterminants d'une meilleure VO₂max ainsi que les conséquences métaboliques associées. Nos résultats démontrent que le potentiel oxydatif du muscle squelettique ainsi que le faible niveau d'obésité abdominale sont de bons prédicteurs d'une meilleure capacité à l'effort. Également, une VO₂max plus élevée est reliée à un meilleur profil métabolique. Par contre, cette relation est largement déterminée par le niveau d'obésité des sujets. Bien qu'une bonne condition physique soit un élément important à considérer dans l'évaluation de la santé des individus, il faut se méfier des impacts de l'obésité. Ainsi, la pratique régulière d'activité physique est à considérer puisqu'elle entraîne des effets bénéfiques sur la santé.