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Si les différentes composantes du syndrome métabolique (SM) sont susceptibles d’affecter le métabolisme protéique et des acides aminés (AA), les données disponibles sont peu nombreuses et souvent contradictoires, du fait de l’hétérogénéité de présentation de ce syndrome et des limites des approches classiques d’investigation du métabolisme azoté. Ce travail de thèse met à profit une nouvelle approche isotopomique, s’appuyant sur la mesure de l’abondance naturelle des isotopes stables de l’azote (δ15N) et du carbone (δ13C) dans les protéines et AA tissulaires pour identifier les altérations du métabolisme protéique survenant lors de l’induction nutritionnelle d’un SM chez le rat. Nos résultats permettent dans un premier temps de valider expérimentalement les prédictions d’un modèle multi-compartimental développé dans le laboratoire et montrant que les δ15N reflètent l’orientation différentielle des AA entre les voies anaboliques (protéosynthèse) et cataboliques (oxydation). Nous avons également montré que sous certaines conditions, les δ13C permettent d’estimer la part des carbones des AA et protéines tissulaires provenant respectivement des protéines, glucides et lipides alimentaires, renseignant ainsi sur la flexibilité métabolique des individus. Les mesures de δ15N et δ13C dans les protéines et AA, seules ou combinées à la mesure des taux de synthèse protéique après administration d’eau deutérée, nous ont ensuite permis de mettre en évidence les modifications du métabolisme protéique et des AA survenant lors de l’exposition périnatale et post-sevrage à un régime gras et sucré, ainsi que celles associées à des différences de sensibilité individuelles à l’induction d’un syndrome métabolique par ce même type de régime. Ces altérations sont tissu-spécifiques et diffèrent selon qu’elles proviennent uniquement de différences de sensibilité individuelle au régime ou qu’elles sont également attribuables à des différences d’équilibre glucido-lipidique dans l’alimentation. L’ensemble de nos résultats montrent que l’apparition d’un SM est associée à des réorientations du métabolisme des AA entre les voies anaboliques et d’oxydation, affectant de façon différente le foie, le muscle, l’intestin et le tissu adipeux, et à une altération de la flexibilité métabolique dans le muscle. Ces travaux ouvrent la voie à des études chez l’Homme, s’appuyant sur les mesures de δ15N et δ13C dans des pools accessibles. / Although the different components of the metabolic syndrome (MS) are likely to affect protein and amino acid (AA) metabolism, the available data are few and often contradictory, due to the heterogeneity of presentation of this syndrome and the limitations of classical approaches to investigate nitrogen metabolism. The present thesis work uses a novel isotopomic approach, based on the measurement of the natural abundance of stable isotopes of nitrogen (δ15N) and carbon (δ13C) in tissue proteins and AA to identify alterations in protein metabolism occurring during the nutritional induction of MS in rats. Our results allow to validate experimentally the predictions of a multi-compartimental model developed in the laboratory and showing that the δ15N reflects the differential orientation of AA between anabolic (proteosynthesis) and catabolic (oxidation) pathways. We have also shown that under certain conditions, the δ13C can allow to estimate the proportion of carbons in AA and tissue proteins issuing from dietary proteins, carbohydrates and lipids respectively, thus providing information on the metabolic flexibility of individuals. The measurements of δ15N and δ13C in proteins and AA, alone or combined with the measurement of protein synthesis rates after administration of deuterated water, then allowed us to highlight the changes in protein and AA metabolism occurring during perinatal and post-weaning exposure to a high-fat high-sugar diet, as well as those associated with individual differences in sensitivity to the induction of a MS by the same kind of diet. These alterations are tissuespecific and differ according to whether they result solely from differences in individual sensitivity to diet or whether they are also attributable to differences in the carbohydrate/lipid balance of the diet. Altogether, our results show that the development of MS is associated with changes in AA metabolic partitioning between the anabolic and oxidative pathways, differently affecting the liver, muscle, intestine and adipose tissue, and with an altered metabolic flexibility in muscle. This work opens the way to human studies, based on the measurements of δ15N and δ 13C in accessible pools.

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Cette thèse porte sur l'étude expérimentale de la cavitation acoustique dans l'eau et quelques autres liquides. Le 1er chapitre est consacré à une présentation des transitions de phase du premier ordre dans le régime métastable. Le 2e chapitre présente la théorie de nucléation classique, ainsi que le théorème de nucléation d'Oxtoby qui nous permet d'évaluer le volume de la bulle critique dans nos expériences. Puis un bilan expérimental de quelques méthodes pour étudier la cavitation est dressé. Nous présentons les singularités de l'eau par rapport aux autres liquides et montrons en quoi une étude de la limite de cavitation permettrait de les comprendre. Dans le 3e, nous présentons notre dispositif acoustique ainsi que la méthode de pression statique qui permet de déterminer la pression de cavitation. Nous présentons en détail l'hydrophone à fibre optique construit pour cette thèse sur le modèle de celui d'Eisenmenger, qui permet de mesurer la densité au seuil de cavitation. Les résultats et leur analyse sont présentés, pour l'eau, dans le 4e, pour le D2O, l'éthanol, l'heptane et le DMSO, dans le 5e chapitre. De l'étude de l'eau, il ressort que l'on est très loin de la théorie, et d'un type d'expérience. En revanche une modification par un facteur constant en température, de la tension de surface de l'eau permet de prédire nos résultats en pression, mais pas les volumes critiques de nucléation. Par ailleurs, l'étude dans les autres liquides montre que nous pouvons, par notre méthode, arriver à des résultats proches de la théorie, d'autant plus que la tension de surface du liquide étudié est faible.

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Die Anwendbarkeit der Verdünnungsmethode mit Hilfe des Markers Deuteriumoxid (D2O) zur in vivo-Erfassung der sich ändernden Körperzusammensetzung wurde an 53 Ziegenlämmern der Rasse Bunte Deutsche Edelziege im Gewichtsabschnitt von 4 kg bis 20 kg LM überprüft. Bei einer Lebendmasse von 4, 8, 12, 16 bzw. 20 kg wurde den Tieren nach einer 13- bis 18stündigen Nüchterung D2O injiziert und nach weiteren vier bis fünf Stunden Blutproben gezogen. Bei jeweils einem Teil der Tiere erfolgte anschließend die Schlachtung und die chemische Analyse der Körper zur Bestimmung des Ganzkörperwassergehaltes, der Chymusmasse und der Leerkörperzusammensetzung. Die Messungen der D2O-Konzentrationen in den Blutproben und die chemische Analyse der Ganzkörper ergaben eine Überschätzung des Ganzkörperwassergehaltes durch die Verdünnungsmethode um im Mittel 3,99 %. Zwischen dem chemisch bestimmten und dem geschätzten Wert besteht eine enge lineare Beziehung. Die Schätzung des Inhaltes des Gastro-Intestinaltraktes (Chymus) dient zur Schätzung der Leerkörpermasse. Dessen Variabilität lässt sich im Wesentlichen durch die Lebendmasse erklären. Die chemische Analyse der Tierkörper zeigte, dass die Zusammensetzung des fettfreien Leerkörpers im hohen Maß von der Leerkörpermasse abhängt. Anhand von allometrischen Regressionsgleichungen wurden die Bestandteile der fettfreien Leerkörpermasse geschätzt und daraus die Zusammensetzung des fetthaltigen Leerkörpers ermittelt. Der Vergleich der mittels chemischer Analyse bestimmten bzw. der Verdünnungsmethode geschätzten Leerkörperzusammensetzung ergab eine hohe Übereinstimmung beim Wasser-, Rohprotein- und Rohaschegehalt. Der Rohfettgehalt wies dagegen größere Abweichungen auf. Als Ursache wurde die Streuung der geschätzten Chymusmasse bzw. Chymuswassermasse aufgedeckt. Das Fazit ist, dass sich die D2O-Verdünnungsmethode zur in vivo-Bestimmung der sich ändernden Körperzusammensetzung von Ziegenlämmern im Gewichtsabschnitt von 4 kg bis 20 kg LM eignet. / On young goats (breed Bunte Deutsche Edelziege) with a live weight range of 4 kg up to 20 kg the suitability of the dilution method using the marker deuterated water (D2O) was checked in order to measure the changes of body composition during growth on living animals (in vivo). At a live weight of 4, 8, 12, 16 and 20 kg the animals received an intrave¬nous dose of D2O after a fastening time of 13 to 18 hours. Blood samples were taken after a waiting period of 4 to 5 hours. In connection with the last blood sample in each period a part of the animals were slaughtered to determine the total body water content, the digesta mass and the empty body composition by chemical analysis. The determination of the marker concentration in the blood samples and the chemical analysis of the total bodies showed that the dilution method overestimated total body water content by 3,99 %. There is a close linear relationship between the estimated and the chemically determined content of total body water. The estimation of the digesta mass serves for the estimation of the empty body mass. Its variation mainly depends on the live weight. The chemical analysis of the animal bodies revealed that the composition of the fat-free empty body is mainly dependent on the empty body mass. Using allometric equations the components of the fat-free empty body mass were estimated and thus the composition of the empty body could be calculated. The comparison of the chemically determined components with the estimated components of the empty body showed a high agreement concerning the content of water, protein and ash. However estimation of the fat content is less accurate. The reason is the variation of the estimated digesta mass and the digesta water mass. It can be concluded that the dilution technique using deuterated water is a practicable method to determine in vivo the changing body composition of growing kids with a live weight range of 4 kg up to 20 kg.

State of the art conductivity equipment has been used to measure deuterium isotope effects on the molar conductivity of strong electrolytes in the temperature range of 298 K to 598 K as a means of exploring solvation effects under hydrothermal conditions. Individual ionic contributions were determined by extrapolation of published transference number data to elevated temperature. The temperature dependence of the Walden product ratio indicates that there is little difference in the transport of ions between light and heavy water . Excess conductivity observed in hydrogen and deuterium compounds arising from proton hopping in hydrogen-bonded networks has been determined in the temperature range of 318 K to 598 K for the first time