Le stress est une problématique actuelle importante chez l'homme et chez l'animal et mettre en place des stratégies de lutte permettant de limiter ces effets parfois néfastes est crucial. En outre, l'exposition à un stress entraîne une modification du comportement alimentaire. L'objectif de cette thèse est d'étudier l'effet du stress sur la prise alimentaire chez le rat nourri avec un régime standard afin d'appliquer ces résultats à l'étude de l'effet antistress d'un extrait de levure. Les modèles utilisés sont les stress aigus de nage forcée, de contention et de défaite sociale ainsi que le stress chronique variable (SCV). Dans une première partie, nous avons montré que l'application aigüe d'un stress entraînait une diminution de la prise alimentaire due à une augmentation du rassasiement. Ces mécanismes semblent être régulés par les neurones anorexigènes POMC de l'hypothalamus. De plus, nous avons montré que le SCV induisait une inhibition de la prise alimentaire qui semble s'expliquer par une augmentation chronique de l'expression de CRF dans l'hypothalamus, inhibiteur potentiel des neurones NPY orexigènes. Dans une deuxième partie, nous avons montré que l'extrait de levure étudié ne modifiait pas l'inhibition de la prise alimentaire liée au stress aigu ou chronique mais que son administration à long terme lors du SCV permettait de limiter l'hyperactivation de l'axe corticotrope. Ces résultats permettent d'avancer dans la compréhension des mécanismes à l'origine de l'inhibition de la prise alimentaire induite par le stress. D'autres études sont à envisager avant d'émettre des conclusions concernant l'effet anti-stress de l'extrait de levure testé.

Les relations entre le stress et l'alimentation sont l'objet d'interactions complexes et multiples. Le lien habituellement admis entre le stress et le gain de poids passe par une modification du comportement alimentaire. Plusieurs travaux indiquant l'impact du stress sur la prise alimentaire ont donné cependant des résultats variables, engendrant selon les sujets une réduction ou un accroissement de la prise alimentaire sans préciser quel(s) est (sont) le(s) macronutriment(s) modifié(s). Dans la première partie de cette thèse nous avons montré l'influence du stress sur le gain de poids et sur le choix en macronutriments, étude réalisée sur le modèle rat soumis à deux situations alimentaires différentes (expérience 1 : les rats ont reçu l'aliment ad-lib ; expérience 2 : les rats sont soumis à une restriction alimentaire( 2 épisodes alimentaires par jour)). Les résultats de ces deux protocoles expérimentaux ont montré qu'un stress aigu (15 min de nage par jour pendant 3 jours consécutifs) appliqué juste avant la phase active entraîne une diminution du gain de poids journalier chez les rats Wistar mâles et femelles. Les mesures de consommations examinées à différents intervalles de temps durant la phase nocturne ont révélé une dépression de la prise alimentaire durant les 3 premières heures après le stress (expérience 1) et durant la 1ere période alimentaire (expérience 2) quel que soit le sexe. Le stress a entraîné aussi une augmentation de la corticostéronémie et une diminution de l'insulinémie. Ces résultats démontrent un dimorphisme sexuel quant au choix en macronutriments en réponse au stress. On conclue donc que les stress induit, en plus d'un effet quantitatif, des effets qualitatifs sur la prise alimentaire. Dans la deuxième partie nous nous sommes intéressés à la variabilité génétique de l'axe corticotrope en relation avec la régulation du métabolisme énergétique entre deux souches consanguines de rats : Fischer F344 obèse et Lou maigre. Les comparaisons neuroendocrinienne, nutritionnelle et métabolique ont révélé que la souche F344 présentait (i) des perturbations de son axe corticotrope qui se traduisent par une forte sécrétion de corticostérone et (ii) une forte vulnérabilité à développer l'obésité liée au régime par augmentation de l'adiposité et diminution du métabolisme de base comparée à la souche Lou. Dans la dernière partie de cette thèse nous avons utilisé une « approche nutraceutique » : testant l'influence, sur le stress, d'un aliment fonctionnel (extrait de levure). A partir de notre modèle de stress mis au point dans la première partie, nous avons pu montrer les propriétés protectrices de l'apport alimentaire de l'extrait de levure sur les perturbations comportementales et alimentaires induites par le stress. Ces résultats ouvrent une perspective sur la relation entre le stress et le comportement alimentaire mais aussi sur une meilleure compréhension de la résistance à l'obésité chez le rat Lou impliquant l'axe corticotrope.

Les bactéries lactiques sont largement utilisées en tant que ferments dans l'industrie laitière. Leur production s’effectue généralement dans des milieux semi-définis ou complexes dans lesquels certains nutriments peuvent être apportés par des extraits de levure (EXLs). Ce projet de thèse, qui associe deux partenaires industriels, les groupes Lesaffre et Sacco, ainsi que l’INRA, s’est focalisé sur l’effet des peptides de deux EXLs (EXL1 et EXL2) sur une souche industrielle de Streptococcus thermophilus, un levain lactique d’intérêt économique majeur. L’hypothèse sous-jacente était que ces peptides pourraient avoir un double rôle de nutrition et de régulation de fonctions cellulaires pouvant présenter un intérêt technologique. Afin d’explorer cette question, une stratégie expérimentale à deux niveaux a été élaborée : i) caractérisation et suivi cinétique de la fraction peptidique des deux EXLs par spectrométrie de masse (peptidomique) durant la fermentation de S. thermophilus en bioréacteurs, et ii) suivi cinétique parallèle du transcriptome et du protéome de la bactérie. L’objectif final était de croiser ces deux niveaux d’information afin de corréler des différences de contenu peptidique avec des différences d’activation de systèmes participant aux performances globales du levain.La caractérisation et le suivi du peptidome des EXLs en cours de fermentation a nécessité un important travail de développement méthodologique ayant abouti in fine à l’élaboration d’un outil analytique complet, combinant analyse peptidomique à haut-débit des échantillons et traitement bioinformatique et statistique des données. Cet outil a permis d’identifier environ 4000 peptides différents composant les deux EXLs. Le suivi cinétique a notamment permis de préciser la spécificité du transporteur d’oligopeptides de la bactérie (Ami). En particulier, il s’est avéré qu’une charge nette positive était le facteur prévalent pour le transport des peptides chez S. thermophilus. En complément de cette approche semi-quantitative, des analyses quantitatives ont été réalisées sur des fractions peptidiques des EXLs (dosages différentiels par HPLC des acides aminés avant et après hydrolyse). Elles ont notamment permis de révéler d’importantes différences de teneurs en oligopeptides entre les deux EXLs.En parallèle, le suivi transcriptomique et protéomique réalisé durant la croissance de la bactérie a révélé deux faits marquants. Le premier fait a trait à la surexpression dans l’EXL1 d’un locus génétique régulé par un mécanisme de quorum sensing utilisant un peptide phéromone comme signal moléculaire. Le deuxième fait marquant concerne diverses voies de biosynthèse (acides aminés et purines) différentiellement affectées par les deux EXLs. L’origine de ces dynamiques pourrait être au moins pour partie le fait de différences de contenu peptidique entre les deux substrats. Notamment, certaines voies de biosynthèse pourraient avoir été modulées différentiellement sous l’action de régulateurs centraux tels que CodY, dont l’activité est corrélée au contenu peptidique du milieu, ou encore YebC, un régulateur CodY-like dont le lien fonctionnel avec CodY reste encore inconnu chez S. thermophilus. Tous ces résultats ouvrent d’intéressantes perspectives pour mieux explorer le lien entre peptides et métabolisme bactérien. A terme, cette démarche pourrait se traduire par l’identification de biomarqueurs de performances dans les EXLs, et l’élaboration à façon de produits permettant de maximiser le potentiel technologique des ferments lactiques. / Lactic acid bacteria are widely used as starters in dairy industry. They are generally produced in complex fermentation media containing a wide array of nutrients that can be provided by yeast extracts (YEs). The main goal of this thesis project, involving two industrial partners, Lesaffre and Sacco, as well as INRA, was to investigate the effect of the peptide fraction of two YEs (YE1 and YE2) on an industrial Streptococcus thermophilus strain, a major lactic acid starter. The underlying hypothesis of this whole project was that YE peptides could have a role in nutrition but also regulate cellular functions of technological relevance. In order to explore this question, a two-step strategy was elaborated: i) mass spectrometry characterization (peptidomics) of both YE peptide fractions and time course analysis of their relative abundance during the growth in bioreactors of S. thermophilus, and ii) parallel time course analysis of the strain transcriptome and proteome. The final objective was to cross these two levels of information in order to correlate differences of peptide content with differentially activated systems related to technological performances.YE peptidome characterization and kinetic analysis first required an important methodological development. It eventually resulted in a complete analytical tool that combines high throughput peptidomic analysis as well as bioinformatic and statistical data processing. This powerful tool was able to identify around 4,000 different peptides in both YEs. Then, the time course analysis also clarified the in vivo substrate specificities of the oligopeptide transport system of the bacterium (Ami). A peptide positive net charge notably turned out to be the leading factor governing peptide transport. In addition to this semi-quantitative approach, quantitative analyses were carried out on YE peptide fractions (differential HPLC analyses of amino acids before and after sample hydrolysis). They notably revealed significant differences in oligopeptides content between both YEs.Meanwhile, genome scale transcriptomic and proteomic analyses performed during the strain growth highlighted two significant events. The first one concerns the overexpression in YE1 of a quorum sensing-based genetic locus that uses a pheromone peptide as molecular signal. The second event relates to several biosynthesis pathways (amino acids and purines) that were differentially affected by both YEs. These dynamics could result from differences in peptide content between both substrates. In particular, some pathways could have been differentially modulated by central regulators such as CodY, whose activity is correlated to the medium peptide richness, or YebC, a CodY-like regulator whose functional link with CodY is still unknown in S. thermophilus. All these results open avenues for a better understanding of the interplay between peptides and bacterial metabolism. In the future, this whole approach could lead to the identification of performance biomarkers in YEs, which in turns may eventually translate into the conception of new customized products granting high technological performances to dairy starters.