Actuellement, la prise en charge pharmacologique des troubles anxieux et de ceux liés au stress est d’une efficacité limitée, ce qui motive la recherche de nouveaux traitements. Dans ce contexte, les propriétés que possède un hydrolysat trypsique des caséines bovines (HTC) semblent prometteuses mais restent à préciser, à condition de développer des modèles animaux d’anxiété et de stress pertinents. Ce travail a d’abord consisté à valider les conditions d’utilisation d’un modèle d’anxiété, le labyrinthe en croix surélevé (LCS), et à développer des modèles de stress aigu et chronique induisant des troubles de type anxieux ou dépressifs. Puis, ces modèles ont été appliqués à la caractérisation des propriétés anxiolytiques et antistress d’un HTC administré per os. Les résultats montrent 1) que la détection d’une activité anxiolytique dépend des conditions d’application du LCS (lumière, structure du labyrinthe, espace de travail) et 2) que l’HTC présente dans ce test et celui de l’enfouissement défensif conditionné une activité anxiolytique différente de celle du diazépam utilisé comme référence. Par ailleurs, il a été montré 1) que les réponses physiologiques et comportementales à un stress aigu varient selon la modalité de stress utilisée (contention ou nage forcée), et 2) que l’HTC réduit ces deux types de réponses. Enfin, deux modèles d’exposition chronique au stress ont été développés, un seul ayant été appliqué à l’étude de l’HTC (stress chronique varié). Dans ce cas, l’HTC a réduit les effets comportementaux du stress en lien avec l’activité sans pour autant prévenir les troubles physiologiques liés au stress. En conclusion, ces résultats confirment les propriétés anxiolytiques et antistress de l’HTC, suggérant un mode d’action différent de celui des benzodiazépines. / Currently, the pharmacological care of anxiety- and stress-related disorders presents a limited efficacy, and then justifies the need for developing new treatments. In this context, the properties of a tryptic hydrolysate from bovine caseins (CTH) are of interest and remain to be clarified. For that, this work aimed in a first part to define the most sensitive conditions for detecting the effects of potent anxiolytic compounds in the well-known behavioural model of anxiety, the elevated plus-maze (EPM), and to develop both acute and chronic stress models able to modify anxiety- and depression-like behaviour in rat. In a second part, these models have been applied to the evaluation of the anxiolytic and antistress putative properties of CTH when orally administrated. The results indicated that 1) the anxiety level of rats tested in the plus-maze is related to methodological parameters (luminosity, closed wall type, extramaze space), and 2) the CTH shows in behavioural tests as the EPM and the conditioned defensive burying an anxiolytic activity that is different from diazepam used as a reference. The results also indicated that 1) the physiological and behavioural responses to an acute stress exposure depend on the model of stress (restraint or forced swim), and 2) the CTH reduces both stress induce responses. Finally, two models of chronic stress have been developed. The CTH has been tested only in one model that consists in submitting rats to chronic variable stresses.In these conditions, the CTH reduced the behavioural hyperactivity induced by the chronic stress exposure, but not the stress-related physiological alterations. In conclusion, this study confirms the anxiolytic and antistress properties of the CTH when orally administrated and suggests a mechanism of action that may be different from that of benzodiazepines.

Le sang brut issu des abattoirs est une source importante de protéines. Il est actuellement peu valorisé, essentiellement par séchage ou par récupération de molécules plasmatiques après séparation centrifuge du plasma et du cruor. Ce co-produit est principalement composé d’hémoglobine, protéine riche en peptides actifs, tels que les peptides antimicrobiens, après hydrolyse par la pepsine porcine. L’objectif est de proposer une nouvelle stratégie de valorisation du sang, sans séparation plasma-cruor, tout en conservant les peptides bioactifs historiquement identifiés lors de l’hydrolyse pepsique de l’hémoglobine purifiée. Cette nouvelle voie, mise au point puis optimisée à l’échelle laboratoire, a été technologiquement transférée à l’échelle pilote. L’hydrolyse pepsique du sang a été premièrement mise au point à la concentration de 1% (p/v) en hémoglobine. Cette hydrolyse a mis en évidence la coexistence des mécanismes enzymatiques de type zipper et one-by-one pour l’apparition de la population peptidique. Les conditions d’hydrolyses (concentration en hémoglobine, choix de la pepsine, rapport enzyme-substrat, acide et temps d’hydrolyse) ont été optimisées en fixant une décoloration complète de l’hydrolysat ainsi que la conservation de la population peptidique. L’hydrolysat bioactif ainsi obtenu présente des propriétés antimicrobiennes et antioxydantes. Son analyse par spectrométrie de masse a permis la caractérisation de cet hydrolysat en terme de peptides issus de l’hémoglobine. Il ne possède aucune masse supérieure à 10 kDa, lui procurant ainsi une bonne digestibilité: son utilisation en alimentation animale en tant que complément alimentaire apparaît prometteuse. / Raw blood from slaughterhouses is an important source of proteins. This co-product, currently undervalued, is mainly composed of hemoglobin, a protein rich in active peptides such as antimicrobial peptides, after hydrolysis by porcine pepsin.The aim of this thesis is to propose a new strategy for the valorization of whole blood, without plasma-cruor separation. Preservation of identified bioactive peptides by pepsic hydrolysis of purified hemoglobin is required. This new way of blood valorization, developed and then optimized at laboratory scale, has been technologically transferred on a pilot scale (80 L).The pepsic hydrolysis of 70% bovine 30% porcine blood was first developed at 1% (w/v) of hemoglobin (23°C, 200 mL). This hydrolysis has demonstrated the coexistence of zipper and one by one enzymatic mechanism for the appearance of the peptide population. Hydrolysis parameters (hemoglobin concentration, industrial grade pepsin, enzyme-substrate proportion, acid allowing the sustainability of the hydrolysis pH and hydrolysis time) were optimized by fixing a complete discoloration of the hydrolysate as well as the preservation of the peptide population.The bioactive hydrolysate thus obtained contains antimicrobial and antioxidant properties. Mass spectrometry analysis has shown the hydrolysate composition in terms of peptides derived from hemoglobin. No mass above 10 kDa have been found, providing it with a good digestibility: its use in pet food as a food supplement seems promising.

Tierärztl. Hochsch., Diss., 2004--Hannover.

Ce travail se propose d'étudier le procédé de protéolyse enzymatique « contrôlé » par l'état structural initial du substrat en vue d'évaluer son influence sur la cinétique de protéolyse, ainsi que sur les propriétés physico-chimiques et les bioactivités associées des peptides libérés. Pour l'étude, nous avons utilisé un substrat modèle, une protéine connue pour ses propriétés antimicrobiennes, les napines. Cette catégorie de protéines est issue d'un co-produit de l'industrie oléifère faiblement valorisé : le tourteau de colza. Tout d'abord, un procédé d'extraction sélectif et de purification de napines a été mis en oeuvre et optimisé à l'aide d'un plan d'expériences multicritère approprié. Le procédé d'extraction et de purification, réalisé initialement à l'échelle du laboratoire, a pu être extrapolé à plus grande échelle, en respectant une démarche d'éco-conception pour produire des napines en quantité suffisante pour la suite de l'étude. Ce travail a montré que les conditions opératoires du procédé retenu n'endommagent pas les structures secondaire et tertiaire de la protéine. Des activités antimicrobiennes des napines ainsi produites ont été validées sur différents micro-organismes pathogènes (Bacillus coagulans et Fusarium langsethiae). Dans un second temps, une étude concernant l'influence des paramètres pouvant avoir une action sur la structure de la protéine, a été réalisée. L'objectif a été de voir s'il était possible de placer la protéine dans des conditions de pH et de température permettant une déstructuration évolutive, en fonction du temps, et d'observer un éventuel impact sur la cinétique de la protéolyse des napines extraites et sur la nature des peptides libérés. Les résultats ont montré que pour un couple de pH/T donné, la « durée d'incubation » devient un facteur clé pour la dénaturation de napines. Ce dernier influence significativement la cinétique de la protéolyse, le mécanisme d'action de la protéase et, par conséquent, la composition des mélanges libérés. Par la suite, l'influence des hydrolysats sur la croissance de cellules animales productrices d'anticorps, cultivées en milieu sans sérum, et leurs capacités moussantes et émulsifiantes, ont été évaluées. Les résultats ont montré une influence majeure de l'état structural initial du substrat (via le degré d'hydrolyse atteignable pour chacune des conditions étudiées) sur les dites propriétés. Au final, ces études ont mis en avant non seulement le potentiel d'une valorisation accrue des napines de tourteau de colza mais aussi, et surtout, un paramètre déterminant sur le « contrôle » du procédé de protéolyse enzymatique pour la production dirigée de peptides / This work aims to study the process of enzymatic proteolysis "controlled" by the initial structural state of the substrate in order to assess its influence on the proteolysis kinetics as well as the physico-chemical properties and associated bioactivity of released peptides. For this study, rapeseed meal napins, known for its antimicrobial activity were used as a substrate. First, a selective extraction and purification process of napines were optimized by an appropriate experimental design. The extraction and purification process initially made at laboratory scale was easily scaled-up. We showed that the operating conditions of these processes would not damage the secondary and tertiary structure of the protein. Moreover, we confirmed an antimicrobial activity of the obtained napins on various microorganisms (Bacillus coagulans and Fusarium langsethiae). In a second step, the study on the influence of the parameters can have an effect on the structure of the protein was performed. The objectives were to see if it was possible to place the protein under conditions of pH and temperature for a progressive breakdown in function of time, and observe any impact on the kinetics of the proteolysis of napines extracted and the nature of the released peptides. The results showed that for a couple of pH / T given the "incubation duration" becomes a key factor for the denaturation of napines. This significantly influences the kinetics of proteolysis, the mechanism of action of the protease, and therefore, the composition of mixtures released. Subsequently, the influence of hydrolysates on the growth of antibody-producing animal cells grown in serum-free medium, and foaming and emulsifying capacity, were evaluated. The initial results showed a major influence of the structural state of the substrate (via the degree of hydrolysis achievable for each of the conditions studied) on such properties. Ultimately, these studies have highlighted not only the potential for increased value of napines rapeseed meal but also, and especially, a key parameter "to control" the process of enzymatic proteolysis for production directed peptides

Les rapports entre sommeil et alimentation sont l'objet d'interactions complexes et multiples. Dans ce cadre, le champ d'étude de l'influence de l'alimentation sur le sommeil constitue non seulement une porte d'entrée vers une meilleure compréhension de la régulation du sommeil, mais aussi une importante voie thérapeutique pour en prévenir et soigner les dysfonctionnements. Nous avons choisi d'aborder ce thème par deux approches différentes : une "approche métabolique", celle de l'influence sur le sommeil de l'alimentation globale en terme d'apports protéino-énergétiques, c'est-à-dire, de substrats métaboliques; une "approche nutraceutique", celle de l'influence sur le sommeil de molécules spécifiques apportées par l'alimentation. Ces angles d'étude complémentaires, représentatifs de la diversité et de la complexité des possibilités d'influence de l'alimentation sur le sommeil, ont servi de base à nos travaux de recherche, réalisés sur le modèle du rat. Dans la première approche, nous avons pu vérifier l'existence d'un modèle dans lequel des perturbations de la quantité et de la qualité du sommeil sont induites de manière spécifique par des modifications de l'apport alimentaire protéino-énergétique. Dans la deuxième approche, nous nous sommes intéressés au cas particulier d'un hydrolysat peptidique qui, présentant des propriétés anxiolytiques originales, est considéré comme une source potentielle de principe actif agissant sur la régulation du sommeil. Nous avons pu créer un modèle expérimental montrant les propriétés protectrices de l'apport alimentaire de cet hydrolysat sur les perturbations de sommeil induites par le stress. Outre les perspectives que ces résultats ouvrent pour une modulation de la régulation du sommeil et de ses troubles par l'alimentation, comme, par exemple, la possibilité de rétablir un sommeil physiologique, respectant les cycles normaux d'alternance des phases de Sommeil Lent et de Sommeil Paradoxal (que les traitements pharmacologiques ont souvent du mal à rétablir), nos travaux permettent aussi d'éclairer certains aspects de la régulation du sommeil, comme ses liens avec la régulation du métabolisme périphérique et celle de la réponse au stress. Mots clés: apport protéino-énergétique, métabolisme énergétique et protéique, hydrolysat peptidique de la caséine αs1 bovine, stress, sommeil, SOL, SP