L'augmentation récente de la prévalence du diabète de type 2 (DT2) et du syndrome métabolique est actuellement au coeur des préoccupations des organismes de santé publique ; ces deux maladies métaboliques favoriseraient le développement des maladies cardio-vasculaires. Ce rapide accroissement peut être relié aux changements de nos modes de vie, notamment la surconsommation en sucres et la sédentarité. L’impact de ces deux paramètres à différents niveaux physiologiques a été évalué grâce à la mise en place d’un modèle murin. Des rats Wistar ont été nourris à l'aide d'une boisson enrichie en fructose (20-25% w/v), induisant le développement progressif d'un syndrome métabolique (résistance à l'insuline, hypertension, dyslipidémie, hyperglycémie à jeun), sans pour autant présenter de DT2 (pas d'intolérance au glucose). Le régime hyper-fructosé entraîne des perturbations du système antioxydant (Superoxide dismutase, Catalase, Glutathion Peroxidase) et l'apparition tardive d'une dysfonction endothéliale de l'aorte thoracique.La pratique d'une activité physique modérée permet de prévenir l'apparition de la résistance à l'insuline et améliore le fonctionnement vasculaire de l'aorte thoracique. Ce dernier effet serait en lien avec un fonctionnement du système antioxydant plus performant. Malgré tout, l'entraînement associé au régime hyper-fructosé engendrerait des effets délétères au niveau hépatique. / The recent increase of type 2 diabetes (T2D) and metabolic syndrome prevalence is a key concern of public health organizations. Both diseases can promote the development of cardiovascular diseases. This steep increase can be linked to lifestyle changes, such as sugar overconsumption and lack of physical activity. The effects of these two parameters can be evaluated at various physiological levels using a murine model. For this purpose, Wistar rats were fed with a fructose-enriched drink (20-25% w/v), which results in the progressive development of a metabolic syndrome (insulin resistance, hypertension, dyslipidemia, fasting hyperglycemia). These rats did not present T2D (no glucose intolerance). The fructose-enriched diet promotes perturbations in the antioxidant system (SOD, CAT, GPx) as well as a late endothelial dysfunction on the thoracic aorta.Moderate physical activity prevents the development of insulin resistance and increases thoracic aorta vascular function. This later may be link to the best performances of the antioxidant system. However, exercise training associated with fructose-enriched diet may be deleterious for hepatic health.

Dans la rhizosphère du riz (Oryza sativa), certaines bactéries qualifiées de PGPR (Plant Growth Promoting Rhizobacteria), dont Azospirillum, sont capables de stimuler la croissance de cette céréale. Les effets bénéfiques de l’interaction PGPR-plante semblent conditionnés par la capacité de PGPR à interagir de façon précoce avec son hôte et d’induire chez ce dernier une réponse physiologique spécifique. Pour autant, peu d’informations sont disponibles quant à la nature et le degré de spécificité de la réponse physiologique de la plante à son interaction avec une PGPR. L’objectif de cette étude a donc été d’analyser, par profilage métabolique, la réponse physiologique du riz à son interaction avec Azospirillum et d’évaluer le degré de spécificité de cette réponse en fonction des partenaires de l’interaction. Dans ce but, nous avons comparé les profils chromatographiques des métabolites secondaires de deux cultivars de riz, Cigalon et Nipponbare, après inoculation ou non par les PGPR Azospirillum lipoferum 4B et Azospirillum sp. B510. Les résultats ont été comparés à ceux obtenus en présence d’une bactérie pathogène Burkholderia glumae AU6208 et d’une bactérie commensale Escherichia coli B6. En parallèle, la croissance végétale et l’architecture racinaire des cultivars ont été comparées, et la colonisation des systèmes racinaires par les PGPR a été suivie. Nous avons montré que chaque souche d’Azospirillum est capable de coloniser les deux cultivars, et qu’elle augmente préférentiellement la croissance du cultivar dont elle a été isolée. Le métabolisme secondaire du riz est profondément modifié en réponse à chacune des interactions biotiques testées. Dans ce cas des interactions riz-PGPR, la réponse est souche-cultivar dépendante. L’ensemble des résultats suggèrent l’existence d’une spécificité d’interaction entre la souche d’Azospirillum et son cultivar d’origine / In rice (Oryza sativa) rhizosphere, some bacteria designed as PGPR (Plant Growth Promoting Rhizobacteria) like Azospirillum, are able to enhance the growth of this crop. The beneficial effects of PGPR-plant interactions seem to be influenced by the ability of PGPR to interact at an early stage with its host and induce a specific physiological response. However, little information is available about the nature and degree of specificity of the physiological response of the plant to its interaction with PGPR. Thus, the aim of this study was to analyse, by using a metabolic profiling approach, the physiological response of rice to its interaction with Azospirillum and to assess the degree of specificity of this response according to interaction partners. To this purpose, chromatographic profiles of secondary metabolites of two rice cultivars, Nipponbare and Cigalon, were compared in non-inoculated plants and in plants inoculated by the PGPR Azospirillum lipoferum 4B and Azospirillum sp. B510. The results were compared with those obtained in the presence of pathogenic bacteria Burkholderia glumae AU6208 and a commensal bacteria Escherichia coli B6. In parallel, plant growth and root architecture of rice cultivars were compared, and root system colonization by PGPR was followed. We showed that each strain of Azospirillum is able to colonize both cultivars, and to preferentially increase the growth of the cultivar from which it was isolated. In addition, rice secondary metabolism is profoundly altered in response to each tested biotic interaction. In the case of rice-PGPR interactions, the response is strain-cultivar dependent. The overall results of this work suggest the existence of interaction specificity between Azospirillum strain and its cultivar of origin

Lors de cette thèse, je me suis intéressée à la modélisation du métabolisme des micro-organismes. Nous nous sommes focalisé sur le métabolisme des petites molécules qui ne prend pas en compte les réactions associées aux macromolécules, telle que la synthèse des protéines.Nous avons ainsi utilisé différents formalismes de modélisation.Tout d'abord, nous avons développé TOTORO où les réseaux métaboliques sont représentés par des hypergraphes dirigés et qui permet d'identifier les réactions ayant participé à une transition métabolique. TOTORO a été utilisé sur un jeu de données sur la levure en présence de cadmium. Nous avons pu montrer que nous retrouvons les mécanismes connus de désintoxication.Ensuite, en utilisant une méthode de modélisation par contraintes, nous discutons d'un développement en cours, KOTOURA, qui propose d'utiliser les connaissances actuelles de concentrations de métabolites entre différentes conditions pour inférer de manière quantitative les possibles asynchronies des réactions lors du passage d'un état stable à un autre. Nous avons testé son implémentation sur des données simulées.Enfin, nous proposons MULTIPUS, une méthode d'extraction d'(hyper)-arbres de Steiner dirigés qui permet de sélectionner les voies métaboliques pour la production de composés au sein d'une communauté bactérienne. Les réseaux métaboliques sont modélisés en utilisant des hypergraphes dirigés et pondérés. Nous proposons un algorithme de programmation dynamique paramétré ainsi qu'une formulation utilisant la programmation par ensemble réponse. Ces deux propositions sont ensuite comparées dans deux cas d'applications / In this PhD work, we proposed to model metabolism. Our focus was to develop generic models, that are not specific to one organism or condition, but are instead based on general assumptions that we tried to validate using data from the literature.We first present TOTORO that uses a qualitative measurement of concentrations in two steady-states to infer the reaction changes that lead to differences in metabolite pools in both conditions.TOTORO enumerates all sub-(hyper)graphs that represent a sufficient explanation for the observed differences in concentrations. We exploit a dataset of Yeast (Saccharomyces cerevisiae) exposed to cadmium and show that we manage to retrieve the known pathways used by the organisms. We then address the same issue, but using a constraint-based programming framework, called KOTOURA, that allows to infer more quantitatively the reaction changes during the perturbed state. We use in this case exact concentration measurements and the stoichiometric matrix, and show on simulated datasets that the overall variations of reaction fluxes can be captured by our formulation.Finally, we propose MULTIPUS, a method to infer microbial communities and metabolic roads to produce specific target compounds from a set of defined substrates. We use in this case a weighted directed hypergraph. We apply MULTIPUS to the production of antibiotics using a consortium composed of an archae and an actinobacteria and show hat their metabolic capacities are complementary. We then infer for another community the excretion of an inhibitory product (acetate) by a 1,3-propanediol (PDO) producer and its consumption by a methanogene archae

Le ratio métabolique (MR) est un marqueur du métabolisme cérébral. Dans notre travail, nous avons démontré sa valeur pronostique chez 68 patients victimes d’une hémorragie sous-arachnoïdienne anévrysmale grave. En effet, une diminution du MR sous le seuil de 3,35 traduit un phénomène d’hyperglycolyse relative, dont le nombre d’événement est prédictive d’un pronostic défavorable avec une excellente sensibilité et spécificité. L’obtention de ces résultats est rendue possible, notamment après une phase de validation dans un modèle animal de procédures permettant de limiter les effets de facteurs pré-analytiques critiques. Ces résultats permettent d’envisager une étude pour savoir si l’intégration de ce marqueur dans la stratégie de prise en charge du patient, permet de modifier son devenir fonctionnel. Après avoir validé analytiquement les mesures de pyruvate, glucose et lactate impliquant la technique de microdialyse, nous avons étudié sur une cohorte de patients graves aSAH, modeste (n=18 patients) s’il existait des phénomènes d’hyperglycolyse et leur corrélation avec le pronostic. Dans notre série, à la différence de l’approche globale (cathétérisme de la veine jugulaire), un phénomène d’hyperglycolyse conduirait vers un bon pronostic. En fait, l’approche par microdialyse donne une information sur le métabolisme énergétique localisé à l’implantation de la sonde, alors que le MR donne une information globale, ce qui est probablement le facteur le plus important expliquant la différence d’interprétation entre les 2 approches. En l’absence d’outils de traitement de données et d’algorithmes de décision clinique validés, la microdialyse ne donne pas à l’heure actuelle, une valeur individuelle diagnostique ou pronostique. Un des résultats très prometteurs de ce travail, est la mise en évidence d’un phénomène d’hyperglycolyse relative globale lors du vasospasme, rapidement réversible chez les patients ayant bien évolué, alors qu’il perdure de nombreuses heures après le vasospasme chez les patients ayant évolué de manière péjorative. Ces résultats nécessitent d’être reproduits sur un nombre plus significatifs de patients, ce qui permettrait une confirmation radiologique du vasospasme de manière plus précoce afin de confirmer son importance, sa localisation et l’éventualité de le traiter rapidement / The metabolic ratio (MR) is an index of the brain energetic metabolism. In our study, we have demonstrated its prognostic value for 68 poor grade patients aneurysmal subarachnoid hemorrhage (aSAH): a MR below the threshold value of 3.35 reflects a phenomenon of global cerebral hyperglycolysis which, if repeated, is predictive of a bad outcome. These results were made possible after validation step in an animal mode which allowed to control the critical pre-analytical factors. Our results pave the way for a clinical study aiming to determine if taking into account the MR will help to improve the functional outcome of the aSAH patients. In another approach, based on the use of cerebral microdialysis, we have studied, in an 18 patients cohort, and after an analytical validation of a new biochemical analysis, if such cerebral hyperglycolysis phenomenon was a encountered in this cohort, if these was a correlation with the patients’ outcome. In contrast with the previous 68 aSAH patients, this hyperglycolysis phenomenon appears linked to a good outcome. This apparent discrepancy may be due the difference in the anatomical giving a more localized information on the brain metabolism than the jugular approach used for the MR determination. The most interesting of our results is the correlation found between hyperglycolysis and cerebral vasospasm. If conformed with a larger cohort of aSAH patients, the use of MR could allow an earlier detection and treatment of cerebral vasospasm

Les pyréthrinoïdes sont des insecticides auxquels la population est quotidiennement exposée. Le composé parent est suspecté d’induire des perturbations neuronales et hormonales chez l’homme. Au sein de cette famille, la perméthrine (mélange d’isomère cis et trans) est le composé le plus utilisé dans le traitement des intérieurs de maison. Dans ce travail de thèse, nous proposons de développer un modèle PBPK pour la perméthrine et certains de ses métabolites urinaires, utilisés comme biomarqueurs d’exposition, et d’évaluer les interactions métaboliques des deux isomères. Trois étapes ont été suivies. Une méthode analytique par GC-MS/MS a été développée pour doser simultanément les composés dans les différentes matrices. Un modèle PBPK de la perméthrine chez le rat a été associé à un modèles PBPK réduit du DCCA et empirique du 4’-OH-PBA et du 3-PBA. Les paramètres toxicocinétiques de chaque composé ont été estimés dans un cadre Bayésien à partir d’expériences in vivo menées à la dose orale de 25 mg/kg de cis- ou trans-perméthrine chez le rat. Le modèle PBPK de la perméthrine a été vérifié sur des données de cinétique d’un mélange cis/trans. Le métabolisme hépatique de chaque composé a été quantifié chez l’homme sur des hépatocytes primaires dans des conditions optimales pour l’extrapolation in vitro-in vivo, en incubant les isomères séparément et en mélange. Ce travail de thèse souligne la possibilité d’établir un modèle PBPK générique pour les pyréthrinoïdes. L’absence d’interaction entre les isomères au niveau in vitro et lors de la vérification du modèle PBPK de la perméthrine pourrait simplifier la caractérisation de l’exposition à un mélange de pyréthrinoïdes. / Population is largely exposed to pyrethroids, an insecticide family. The parent compound is suspected to induce neuronal and hormonal modifications in humans. Among this family, permethrin, a mixture of isomers cis/trans, is mainly used in house tratments. In this PhD project, we developed a PBK model of permethrin and some urinary metabolites uses as biomarkers of exposure. The matabolic interactions between the two isomers were also evaluated. A three steps strategy was followed. An analytical method by GC-MS/MS was developed to measure these compounds simultaneously in the different matrices. A PBPK of permethrin in rat was associated to a reduced PBPK model of DCCA and a 2-compartment model of 4'-OH-PBA and 3-PBA. The toxicokinetics parameters of each compound were estimated in a Bayesian framework from in vivo experiments in rats orally dosed with 25 mg/kg of cis- or trans permethrin. The PBPK model of permethrin was validated on the kinetic data of a mixture of permethrin. The hepatic metabolism was quantified in humans in primary hepatocytes in optimal conditions for in vitro-in vivo extrapolation, by incubating the isomers separately and as a mixture. This work underlines that a general PBPK model for Type 2 pyrethroids can be considered for the parent compound The lack of interaction between isomers during in vitro experiments and the validation of the PBPK model of permethrin could simplify the characterization of the exposure to a mixture of pyrethroids.

Les compartiments géologiques profonds suscitent un intérêt grandissant dans la communauté scientifique depuis les 50 dernières années. Néanmoins, ces écosystèmes demeurent largement méconnus du fait de leur difficulté d’accès. Le forage profond réalisé par l’ANDRA dans le Bassin parisien en 2008 a offert une opportunité unique de les étudier. Dans ce cadre, cette thèse avait deux objectifs majeurs ; i) caractériser, d’un point de vue microbiologique, quatre formations sédimentaires terrestres triasiques situées entre 1700 et 2000 m de profondeur et ii) étudier les effets combinés des paramètres de température, pression et salinité ainsi que de leur interaction sur l’activité métabolique de procaryotes anaérobies afin de mieux appréhender leur comportement au cours d’un enfouissement géologique.Malgré la recherche de microorganisme par la réalisation d’une gamme de milieux de culture diversifiée, ciblant préférentiellement les types trophiques fréquemment rencontrés en subsurface (méthanogènes, fermentaires, réducteurs de composés soufrés), aucun microorganisme viable et cultivable n’ait été isolé. En parallèle, une approche moléculaire complémentaire, composée (i) de l’étude comparative de l’efficacité de différentes méthodes d’extraction directe d’ADN et (ii) de l’analyse de la diversité bactérienne par la réalisation d’inventaires moléculaires, par DGGE (Denaturing Gel Gradient Electrophoresis) et clonage, a été réalisée sur le coeur des carottes de roches, conservées à pression atmosphérique ou sous pression, dans leurs états initiaux et post-incubation. L’exploration de ces formations sédimentaires profondes a indiqué la présence d’une très faible biomasse et d’une biodiversité microbienne pauvre principalement composée de membres aérobies et mésophiles appartenant au domaine Bacteria. Cette communauté bactérienne inattendue car a priori peu adaptée aux conditions régnant in-situ, également retrouvée dans divers écosystèmes de subsurface ainsi que dans des biotopes extrêmes, pourrait provenir en partie d’une paléo-recharge de l’aquifère du Trias par des eaux froides dérivées de la fonte des glaces formées lors de la dernière glaciation du Pléistocène.Le second objectif a été abordé à travers l’élaboration d’un plan factoriel complet dans le but d’identifier les effets des paramètres sur les activités microbiennes. Ainsi, les activités métaboliques de huit souches microbiennes halophiles et thermo-tolérantes ont été mesurées sous trente conditions distinctes de température (40, 55 et 70°C), pression (1, 90 et 180 bars) et salinité (13, 50, 110, 180 et 260 g.l-1). Toutes les souches originaires d’environnements profonds se sont révélées être au minimum piézo-tolérantes et capables de maintenir leur activité métabolique sous pressions hydrostatiques. Les métabolismes fermentaires (Thermovirga lienii et Halothermothrix orenii) et thiosulfato-réducteurs (Petrotoga mexicana et Thermosipho japonicus) se sont avérés particulièrement bien adaptées, d’un point de vue métabolique, aux hautes pressions, les plus hautes activités ayant été détectées sous pression. Certaines souches ont montré une résistance accrue aux hautes températures sous pression (Petrotoga mexicana). Toutefois une résistance variable à la salinité dans les différentes conditions de température et de pression a été observée pour chacune des souches, suggérant que certains mécanismes de résistance contre la pression osmotique seraient également efficaces pour lutter contre les températures et les pressions hydrostatiques élevées.Ce travail souligne que l’étude des écosystèmes terrestres profonds d’un point de vue microbiologique ne doit pas se restreindre à la recherche et à l’analyse de la diversité présente. L’étude des activités métaboliques de souches de subsurface en conditions profondes ouvre la voie à une meilleure compréhension des rôles joués par les communautés microbiennes en milieu extrême. / Over the past 50 years, the scientific community has shown a growing interest for deep geological compartments. However, these ecosystems remain largely unknown due to their inaccessibility. The aim of the present thesis was double; the first aim was to characterize, from a microbiological perspective, four terrestrial Triassic sedimentary formations located between 1700 and 2000 m depth in the Parisian Basin and collected by the ANDRA during a deep drilling campaign in 2008, and the second aim was to study the combined effects of temperature, pressure and salinity on the metabolic activity of anaerobic prokaryotes in order to predict their reaction to geological burial.Incubations in a large variety of media were carried out in order to stimulate the growth of the main trophic types found in such environments such as methanogens, fermenters and bacteria reducing sulphur compounds, however, no viable and cultivable microorganisms could be isolated. In parallel, a molecular approach was used to i) compare the efficacy of several DNA extractions methods and ii) analyse the bacterial diversity, using DGGE (Denaturing Gel Gradient Electrophoresis) and cloning, present in rock inner cores conserved either at atmospheric pressure or under pressure, in their initial states and following incubations in various media. The genetic exploration of these samples revealed a very low biomass and a poor diversity composed mainly of aerobic and mesophilic members of the Bacteria domain, a priori unadapted to such a deep, hot, saline and anoxic environment. This unexpected microbial community also found in many subsurface ecosystems as well as in extreme ecosystems could have partially originated from a paleorecharge of the Trias aquifer with cold waters coming from the melting of ice formed during the last Pleistocene glaciation.The second objective was to study the combined effects of temperature (40, 55 and 70°C), pressure (1, 90 and 180 bars) and salinity (13, 50, 110, 180 and 260 g.l-1) on the metabolic activity of anaerobic prokaryotes. In order to identify effects of parameters on microbial activities, a complete factorial plan was constructed from the metabolic activities measured for eight halophile and thermo-tolerant bacterial strains exposed to 30 distinct temperature, pressure and salinity conditions. All the strains issued from deep environments were at the least piezo-tolerant and capable of maintaining their activity under hydrostatic pressures. The fermenting (Thermovirga lienii and Halothermothrix orenii) and thiosulfate reducing strains (Petrotoga mexicana and Thermiosipho japonicus) were particularly well adapted, from a metabolic point of view, to high pressures; indeed the highest activities were measured under pressure. Also, several strains (such as Petrotoga mexicana) showed an increased resistance to high temperatures under pressure. However, resistance to an increase in salinity was variable for each strain under the different temperature and pressure conditions. This suggests that the resistance mechanisms for osmotic pressure also enable resistance to high temperatures and hydrostatic pressures.This work underlines that the microbiological characterization of deep terrestrial ecosystems must not be limited to the search and analyses of the existing diversity. Moreover, such upstream studies of the metabolic activities of subsurface bacterial strains in deep terrestrial conditions are a necessary beginning towards understanding the role of microbial communities in extreme environments.

L’objectif de cette thèse est de développer une nouvelle souche de champignon filamenteux pour la production d’acide lactique. Pour répondre à cet objectif, nous avons tout d’abord d’exploré la biodiversité fongique à la recherche de champignons filamenteux capables de produire de l’acide lactique ou présentant de bonnes prédispositions pour la production d’acides organiques sans neutralisation du pH. Grâce à ce criblage, une souche sauvage d’Aspergillus brasiliensis a été sélectionnée et utilisée pour construire, grâce à l’ingénieure métabolique, les premières souches d’Aspergillus capables de produire de l’acide lactique à pH acide. Ces souches ont ensuite été caractérisées et les conditions de culture en fioles et fermenteurs volumes ont été étudiées. Cette étude des conditions de culture donne des résultats prometteurs et dévoile de nombreuses voies possibles pour continuer à améliorer la production d’acide lactique par ces organismes. / The objective of this thesis is to develop a new filamentous fungal strain for the production of lactic acid. To meet this goal, we first explored the fungal biodiversity in order to find filamentous fungi able to produce lactic acid or having good predispositions for the production of organic acids without pH neutralization. Through this screening, a wild type strain of Aspergillus brasiliensis was selected and used to construct, using the metabolic engineer, new strains capable of producing lactic acid at an acidic pH. These strains were then characterized and culture conditions in flasks and bioreactors were studied. The study of culture conditions shows promising results and reveals many possible ways to further improve the production of lactic acid by these organisms.

La protéine CD36 est un senseur aux AGLC au niveau des papilles gustatives et des entérocytes, impliqué dans la détection gustative des lipides et dans l’optimisation de la synthèse des CM. Notre 1er objectif a été de déterminer si le syndrome métabolique (MS) était associé à une altération de la détection oro-intestinale des AGLC. A l’aide de modèles murins de MS (régimes riches en AGS), nous avons montré que le MS est associé à une moindre sensibilité gustative aux sucres et aux lipides et à une altération de la synthèse des CM à l’origine d’une hypertriglycéridémie postprandiale. Cette modification est associée à une absence de dégradation de CD36 classiquement médiée par les AGLC. Cette altération conduit à un retard d’induction de l’expression des gènes impliqués dans la synthèse de CM moins bien dégradés au niveau sanguin. Selon nos résultats l’hyperinsulinémie en MS pourrait être à l’origine de l’absence de dégradation de CD36. Au niveau oral il a aussi été montré que l’absence de dégradation de CD36 est associée à une altération de la signalisation calcique probablement à l’origine d’un seuil de détection plus élevé des AGLC. Le MS se caractérise donc par un problème de détection des lipides au niveau de la sphère oro-digestive qui favoriserait hyperphagie et hypertriglycéridémie postprandiale. Le 2e objectif a été de déterminer si le XXS (polyphénols) pouvait prévenir le MS. La supplémentation en XXS diminue la prévalence du MS, du fait d’une action anti-obésité associée à un maintien du seuil de détection des lipides et une augmentation de l’activité. Ainsi, la détection oro-intestinale des lipides semble être une cible pertinente pour lutter contre la mise en place du MS / CD36 is a LCFA sensor in gustatory papillae and enterocytes. CD36 is implicated in the gustatory detection of lipids and in optimized CM synthesis. Our first goal was to determine if the metabolic syndrome (MS) was associated with alteration of the oro-intestinal detection of LCFA. Using a murine model of diet induced MS (saturated high fat diets) we shown that the MS is associated with a decrease in lipids and sugar gustatory sensitivity and an alteration in CM synthesis which contributes to the postprandial hypertriglyceridemia. This modification is associated with an absence of CD36 protein degradation classically triggered by LCFA. This alteration leads to a delay in the stimulation of the gene expression involved in the synthesis of CM less well cleared into the blood. Our data shows that the hyperinsulinemia on MS could cause the abolition of CD36 protein degradation. Other data obtained on gustatory papillae demonstrates that the absence of CD36 degradation is associated with an alteration of the LCFA induced calcium-signaling and that probably causes the increase in LCFA detection threshold. Thus, the MS is characterized by an alterated dietary lipids detection by the oro-intestinal tract which could promote overeating and postprandial hypertriglyceridemia. The second goal was to determine if the XXS (polyphenols) could prevent the appearance of the MS. The XXS supplementation decreases the syndrome prevalence, by exerting an anti-obesity activity associated with a LCFA detection threshold preservation and an increased activity. Thus, dietary lipids detection by gustatory papillae and intestine could represent a relevant target in order to prevent MS appearance

Le syndrome métabolique est constitué d'une constellation d'anomalies métaboliques telles que l'obésité centrale, une altération de la glycémie à jeun, une hypertriglycéridémie, un faible taux de cholestérol HDL et de l'hypertension artérielle. Les maladies cardiovasculaires caractérisées par une dysfonction endothéliale sont le résultat clinique primaire du syndrome métabolique. De plus, les microparticules (MP), de petites vésicules membranaires libérées de la membrane plasmique des cellules activées et / ou apoptotiques ont été décrites comme étant impliquées dans la pathogenèse du syndrome métabolique car elles induisent une dysfonction endothéliale par la diminution du monoxyde d’azote (NO). D'autre part, des MPs générées à partir de cellules T apoptotiques sont capables induire une dysfonction endothéliale par la diminution de la production de NO. Cependant, les mécanismes par lesquels les MPs humaines induisent cette dysfonction endothéliale ne sont pas complétement élucidés. Ainsi, l'objectif de cette étude est d'étudier les mécanismes par lesquels les MPs humaines induisent une dysfonction endothéliale. / Metabolic syndrome (MetS) consists of a constellation of metabolic abnormalities such as central obesity, impaired fasting glucose, hypertriglyceridemia, low HDL cholesterol and hypertension. Cardiovascular diseases are the primary clinical outcome of MetS whereas endothelial dysfunction represents a primary disturbance in cardiovascular events. Recently, it has been shown that microparticles (MPs), small membrane vesicles released from the plasma membrane of activated and/or apoptotic cells, are involved in the pathogenesis of MetS by inducing endothelial dysfunction through the decrease of nitric oxide (NO) production. Also, MPs from apoptotic T cells induce endothelial dysfunction by decreasing NO production. However, the mechanism through which this endothelial dysfunction takes place is not completely elucidated. Thus, the objective of this study is to study the mechanisms through which human MPs induce endothelial dysfunction.

La dysfonction endothéliale vasculaire, processus majeur initiant l’athérosclérose, est étroitement liée à l’altération de la synthèse et/ou biodisponibilité du monoxyde d’azote (NO), dont l’arginine est le précurseur. Elle apparait aussi dès la phase postprandiale après un repas gras et sucré. Chez des sujets avec des facteurs de risque cardiométabolique, une supplémentation orale en arginine a un effet bénéfique sur des fonctions associées au NO. Aucune donnée ne permet cependant de lier la mise à disposition de l’arginine et la synthèse de NO, en situation normale ou de risque cardiométabolique. De plus, peu d’études ont étudié l’effet d’une supplémentation en arginine, dans un contexte nutritionnel (faible dose et libération lente) chez des sujets avec des facteurs de risque cardiométabolique. Ce travail vise donc à évaluer l’effet d’une supplémentation nutritionnelle en arginine, sur le métabolisme de l’arginine et la fonction endothéliale (FE), chez des sujets sains présentant des facteurs de risque cardiométabolique. Dans une première étude clinique, nous avons ainsi comparé la biodisponibilité de l’arginine ingérée et son utilisation pour la synthèse de NO, selon la présence de facteurs de risque cardiométabolique, et selon qu’elle était consommée sous une forme à libération immédiate (LI) ou sous une forme à libération prolongée (LP), mimant la mise à disposition naturelle de l’arginine alimentaire. Puis, dans une deuxième étude clinique, nous avons étudié l’effet de la supplémentation en arginine LP sur la FE à jeun et sur son altération postprandiale, chez des sujets sains présentant des facteurs de risque cardiométabolique; et si cet effet pourrait varier selon leur argininémie basale. Ce travail de thèse a ainsi mis en évidence une utilisation de l’arginine ingérée plus élevée pour la synthèse de NO chez les sujets avec des facteurs de risque cardiométabolique, et plus élevée avec la forme LP qu’avec la forme LI, en particulier chez ces sujets à risque. La deuxième étude, quant à elle, a révélé que les effets de la supplémentation en arginine-LP variaient selon l’argininémie basale des sujets présentant des facteurs de risque cardiométabolique. Chez les sujets avec une argininémie basale relativement plus faible, l’arginine-LP a atténué la diminution postprandiale de la FE et a conduit à une FE significativement meilleure à la fin de la période postprandiale. / Vascular endothelial dysfunction, the hallmark of early atherosclerosis, results from an impairment of the synthesis and/or bioavailability of nitric oxide (NO), the precursor of which is arginine. Endothelial dysfunction is also known to be induced transiently by a high-fat meal. In subject with cardiometabolic risk factors, oral arginine supplementation has a beneficial effect on NO-related physiological functions. However, no data relates the availability of arginine to the synthesis of NO in normal or cardiometabolic risk condition. In addition, few studies only have investigated the effect of arginine supplementation in a nutritional context (low dose and slow release) in subjects with cardiometabolic risk factors. This work aims to evaluate the effect of a nutritional arginine supplementation, on the arginine metabolism and endothelial function in healthy subjects with cardiometabolic risk factors. In a first clinical study, we have compared the bioavailability of oral arginine and its utilization for NO synthesis, as a function of the presence of cardiometabolic risk factors, and as a function of the form of release (immediate release, IR, as free arginine, or sustained release, SR, which mimics the slow release of dietary arginine). Then, in a second clinical study, we studied the effect of SR-arginine supplementation on fasting endothelial function and its postprandial alteration in healthy subjects with cardiometabolic factors. A further aim was to investigate whether this effect may vary according to the baseline arginine status of subjects. This thesis work has demonstrated a higher utilization of oral arginine for NO synthesis in subjects with cardiometabolic risk factors, and a higher utilization with the SR form, particularly in these subjects at risk. As to the second study, it showed that the SRarginine supplementation effects largely varied with baseline fasting arginine concentration of subjects with cardiometabolic risk factors. In subjects with a relatively lower baseline arginine concentration, SR-arginine attenuated the decrease in postprandial endothelial function and led to a significantly higher endothelial function at the end of the postprandial period.