L'activité physique est un élément essentiel dans les programmes de perte de poids et est encouragée chez les patients obèses sévères dans le contexte de chirurgie bariatrique. Cependant, peu d'études ont étudié le volume et l'intensité des activités physiques pratiquées par les patients avant et après l'opération, et aucune n'a évalué l'impact d'un programme d'exercices supervisés de 12 semaines sur ces paramètres. Les principaux objectifs étaient donc de : 1) caractériser le niveau d’activité physique des patients avec obésité sévère en attente de chirurgie bariatrique, 2) comparer les effets d’un programme d’entraînement supervisé de 12 semaines sur le niveau d’activité physique à 6 et 12 mois après une chirurgie bariatrique et 3) observer les associations entre le niveau d’activité physique quotidien et la capacité cardiorespiratoire ainsi que la qualité du muscle à la mi-cuisse. Cette étude randomisée contrôlée a comparé des patients ayant subi une chirurgie bariatrique assignés aléatoirement dans le groupe suivant un programme d'exercices supervisés (GEx = 40) avec celui recevant les soins usuels (GC = 19). À l’aide d’accéléromètres SenseWear® Pro 2 (SWA), nous avons mesuré le niveau quotidien d’AP pour évaluer; 1) la pratique d’activité physique avant et après l’intervention et, 2) l’efficacité d’une intervention supervisée de 12 semaines visant à augmenter le niveau quotidien d’activité physique. Nos travaux ont mis en évidence que les patients en attente de chirurgie bariatrique sont peu actifs, voire inactifs dans leur quotidien et que, malgré une augmentation des niveaux d’activité physique à 6 et 12 mois, la participation à un programme d’activité physique supervisé n’entraine pas de bénéfices supplémentaires sur le niveau quotidien d’activité physique des patients. Par ailleurs, un niveau plus élevé d’activité physique quotidienne est positivement associé à une meilleure capacité cardiorespiratoire et une qualité du muscle à la cuisse supérieure. / Physical activity is an important component of any weight loss program and is strongly encouraged for severely obese patients undergoing bariatric surgery. However, few studies have determined the amount and intensity of activities undertaken pre- and post-operatively by bariatric surgery patients using objective physical activity measures and none have assessed the impact of a 12-week supervised exercise program on these parameters. The objectives of this dissertation were to: 1) characterize the level of daily physical activity of patients with severe obesity waiting for bariatric surgery, 2) compare the effects of a 12-week supervised training program on the daily level of physical activity at 6 and 12 months after bariatric surgery; and 3) observe associations between daily physical activity level and cardiorespiratory fitness as well as muscle quality at mid-thigh. This randomized controlled trial compared patients who had bariatric surgery and were assigned randomly in a supervised exercise program group (ExG=40) with those who received usual care (CG=19) up to a year post-intervention. Using the SenseWear® Pro 2 Armband accelerometers (SWA), we measured daily PA level to evaluate; 1) physical activity behavior pre- and post-intervention and, 2) to assess the efficacy of a 12-week supervised training intervention to increased daily physical activity in this population. Our work has shown that patients waiting for bariatric surgery are low active or even inactive in their daily lives and that, despite an increase in physical activity levels at 6 and 12 months, participation in a 12-week supervised training program does not provide additional benefits to the daily level of physical activity of these patients. In addition, a higher amount of daily physical activity is associated with a better cardiorespiratory fitness and a higher mid-tight muscle mass quality

L'obésité est une pandémie dont la prévalence atteint des proportions alarmantes et qui est accompagnée d'un cortège de maladies cardiométaboliques comme le diabète de type 2 ou la stéatose hépatique non alcoolique. Dans ce contexte, il devient crucial de développer de nouvelles stratégies alimentaires. De plus, la science a récemment révélé l'implication du microbiote intestinal dans la gestion de l'énergie de l'hôte ainsi que dans les maladies cardiométaboliques. Les travaux de cette thèse regroupent plusieurs interventions nutritionnelles dans des modèles pré-cliniques, qui ont eu pour but d'étudier la relation entre ces maladies, l'alimentation et la modulation des populations intestinales. D'abord, nous avons évalué l'impact des acides gras oméga-3 polyinsaturés (ω3) et des produits laitiers fermentés sur la prévention de l'obésité. La comparaison de deux voies d'administration a révélé que les ω3, qu'ils soient exogènes (donnés par gavage) ou endogènes (produits au niveau tissulaire par le gène fat-1) prévenaient l'apparition de paramètres métaboliques liés au développement de l'obésité et modulaient le microbiote intestinal, notamment en augmentant l'abondance du genre Allobaculum. Nous avons également révélé l'importance de l'axe intestin-foie car seule l'administration orale des ω3 a contre carré l'accumulation lipidique hépatique. Cependant, contrairement aux ω3 produits de manière endogène, ils n'amélioraient pas l'homéostasie du glucose. De plus, les profils lipidique et endocannabinoïde avaient une signature différente selon la voie d'administration. Nous avons ensuite révélé l'impact de la fermentation des produits laitiers dans la prévention des maladies cardiovasculaires au travers de deux modèles animaux, prompts à développer l'obésité et l'athérosclérose. Nous avons montré que le remplacement de 50% de la source protéique par des protéines de yaourt (YP) et de lait fermenté par Lactobacillus helveticus(FMP) améliorait la santé intestinale grâce à des effets immunomodulateurs et la modification des populations bactériennes. Le YP et le FMP induisaient également des effets bénéfiques inhérents à chacun des modèles comparativement à une source de protéine non laitière ou laitière non fermentée. Dans un deuxième temps, nous avons étudié la pertinence de certaines composantes utilisées actuellement dans les diètes animales qui servent de contrôle dans les modèles d'obésité. D'une part, nous avons montré qu'une diète « chow » riche en fibres et une diète faible en gras purifiée induisaient une réponse métabolique différente médiée par la modification du microbiome intestinal. D'un autre côté, les animaux nourris avec ces deux diètes avaient un profil d'acides biliaires similaire et répondaient de la même façon à un test de tolérance au glucose. Nous avons ainsi démontré l'importance du contenu en fibres et en gras dans le choix des diètes contrôles lors d'une intervention nutritionnelle animale. D'autre part, nous avons finalement révélé l'importance de prêter attention à la source protéique dans ces mêmes études précliniques d'obésité. En effet, la plupart des diètes animales contiennent de la caséine comme seule et unique source de protéine. Or, nous avons démontré qu'une source protéique diversifiée, basée sur la consommation humaine, exacerbait l'altération des paramètres métaboliques induits par l'obésité comparée à la caséine. Elle modifiait également les populations intestinales indépendamment du contenu en gras et en sucre, révélant également le rôle potentiel des acides gras à chaîne courte ramifiés dans les maladies cardiométaboliques. Nous avons également montré que ces changements du microbiote précédaient les changements métaboliques et étaient liés à une signature métabolomique différente. Les travaux de cette thèse montrent ainsi la relation étroite qu'il existe entre alimentation, maladies cardiométaboliques et microbiote intestinal. Ce manuscrit propose des pistes d'interventions nutritionnelles et encourage les chercheurs à mieux considérer la composition des diètes utilisées dans les modèles animaux d'obésité. / Obesity is a pandemic whose prevalence is reaching alarming proportions, and is associated with a range of cardiometabolic diseases, such as type 2 diabetes and non-alcoholic fatty liver disease. In this context, it is crucial to develop new food strategies. Also, the role of gut microbiota was recently revealed in the management of the host energy related to cardiometabolic diseases. This work aimed to study the relationship between these diseases, diet and the modulation of intestinal populations and brings together several nutritional interventions in preclinical models. First, we assessed the impact of omega-3 polyunsaturated fatty acids (ω3) and fermented dairy products on the prevention of obesity. The comparison of two routes of administration revealed that ω3, either exogenous (orally gavaged) or endogenous (produced in tissues via the fat-1 gene expression) prevented obesity-linked metabolic parameters alteration and modulated the intestinal microbiota, increasing the abundance of the genus Allobaculum. We also revealed the importance of the gut-liver axis as only oral ω3 administration counteracted liver lipid accumulation. However, unlike the endogenously produced ω3, ω3 orally gavaged did not improve glucose homeostasis. In addition, mice administered with either exogenous or endogenous ω3 displayed distinct lipid and endocannabinoid profiles. We then revealed the impact of the fermentation of dairy products in the prevention of cardiovascular diseases through two animal models, which are quick to develop obesity and atherosclerosis. We have shown that replacing 50% of the protein source with yogurt proteins(YP) and milk fermented with Lactobacillus helveticus (FMP) improved intestinal health through immunomodulatory effects and the modification of bacterial populations. YP and FMP also induced inherent beneficial effects in each of the models compared to a non-dairy or unfermented protein source. In a second step, we studied the relevance of certain components currently used in animal diets which serve as a control in obesity models. On the one hand, we showed that a high-fiber "chow" diet and a purified low-fat diet induced a different metabolic response mediated by the modification of the intestinal microbiome. On the other hand, animals fed these two diets had a similar bile acid profile and responded similarly to a glucose tolerance test. Thus, we have demonstrated the importance of fiber and fat content in the choice of control diets for an animal nutritional intervention. On the other hand, we finally revealed the importance of paying attention to the protein source in these same preclinical obesity studies. Indeed, most animal diets contain casein as the one and only source of protein. However, we have demonstrated that a diversified protein source, based on human consumption, exacerbated the alteration of metabolic parameters induced by obesity compared to casein. It also altered intestinal populations regardless of fat and sugar content and revealed the potential role of branched short chain fatty acids in cardiometabolic diseases. We have also shown that these changes in the microbiota preceded metabolic changes which are linked to a specific metabolomic signature. Thus, the work of this thesis shows the close relationship that exists between diet, cardiometabolic diseases and intestinal microbiota. This manuscript suggests avenues for nutritional interventions and encourages researchers to better consider the composition of the diets used in animal models of obesity.

Many studies have shown that peroxisome-proliferator-activated receptor [gamma] (PPAR[gamma]) plays an important role in adipose tissue formation by activating genes implicated in adipogenesis. PPAR[gamma] heterodimerizes with retinoid X receptor [alpha] (RXR[alpha]), in the presence of ligand, on PPAR response elements (PPREs) in the promoter of target genes involved in adipocyte differentiation. General receptor for phosphoinositides 1 (GRP1) is a corepressor of thyroid hormone receptors (TRs), a nuclear receptor like PPAR[gamma]. GRP1 decreases TRs' transcriptional activity by lowering dimerisation on DNA. Since PPARs and TRs have important structural similarities and that GRP1 interacts with PPARs in vitro, we hypothesized that GRP1 could be a coregulator of PPARs and, thus be implicated in adipogenesis. To better understand GRP1's effect on PPAR[gamma]2, transcriptional activity assays have been done and show that increasing concentrations of GRP1 decrease the transcriptional activity of PPAR[gamma]2. We also studied GRP1 expression by Western blots of total protein extracts from 3T3-L1 cells at different times during differentiation: GRP1 is present in 3T3-L1 preadipocytes and its expression decreases during adipogenesis. According to those results, GRP1 may be a PPAR[gamma] corepressor. After those observations, GRP1 effects on adipogenesis were studied by modulating its expression with lentiviral particles. Interestingly, GRP1 knock-down before inducing 3T3-L1 differentiation, almost abrogates adipogenesis and adipocytes markers, PPAR[gamma] and aP2, while its overexpression increases lipid storage without affecting PPAR[gamma] expression. On the opposite, GRP1 modulation after differentiation induction shows that expression knock-down slightly promotes adipogenesis by increasing PPAR[gamma], aP2 and lipid accumulation and that overexpression weakly decreases lipid storage. Our results suggest that GRP1 implication during adipogenesis occurs at two distinct and precise moments. It seems to be a key factor in the early stages of adipocyte differentiation and to be implicated as a PPAR[gamma] transcriptional activity modulator as a corepressor. Future experiments will help detail modulation of protein expression and underlying mechanisms to better understand the role of GRP1 in adipogenesis and, eventually, comorbidities linked to obesity like cardiovascular diseases and type 2 diabetes mellitus.

This thesis focuses on a clientele who currently lives with both a lower life expectancy and a lower quality of life due to obesity. The goal of this thesis is to identify and validate effective interventions for people living in a family environment with intellectual disabilities or treated with antipsychotic medication. Methods. Covering a period of five years, this research includes two studies, each lasting two years, evaluating two interventions. The first is a control-group study involving 82 participants. It assesses the effectiveness of interventions aimed at patient self-control and identifies lifestyle factors related to obesity in this population. The second study includes 7 families (comprised of 36 individuals) and 30 public health care professionals. It assesses the effectiveness of interventions, this time targeting the offer of food by the cooks and the support of public health care professionals. Measures : Body mass index (BMI), waist circumference (WC), antipsychotic medication use, family, lifestyle factors (physical activity, consumption of fruits and vegetables, smoking, duration of sleep), survey of food offer and physiological parameters (blood pressure, fasting glucose and lipid). Results. The WC is a more sensitive measure than BMI to detect obesity, particularly in women, who have a higher incidence of abdominal obesity. The family is a determining variable of the variation in the incidence of obesity. The practice of physical activity and the daily consumption of vegetables (excluding potatoes) are associated with less obesity. Interventions aimed at self-control are ineffective with this population. However, interventions aimed at the cooks and the health care professionals are significantly effective in reducing BMI as well as WC and in increasing the frequency of physical activity and consumption of fruits and vegetables, while improving the quality of the food offered. These improvements are maintained after two years. Conclusion. It appears that interventions specifically targeting the cook and involving the health care professionals are an efficient way to help this clientele.This thesis also highlights the usefulness for health care professionals to change from an intervention model of being the"expert", previously used primarily with an institutionalized clientele, to a model of"non-expert" focusing on collaboration, best suited for interventions on lifestyle factors in family environments.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

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Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

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