Les voies de valorisation actuelles ne permettent pas d'absorber la totalité des coproduits de l'industrie du bois (noeuds, écorces, souches), qui sont des matières riches en composés bioactifs tels que les polyphénols, préférentiellement extraits par des solvants comme l'éthanol ou le méthanol. Le fractionnement aqueux à l'aide d'extracteur bi-vis permet d'obtenir des extraits polyphénoliques à activité antioxydante. Après avoir déterminé l'extractabilité des polyphénols de chaque matière en eau subcritique, les paramètres d'extraction en bi-vis ont été optimisés de façon à d'atteindre des conditions de température et de pression caractéristiques de l'eau subcritique. La présence d'un marqueur spécifique dans les extraits étaye l'hypothèse selon laquelle l'extracteur bi-vis permet d'atteindre les conditions de l'eau subcritique. Les effets des extraits sur la biodégradabilité de pots horticoles dans lesquels ils ont été incorporés ainsi que sur la croissance de plantes mises en culture dans ces pots ont été déterminés. La valorisation de l'extrudat comme matériau pour le thermopressage en panneaux de particules a également été étudiée. / Actual exploitation procedures can not absorb all the wood by-products (knots, barks, stumps), which are potent sources of bioactive compounds such as polyphenols, preferentially extracted by solvents such as ethanol or methanol. Aqueous fractionation has been performed with twin-screw extractors to obtain polyphenolic extracts with antioxidant activity. After having determined the extractability of polyphenols from each byproduct with subcritical water, the parameters of twin-screw extraction were optimized in order to reach temperature and pressure conditions in subcritical water area. The presence of a specific marker in the extracts supports the hypothesis that a twin-screw extractor allows to reach subcritical water conditions. The effects of the extracts on the biodegradability of horticultural pots in which the extracts have been incorporated and on the development of the plants grown in these pots have been evaluated. The valorisation of the extrudate as raw material for thermopressing particle boards has also been studied.

Consommateurs, chercheurs et industriels cherchent de plus en plus à associer à la valeur nutritionnelle des aliments, un effet bénéfique pour la santé. Les aliments caractérisés par des pouvoirs antioxydants élevés semblent correspondre à cette demande. En effet, plusieurs travaux mentionnent les bénéfices santé de ces aliments. Pour répondre à cette demande les industriels mettent en avant ce critère. La fonctionnalité alimentaire, aux bénéfices prometteurs pour la santé publique, reste un concept néanmoins complexe dans la pratique. Ce travail met l’accent sur le fait que les propriétés fonctionnelles d’un aliment ne sont pas directement liées à la composition en ingrédients. L’évaluation du pouvoir antioxydant d'un aliment est dans la plupart des cas réalisée à partir des valeurs des différents ingrédients avant formulation et mise en œuvre des procédés. Pourtant, plusieurs phénomènes sont susceptibles de modifier le pouvoir antioxydant lors de la durée de vie d'un produit alimentaire. D’un point de vue industriel, il est nécessaire de développer une méthode de prédiction de cette activité. Les objectifs de ce travail étaient d’adapter une méthode reproductible et facile à réaliser de quantification du pouvoir antioxydant sur des aliments complexes et de comparer cet index d'un ensemble de produits contenant une large gamme de matières premières. Enfin, a été discuté l’intérêt que représente, dans le domaine des propriétés anti oxydantes, la quantification de l’index créé. Au moment où les industriels vont être amenés à proposer des allégations liées à l’effet bénéfique de l’aliment choisi parmi un échantillon de plus en plus ample / Consumers, researchers and industrialists try more and more to associate with the nutritional value of food, a beneficial effect for the health. Food characterized by high antioxidant powers seems to correspond to this demand. From an industrial point of view, it is necessary to develop methods of predicting this antioxidant capacity. The objectives of this work were to adapt a method reproducible and easy to realize of quantification of the antioxidant power on complex food and to compare this index of a set of products containing a wide range of raw materials. Until now, it has been considered that the use of raw materials characterized by a high antioxidant capacity also leads to a preparation with a high antioxidant activity. We evaluated many of the factors affecting the antioxidant activity of convenience foods (phenol content, effects of formulation, culinary reheating, and preservation) and to provide data on convenience foods consumed by the French population. The total antioxidant capacity of the ethanolic extracts was evaluated by the method of the equivalent Trolox (TEAC) using the radical cation ABTS•+. The concentration of the total phenolic compounds of the same extracts was determined by the Folin-Ciocalteu method. The results show that the food matrix is an important factor for the modulation of activities of antioxidants. A standardised testing protocol for evaluating antioxidative effects is necessary. Then, we discussed the interest of an index, as the industrialists are going to be brought to claim to the beneficial effect of the food chosen among a more and more ample sample

Cette étude examine les effets bénéfiques des marcs de raisins obtenus après vinification de différents cépages caractéristiques de la Vallée du Rhône, de leurs compositions phénoliques à leurs effets in vivo. Les raisins et leurs marcs respectifs des cépages Grenache (provenant de deux endroits différents [GRE1] et [GRE2]), Syrah (provenant de deux endroits différents [SYR1] et [SYR2]), Carignan (CAR), Mourvèdre (MOU), Counoise (COU) et Alicante (ALI) ont été étudiés. La comparaison des extraits de raisins et de leurs marcs respectifs montre que les marcs représentent une source importante d’antioxydants phénoliques malgré le processus de vinification. Les pépins et pellicules de marcs renferment des quantités appréciables de flavan-3-ols et anthocyanes. La distribution qualitative et quantitative des polyphenols dans les marcs de raisin présentent des différences significatives au travers des variétés et millésimes allant de 15% à 70% de polyphénols extraits. Les pépins de Grenache (GRE1), Syrah (SYR1) et les pellicules de Syrah (SYR1), Carignan et Alicante sont les fractions les plus intéressantes dues a la présence d’importantes quantités de flavan-3-ols (monomères, dimères et trimère) jusqu’à 8.7 mg/g MS et d’anthocyanes (glycosylées, acétylées et coumaroylées jusqu’à 17.40 mg/g MS, 1.57 mg/g MS et 2.38 mg/g MS respectivement). L’analyse des extraits aqueux (EAQ) et hydro-alcoolique 70% (EA70) indique que les pépins de Carignan et Syrah (SYR1) et les pellicules de Carignan et d’Alicante contiennent les plus fort taux en composés phénoliques et activités antioxydantes. L’efficacité in vivo sur l’hypertension de certains extraits a été évaluée utilisant un modèle de rat SHR. Les résultats des expériences in vivo démontrent que certains extraits administrés seuls ou en association avec le vérapamil possèdent un effet anti-hypertenseur. Cette capacité a été mise en évidence une fois que les extraits de pépins de marcs de GRE1 (EA70) et SYR1 (EA70) et de pellicules de marcs d’ALI (EA70) ont été administrés seuls ou lorsque les extraits de pépins de marcs GRE1 (EA70) et SYR1 (EAQ) et les pellicules de marcs d’ALI (EA70) et SYR2 (EAQ) ont été administrés en association avec le vérapamil. Cette étude met en évidence la biodisponibilité des extraits de pépins et de pellicules de marcs des rats SHR incluant à la fois le métabolisme de phase II et de la microflore intestinale. Les extraits de marcs administrés seuls et en association au vérapamil sont absorbés en tant que métabolites de phase II dérivant du métabolisme des monomères de flavan-3-ols. La détection de métabolites microbiens dérivés de flavan-3-ols, d’hydroxyphényl-γ-valérolactones sous leurs formes glucuronidés et sulfatés confirme l'absorption des métabolites dérivés des flavan-3-ols monomères et polymères et des conjugaisons supplémentaires dans le foie. De nombreux métabolites issus de la dégradation microbienne des hydroxyvalerolactones ont également été détectés. L’excrétion urinaire de ces métabolites représente une plus grande proportion de polyphénols ingérés comparé à ceux issus de métabolisme de phase II des monomères de flavan-3-ols, indiquant un rôle important des bactéries intestinales dans le métabolisme des molécules hautement polymérisées. Ces métabolites peuvent avoir exercé leurs effets biologiques lors de leur passage dans la circulation sanguine. Cette étude constitue une première étape de valorisation de marcs de raisins après vinification, en tant qu’activateur de vérapamil, un médicament couramment utilisé contre l’hypertension. Des quantités suffisantes de composés phénoliques subsistent dans les marcs, en particulier en terme de flavan-3-ols et d’anthocyanes, pour exercer des effets antihypertenseurs. En effet, selon le type et la composition des extraits, il est possible de moduler les effets antihypertenseurs en amplifiant ou en diminuant l’absorption des polyphénols et/ou du vérapamil. / This study investigated the beneficial potential effects of grape pomaces obtained after winemaking of different Mediterranean grape varieties from crude materials to their in vivo effectiveness. Grapes and their respective grape pomaces from six different V. vinifera L. cultivar were studied namely Grenache (from two different locations [GRE1 and GRE2]), Syrah (from two different locations [SYR1 and SYR2]), Carignan (CAR), Mourvèdre (MOU), Counoise (COU) and Alicante (ALI) grape varieties from the Rhône Valley. The comparison of several wine industry by-products with their respective grapes provided evidence that pomace remaining at the end of the winemaking process can be very rich sources of antioxidants. The quantitative and qualitative distribution of polyphenols by HPLC-PDA-Fluo-MS in grape pomaces showed significant differences through varieties and vintages varying from 15% to 70% of polyphenols extracted. Seeds from Grenache (GRE1), Syrah (SYR1) and skins from Syrah (SYR1), Carignan and Alicante were of particular interest because of their higher polyphenol contents in terms of flavan-3-ols (monomers, dimers and trimers) up to 8.7 mg/g DW and anthocyanins (glycosides, acetylated and coumaroylated derivatives up to 17.40, 1.57 and 2.38 mg/g DW, respectively). The investigation of aqueous and hydro-alcoholic 70% extracts of seeds from Carignan and Syrah (SYR1) and skins from Carignan and Alicante was carried out as they contained high levels of total phenols and antioxidant activity. Several extracts, were tested in order to evaluate their in vivo biological effects on hypertension using a spontaneously hypertensive rat (SHR) model. A series of different grape pomace extracts were tested in association with verapamil. All in vivo experiments demonstrated that some grape pomace extracts administrated with or without co-ingestion with verapamil possessed an anti-hypertensive activity. This was evident with GRE1 (EA70) seed pomace extract, SYR1 (EA70) seed pomace extract, ALI (EA70) skin pomace extract administrated alone and with GRE1 (EA70) seed pomace extract, SYR1 (EAQ) seed pomace extract, ALI (EA70) skin pomace extract and SYR2 (EAQ) skin pomace extract administrated in association with verapamil. Grape pomace extracts with or without co-ingestion with verapamil were absorb as phase II metabolites mainly including glucuronide, O-methyl glucuronide, sulfate, and O-methyl sulfate derivatives of (epi)catechin which arise from the metabolism of monomeric flavan-3-ols. The detection by HPLC-PDA-Fluo-MSn and GC-MS of microbial-derived metabolites of flavan-3-ols, hydroxyphenyl-γ-valerolactones in their glucuronide and sulfate forms confirmed the absorption of metabolites derived from both monomeric and polymeric flavan-3-ols from grape pomace extracts and subsequent post-absorption conjugation. Numerous metabolites derived from further microbial degradation of hydroxyvalerolactones were also detected. The urinary excretion of these metabolites accounted for a larger proportion of the total polyphenol ingested than phase II metabolites of monomeric flavan-3-ols, indicating the important role of intestinal bacteria in the metabolism of polymerized procyanidins. All these metabolites may have exerted biological effects during the period in which they circulated in the bloodstream. This study constitutes the first step of assessing grape pomace as an enhancer of the verapamil, an anti-hypertensive drug. Substantial levels of polyphenols, especially flavan-3-ols, procyanidins and anthocyanins, remain in pomace after the winemaking process in quantities sufficient to exert anti-hypertensive effects. In addition, according to the extract used and its composition, it is feasible to modulate anti-hypertensive effects by amplifying or decreasing polyphenols and/or verapamil absorption.

Ce mémoire de thèse confidentiel porte sur la valorisation phytochimique et biologique de plantes tropicales. Il s’inscrit dans le cadre d’une procédure de validation des acquis de l’expérience et retrace 14 ans de travaux de recherche appliquée pour la mise sur le marché de nouveaux actifs végétaux destinés à l’industrie dermo cosmétique ainsi que des recherches fondamentales. Ce travail a permis le développement de nouveaux actifs, à forte valeur ajoutée, issus de plantes de Madagascar par la valorisation de nombreux métabolites secondaires tels que les polyphénols (flavonoïdes, tannins, dérivés d’acide chlorogénique) et les triterpènes pentacycliques. Cette activité centrale de recherche s’accompagne d’activités essentielles liées à la maitrise de la ressource végétale en lien avec les actions de développement durable, de la recherche phytochimique, du développement de procédé et du positionnement biologique. Il est illustré entre autre le développement d’extraits issus de Buddleja axillaris, Vernonia appendiculata et les derniers travaux sur la plante Centella asiatica. / This confidential memory thesis focuses on phytochemical and biological enhancement of tropical plants. It is part of a process of validation of experience and retraces 14 years of applied research for the development of new plant extract for cosmetics industry and elemental research.This work enabled the development of new actives, with high value, from Madagascar plants by enhancement of secondary metabolites such as polyphenols (flavonoids, tannins, chlorogenic acid derivatives) and pentacyclic triterpenes. This important activity goes along with essential activities related to the mastery of plant resources in line with the sustainable development actions, phytochemical research, process development and biological positioning. It is illustrated, among other developing, extracts from Buddleja axillaris, Vernonia appendiculata and the latest work on the plant Centella asiatica.

Afin d’identifier de nouveaux composés prévenant la dysfonction et l’immunogénicité des cellules endothéliales qui sont impliquées dans la survenue des rejets de greffe,nous nous sommes intéressés aux métabolites secondaires de différentes espèces de Clusiaceae et de Calophyllaceae. Tout d’abord, 4 extraits DCM de Calophyllaceae malaisiennes ont été sélectionnés sur la base d’une étude déréplicative et d’un criblage biologique anti-inflammatoire. Puis, l’étude phytochimique de l’extrait de fruits de Mesua lepidota a permis d’isoler 9 coumarines de type mammea, dont 7 constituent 2 nouvelles séries : Les lépidotols et les lépidotines. L’étude des extraits de 2 lots de feuilles de Calophyllumtetrapterum a quant à elle conduit à l’isolement de dérivés polyphénoliques distincts : Desacylphloroglucinols polyprénylés dans le lot A, dont le composé majoritaire, la tétraptérone, est un dérivé acide original, et des pyranochromanones acides dans le lot B, dont un nouveau dérivé appelé acide tétraptérique. Le même protocole appliqué à l’extrait de feuilles de Mesuaassamica a montré que les fractions cytotoxiques sont riches en xanthones, tandis que les fractions anti inflammatoires renferment des coumarines de type mammea. Parallèlement à ces études phytochimiques, un panel de polyphénols représentatifs des classes chimiques retrouvées dans les Clusiaceae et les Calophyllaceae ont été évalués pour leurs effets sur divers marqueurs endothéliaux de l’inflammation et de l’immunité. Il apparaît ainsi que les coumarines de type mammea et la guttiférone J, une benzophénone polyprénylée, inhibent significativement l’expression de VCAM-1 ainsi que des molécules HLA de classe II, HLAE et MICA. / In order to identify new compounds preventing endothelial cells dysfunction and immunogenicity which are involved in the emergence of graft rejection, the secondary metabolites of different Clusiaceae and Calophyllaceae specious were investigated. Firstly 4DCM extracts originating from Malaysian Calophyllaceae specious were selected through a dereplication analysis combined with an anti-inflammatory screening. Then, the phytochemical study of the fruits extract of Mesualepidota allowed us to isolate 9 mammea coumarins, among which 7 represent 2 novel series, i.e. lepidotols and lepidotins. The phytochemical study of 2 different batches of Calophyllum tetrapterum leaves led to the isolation of distinct polyphenolic derivatives : polyprenylated acylphloroglucinols were identified in batch A, with the major compound, tetrapterone, as a new acid derivative, whilst chromanone acids were identified in batch B, including a new derivative named as tetrapteric acid. The same protocol applied to Mesuaassamica leave extract showed that cytotoxic fractions were rich in xanthones whereas anti-inflammatory fractions contained numerous mammea coumarins. Along with these phytochemical studies, a panel of polyphenols representative of the chemical classes generally identified in Clusiaceae and Calophyllaceae specious were evaluated for their effects on various endothelial markersof inflammation and immunity. Mammea coumarins and guttiferone J, a polyprenylated benzophenone, appeared to significantly inhibit the expression of VCAM-1 as well as that of HLA class II molecules, HLA-E and MICA.

Des particules constituées d’un cœur polymère polylactide (PLA), recouvertes d’une couche de polysaccharide adsorbé physiquement (dextrane hydrophobisé par des chaînes alkyle en C6, DexC6) et contenant des substances actives (SA) de type polyphénolique ont été élaborées par différents procédés physico-chimiques discontinus (nanoprécipitation et émulsion-évaporation de solvant) ou continus (procédé microfluidique d’émulsion-diffusion de solvant). L’extrapolation du procédé de nanoprécipitation de l’échelle laboratoire (25 mL) à l’échelle pilote (1 L) a été examinée. Ces particules étaient destinées au traitement des milieux aquatiques, pour la lutte contre le développement des cyanobactéries et des algues. Dans le but de maîtriser les caractéristiques des particules élaborées (distribution de taille, stabilité colloïdale, rendement d’encapsulation en SA ...), l’influence de paramètres physico-chimiques a été étudiée (concentration du PLA dans la phase organique, concentration du DexC6 dans la phase aqueuse, rapport volumique des deux phases, fraction massique SA/PLA …). Les procédés mis au point ont permis d’obtenir des particules dont les diamètres moyens allaient de 0,1 µm à 1 mm, avec des distributions granulométrique bien maîtrisées. Ces objets ont été caractérisés en termes de taux de recouvrement en dextrane, de quantité de SA encapsulée et de morphologie. La stabilité colloïdale des suspensions de nanoparticules a été examinée dans des milieux de force ionique variable. Par ailleurs, nous avons vérifié la possibilité de redisperser les suspensions de particules après lyophilisation. Pour les nanoparticules, l’addition d’un cryoprotecteur s’est avérée indispensable. Les cinétiques de libération des substances actives à partir des particules nano- et micrométriques ont également été suivies et les phénomènes limitant leur libération ont été identifiés.Enfin, des essais sur des milieux de culture contenant des cyanobactéries ont été réalisés. Ils ont montrés que la libération des SA conduisait à des effets algistatiques ou algicides selon les quantités utilisées. / Polysaccharide-covered polyester particles were prepared. The core of particles was made of polylactic acid (PLA) while their surface was covered by dextran chains via the use of water-soluble randomly hydrophobized dextran (DexC6) as a polymeric stabilizer. Polyphenolic active substances were encapsulated inside those particles. Polyphenol loaded PLA particles were designed for preventing cyanobacterias and algae proliferation in aquatic media. Conventional batch processes (nanoprecipitation or emulsion-solvent evaporation) and continuous processes (emulsion-solvent diffusion in microfluidics) were used to elaborate particles with average diameters ranging between 0.1 µm and 1 mm. The scale up of nanoprecipitation from lab scale (25 mL) to pilot scale (1 L) was also studied. The formulation parameters (PLA concentration in the organic phase, DexC6 concentration in the aqueous phase, aqueous phase to organic phase volume ratio, active substance weight fraction…) were optimized in order to obtain particles with well controlled characteristics (average diameter and size distribution, colloidal stability, encapsulation efficiency …). Loaded particles elaborated by different processes were characterized with regards to DexC6 surface coverage, colloidal stability at various ionic strengths, morphology and encapsulation efficiency. We also investigated the re-dispersion ability of particle suspensions after freeze drying and we showed that the use of a cryoprotectant was required in case of nanoparticles. The release of polyphenolic molecules from the elaborated polymeric nano- and microparticles was studied and limiting steps were identified. Finally, the cytotoxicity of nanoparticles toward cyanobacterias was evaluated. It was demonstrated that anti-algal effects were observed depending on the added quantities.

Les maladies cardiovasculaires représentent la première cause de mortalité en France avec une prévalence encore plus importante à La Réunion. La plupart des décès sont attribuables aux cardiopathies ischémiques due à la rupture d'une plaque d'athérosclérose et à la formation d'un caillot entrainant une ischémie cardiaque. L'oxydation des lipoprotéines de basse densité (LDL) et la dysfonction de l'endothélium représentent des étapes importantes dans la déstabilisation de la plaque, d'où l’intérêt de rechercher un traitement capable de diminuer l'oxydation des LDL ou de protéger les cellules endothéliales de leurs effets cytotoxiques. Les polyphénols sont des molécules antioxydantes très présentes dans le règne végétal. Des études préliminaires du laboratoire sur des adipocytes humain on montré que des extraits riches en polyphénols d'Antirhea borbonica et de Doratoxylon apetalum, deux espèces respectivement endémique et indigène de l'Île de La Réunion, possédaient des propriétés antioxydantes et anti-inflammatoires (Marimoutou, M et al. 2015). Le But de cette thèse était, dans un premier temps, de tester les capacités antioxydantes et cytoprotectrices d'extraits riches en polyphénols de ces deux espèces sur des cellules endothéliales. Puis dans un second temps nous avons testé l'extrait de Doratoxylon apetalum sur un modèle murin d'athérosclérose (souris ApoE KO) pour évaluer son effet anti-inflammatoire sur les plaques d'athérome. / Cardiovascular diseases are the leading cause of death in France with an even higher prevalence in Reunion. Most deaths are due to ischemic heart disease because of atherosclerotic plaque rupture and thrombus formation leading to cardiac ischemia. The oxidation of low density lipoproteins (LDL) and endothelial dysfunction represent important steps in the destabilization of plaque, hence the interest of a treatment capable of reducing the oxidation of LDL or of protecting endothelial cells from their cytotoxic effects. Polyphenols are antioxidant molecules very present in the plant kingdom. Preliminary studies on human adipocytes have shown that polyphenol-rich extracts of Antirhea borbonica and Doratoxylon apetalum, respectively endemic and indigenous species of Reunion Island, had antioxidant and anti-inflammatory properties (Marimoutou , M et al., 2015). The aim of this thesis was, first, to test the antioxidant and cytoprotective capacities of polyphenol rich extracts of these two species on endothelial cells. Then in a second time we tested the extract of Doratoxylon apetalum on a murine model of atherosclerosis (ApoE KO mice) to evaluate its anti-inflammatory effect on atheroma plaques.

Les sociétés économiquement développées sont confrontées à la problématique du vieillissement de leur population associée à la recrudescence des pathologies dégénératives. Parmi les manifestations du vieillissement, l'atteinte de l'appareil locomoteur (ostéoporose et sarcopénie) est considérée comme un problème majeur de santé publique. De ce fait, le développement de mesures préventives permettant de préserver la santé des séniors constitue un véritable enjeu de santé publique. La recherche scientifique fournit de nombreuses preuves concernant l'importance de l'alimentation dans la diminution ou l'exacerbation de certaines maladies. Ces observations confirment le vieux concept soutenant que l'adoption d'une alimentation équilibrée permet le maintien d'un état de santé satisfaisant, en particulier avec l'avancée en âge. A ce jour, le potentiel de l'huile d'olive, en tant que telle ou comme vecteur de nutriments lipophiles d'intérêt pour la prévention nutritionnelle de l'ostéoporose et de la sarcopénie, n'a jamais été testé. La prévalence de l'ostéoporose étant très supérieure chez la femme ménopausée qui souffre également d'une perte musculaire accélérée, cette population a été ciblée dans la présente étude. Dans une première étape, des résultats originaux ont été obtenus concernant l'effet de l'ovariectomie sur le métabolisme musculaire. Ainsi, notre travail montre qu'après ablation des ovaires, la synthèse protéique musculaire est réduite, en association avec une diminution d'un marqueur de la protéolyse de ce tissu. Pris dans son ensemble, ces résultats démontrent un ralentissement du renouvellement protéique musculaire suite à l'ovariectomie. En termes de mécanismes mis en jeu, une augmentation de l'infiltration lipidique tissulaire a été observée. En parallèle du ralentissement du renouvellement musculaire après ovariectomie, une augmentation du renouvellement osseux, classiquement décrit dans la littérature, a été mis en évidence. Dans un second temps, l'effet de l'huile d'olive et plus particulièrement des polyphénols présents dans cet aliment en association avec la vitamine D et l'acide ocosahexaénoïque et leur éventuelle synergie a été évalué à l'aide d'un modèle d'ostéoporose post-ménopausique. Des souris ovariectomisées ont été soumises à une des 4 huiles suivantes : huile de maïs, huile d'olive raffinée, huile d'olive extra vierge ou huile de poisson. Pour chaque huile, un groupe supplémentaire de souris ovariectomisées a reçu de l'huile enrichie en vitamine D. Cette étude a permis de mettre en évidence un effet protecteur de l'association de l'huile d'olive extra vierge et de la vitamine D sur la perte osseuse induite par l'ovariectomie chez la souris. En effet, l'accélération du renouvellement osseux consécutive à la carence estrogénique est freinée par cette association de nutriments, qui diminuent également l'expression des marqueurs du stress oxydant et de l'inflammation. Les résultats obtenus sont en cours de validation chez l'Homme grâce à une investigation clinique réalisée chez des femmes ménopausées. Celle-ci a été mise en place au cours de ces travaux de thèse. / Economically developed societies face the problem of an aging population combined with the increase in degenerative diseases. Among the signs of aging, musculoskeletal pathologies (osteoporosis and sarcopenia) are considered major public health problems. Therefore, the development of preventive measures to preserve seniors’ health is a real public health issue. Scientific research provides ample evidence of the importance of diet in diseases reduction or exacerbation. These observations confirm the old concept arguing that the adoption of a balanced diet helps to maintain a healthy life, especially with advancing age. To date, the potential of the olive oil, as such or as a vector of lipophilic nutrients, for the prevention of osteoporosis and sarcopenia, has never been tested. As the prevalence of osteoporosis is much higher in postmenopausal women who also suffer from an accelerated muscle mass loss, this population was targeted in this study. In a first step, original results were obtained regarding the effect of ovariectomy on muscle metabolism. Thus, our work showed that after removal of the ovaries, muscle protein synthesis was reduced in association with a decrease in the expression of a proteolysis marker of this tissue. Taken together, these results suggest a slowing down of muscle protein turnover after ovariectomy. In terms of mechanisms, an increase in lipid tissue infiltration was observed. The slowdown in muscle protein renewal after ovariectomy was associated with an increased bone turnover, classically described in the literature. In a second step, the effect of olive oil and more particularly its polyphenols in combination with vitamin D and docosahexaenoic acid and their possible synergy was assessed using a postmenopausal osteoporosis model. Ovariectomized mice were subjected to one of the following oils: corn oil, refined olive oil, extra virgin olive oil or fish oil. Four additional groups of ovariectomized mice received the oil fortified with vitamin D. This study demonstrated a protective effect of the combination of virgin olive oil and vitamin D on bone loss induced by ovariectomy in mice. Indeed, the acceleration of the bone turnover induced by the estrogen deficiency was inhibited by this combination of nutrients, which also decreased the expression of oxidative stress and inflammation markers. These results are currently being validated in a clinical investigation conducted in postmenopausal women, which has been established during this thesis work.

Les maladies cardiovasculaires représentent l’une des principales causes de mortalitédans le monde et leur prévention constitue un enjeu majeur de santé publique. Les études épidémiologiques montrent que la consommation de fruits et légumes est associée à un moindre risque cardiovasculaire. Ces effets pourraient être expliqués par leur richesse en micronutriments et plus particulièrement en polyphénols. La consommation de flavanones, une classe de polyphénols présente spécifiquement et en grandes quantités dans les agrumes, a été inversement associée au risque d’accidents coronaires et d’accidents vasculaires cérébraux. Des données expérimentales obtenues in vivo et in vitro suggèrent que les flavanones (hespéridine ou naringine) possèdent des propriétés hypolipémiantes, hypotensives et anti-inflammatoires. Ces effets pourraient notamment être médiés par une modulation de l’expression de gènes par les flavanones. Cependant jusqu’à présent, l’action anti-athérogène des flavanones in vivo n’a été explorée qu’à des doses supra-nutritionnelles et les mécanismes responsables de ces effets sont encore largement méconnus. Par ailleurs, les données mécanistiques in vitro sont peu informatives, car obtenues avec des formes de flavanones non présentes dans l’organisme. Les objectifs de cette thèse ont donc été : (1) d’évaluer l’impact d’une consommation de flavanones (naringine et hespéridine) à dose nutritionnelle sur le développement de la lésion athéromateuse chez différents modèles murins d’hypercholestérolémie et d’appréhender les mécanismes moléculaires mis en jeu par une approche transcriptomique ; (2) de déterminer l’impact des métabolites circulants sur la fonction des cellules endothéliales et d’identifier les mécanismes moléculaires sous-jacents. In vivo, nous avons montré que seule la supplémentation en naringine (0,02%), la flavanone majoritaire du pamplemousse, réduisait la progression des lésions athéromateuses dans un modèle murin d’athérosclérose induite par l’alimentation (souris C57Bl/6J sous régime riche en graisse et en cholestérol). Cet effet était associé à une réduction des concentrations plasmatiques de non HDL-Chol et de biomarqueurs de la dysfonctionendothéliale, mais semblait indépendant d’une modulation du statut anti-oxydant. Une analyse transcriptomique pangénomique de l’aorte de ces animaux, a montré, que la supplémentation en naringine induisait une variation de l’expression de gènes impliqués dans des processus, tels que l’adhésion cellulaire ou l’organisation du cytosquelette, qui sont impliqués dans la migration trans-endothéliale des leucocytes. Ces résultats mettent en évidence de nouvelles cibles moléculaires d’action des flavanones qui ont été plus largement abordées in vitro. Les données obtenues in vitro montrent que l’exposition de cellules endothéliales(HUVEC) à des concentrations physiologiques de métabolites circulants de la naringénine(dérivés glucuronidés) ou de l’hespérétine (dérivés glucuronidés et sulfatés) diminue l’adhésion des monocytes (U937) aux cellules endothéliales, une étape clé de la migrationtrans-endothéliale. En accord avec ces résultats, une analyse TaqMan Low Density Array a montré que l’exposition des cellules endothéliales aux métabolites circulants de flavanones affectait l’expression de gènes impliqués dans l’inflammation, le chimiotactisme, l’adhésion ou encore la migration trans-endothéliale des leucocytes. Pris dans leur ensemble, les résultats de ce travail de thèse montrent que les effets antiathérogènesdes flavanones ne découlent pas exclusivement d’un effet hypolipémiant, mais aussi d’une action directe sur des étapes clés du développement de l’athérosclérose au niveau de l’endothélium, en particulier les processus d’adhésion et migration trans-endothéliale. / Cardiovascular disease is a major cause of mortality worldwide and its prevention is a major public health issue. Epidemiological studies have shown that fruit and vegetables consumption is associated with a lower cardiovascular risk. These effects could be explainedby their richness in micronutrients, especially polyphenols. Consumption of flavanones, a class of polyphenols present specifically and in large amounts in citrus fruits, was inversely associated with risk of coronary events and stroke. Experimental data obtained in vivo and invitro suggest that the flavanones (hesperidin or naringin) have lipid-lowering, hypotensive and anti-inflammatory properties. These effects could be mediated via modulation of gene expression by these bioactives. However, the anti-atherogenic effect of flavanones in vivo has been only explored at supra-nutritional doses and the mechanisms responsible for these effects are largely unknown. Furthermore, in vitro mechanistic data are questionable as they have been obtained using native forms of flavanones which are not present in the body.The objectives of this thesis were: (1) to assess the impact of consumption of flavanones (naringin and hesperidin) at nutritional doses on the development of atherosclerotic lesions indifferent mouse models of hypercholesterolemia and decipher molecular mechanisms brought into play, using a transcriptomic approach, (2) to determine the impact of physiological concentrations of plasma flavanone metabolites on endothelial cell function and theunderlying molecular mechanisms. In vivo, we showed that only naringin supplementation (0.02%), the major flavanonein grapefruit, reduced the progression of atherosclerotic lesions in a mouse model of dietinduced atherosclerosis (C57BL/6J mice fed an enriched diet in fat and cholesterol). Thiseffect was associated with a reduction in plasma non-HDL-Chol and biomarkers ofendothelial dysfunction, but appeared independent of a modulation of antioxidant status. Agenome-wide transcriptome analysis of the aorta of these animals showed that naringin supplementation modulated expression of genes involved in processes such as cell adhesion and cytoskeleton organization; these latter being involved in leukocytes trans-endothelialmigration. These results reveal new molecular targets of action of flavanones that have beenfurther studied in vitro.The in vitro data showed that exposure of endothelial cells (HUVEC) to physiological concentrations of circulating metabolites of naringenin (glucuronides) or hesperetin(glucuronides and sulfate) decreased the adhesion of monocytes (U937) to endothelial cells, a key step in the trans-endothelial migration. Consistent with these results, a TaqMan Low Density Array analysis showed that exposure of endothelial cells to these flavanone metabolites affected the expression of genes involved in inflammation, chemotaxis, adhesionas well as leukocytes trans-endothelial migration. Overall, the results of this work show that the anti-atherogenic effect of flavanones is not exclusively derived from lipid-lowering effect, but also due to a direct action on the endothelium by modulating key processes of atherosclerosis development, particularly adhesion and trans-endothelial migration.

La consommation de polyphénols, micronutriments largement répandus dans lesaliments d'origine végétale, a été associée à la diminution du risque de développement denombreuses pathologies telles que maladies cardiovasculaires, maladies neurodégénérativesou cancers. Cet effet des polyphénols s'explique en partie par leurs propriétés antioxydanteset anti-inflammatoires. Du fait de leur faible absorption au niveau de l'intestin grêle, lespolyphénols sont présents en grande quantité dans le côlon où ils peuvent exercer cespropriétés. L'inflammation intestinale fait interagir le système immunitaire intestinal avecde nombreux facteurs environnementaux et est fréquemment associée à une augmentationdu stress oxydant via la production d'espèces réactives de l'oxygène par les cellulesimmunitaires. De nombreuses études ont montré, sur des modèles animaux d'inflammationintestinale, les effets protecteurs de certains polyphénols. La verveine odorante (Aloysiatriphylla (L'Hérit.) Britton) est une plante médicinale connue pour ses vertus thérapeutiquesdigestives et anti-spasmodiques et couramment consommée en infusion. L'infusé deverveine odorante contient de grandes quantités de polyphénols (acides phénoliquescomplexes et dérivés de flavones) et ses propriétés antioxydantes ont été mises en évidenceaussi bien in vitro qu'in vivo.L'objectif de cette thèse a donc été d'évaluer l'effet d'une consommation préventived'un infusé de verveine odorante à dose nutritionnelle (40 g/l et 4 g/l) sur le développementd'une inflammation intestinale modérée chez le rat. Des rats Wistar ont consommé commeboisson l'infusé de verveine seul pendant deux semaines puis associé à un agentinflammatoire, le sulfate de dextran sodique (DSS), à 4% pendant 7 ou 9 jours. L'effet de laverveine a été évalué sur différents paramètres cliniques (diarrhée, saignements rectaux,poids corporel), marqueurs de l'inflammation (longueur du côlon, score histologique,activité myéloperoxydase, cytokines) et du stress oxydant (peroxydation lipidique,glutathion, défenses antioxydantes enzymatiques). Les cellules immunitaires ont étéidentifiées dans le sang ainsi que dans les structures lymphoïdes secondaires par cytométrieen flux. Enfin l'étude du métabolisme des polyphénols en situation inflammatoire ou non aété initiée par l'analyse de l'excrétion urinaire des dérivés polyphénoliques.Lors d'une inflammation de 7 jours, la consommation préventive d'infusé deverveine à 40 g/l et 4 g/l retarde l'apparition de diarrhée et de saignements rectaux, limite larétraction du côlon et la diminution de la prise de poids des rats. Malgré l'absence d'effetsur l'activité myéloperoxydase, l'infusé à 40 g/l atténue les altérations histologiques de lamuqueuse colique induites par l'inflammation. L'infusé à 4 g/l stimule l'activité de lasuperoxyde dismutase et réduit la peroxydation lipidique. Les deux infusés modulent lespopulations de cellules immunitaires dans les structures lymphoïdes secondaires (ganglionsmésentériques et plaques de Peyer), en particulier les lymphocytes B et les lymphocytes Tcytotoxiques. L'excrétion urinaire des polyphénols de la verveine est faible et n'est pasaffectée par l'inflammation. Lors d'une inflammation de 9 jours, les deux infusés limitentl'augmentation d'activité de la myéloperoxydase. Seul l'infusé à 40 g/l limite la rétractiondu côlon, stimule l'activité de la glutathion réductase et diminue les taux d'IL-6 et deTNF-α. Ainsi, nous avons montré qu'une consommation préventive d'un infusé de verveineodorante offre des effets protecteurs lors de l'inflammation intestinale en agissant àdifférents niveaux. L'exploration des voies de signalisation impliquées pourrait permettre demieux comprendre les effets protecteurs de cette boisson de consommation courante.