Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2015-2016 / Le présent mémoire vise à évaluer l’association entre le chronotype et les difficultés de sommeil en lien avec l’horaire de travail. À cette fin, 116 travailleurs du réseau de la santé de la ville de Québec ont complété le questionnaire de chronotype de Horne et Ostberg (MEQ; 1976) en plus de remplir quotidiennement un agenda du sommeil sur une période de 2 semaines. Les participants ont été comparés selon leur horaire de travail (travailleurs de jour n = 43; travailleurs de nuit n = 73) et selon leur chronotype (du matin n = 37; neutre n = 59; du soir n = 20) pour déterminer les effets indépendants et interactifs de ces variables sur la durée du sommeil durant la période de sommeil principale, la durée du sommeil sur une période de 24 heures et la somnolence après le travail. Tel que postulé initialement, les résultats indiquent que le chronotype et l’horaire de travail ont un effet sur la période de sommeil principale, mais pas sur le sommeil au cours de 24 heures, de sorte que les travailleurs de nuit ont une période de sommeil principale qui est significativement plus courte que celle des travailleurs de jour. De plus, le raccourcissement de la période de sommeil principale après le travail de nuit semble principalement observable chez les travailleurs avec un chronotype du matin ou un chronotype neutre, un patron de résultats qui concorde avec les connaissances actuelles sur le rythme circadien et qui corrobore plusieurs études antérieures. Le fait que tous les travailleurs ont obtenu une durée du sommeil équivalente sur une période de 24 heures suggère qu’il est possible de compenser pour une période de sommeil principale écourtée, en prenant des siestes. Ainsi, les résultats obtenus dans le présent mémoire mettent en évidence l’importance des siestes chez les travailleurs de nuit, surtout ceux et celles avec une prédisposition matinale. Enfin, l’absence de différence entre les groupes quant au niveau de somnolence après le travail suggère que la somnolence excessive n’est pas un problème qui se limite au travail de nuit.

L’inadaptation des travailleurs aux horaires de nuit est très souvent la cause de nombreux accidents de travail, de diminution de la performance ou de dégradation de leur santé affectée par des pathologies principalement liées aux troubles des rythmes circadiens. Les conséquences socio-économiques sont énormes et cette problématique va encore s’étendre dans le futur avec les exigences et les nécessités du travail de nuit. L’absence de la lumière naturelle du jour et les caractéristiques spectrales impropres des lumières artificielles utilisées la nuit sont généralement responsables de cette inadaptation au travail de nuit. De nombreuses recherches scientifiques ont montré l’existence d’interactions entre lumière, oeil et horloge biologique. Puisque les ondes bleues et rouges, en particulier, joueraient un rôle déterminant dans l’accroissement et le maintien de la vigilance des travailleurs, le laboratoire de photobiologie de l’université Laval propose, dans le cadre de ses activités de recherche, une solution de contrôle de l’horloge biologique par une lumière artificielle spécifique dans le but de favoriser l’adaptabilité des travailleurs aux horaires de nuit. La solution préconisée consiste en un dispositif de transformation d’un signal électrique de faible puissance en signal photonique calibré, riche en bleu et légèrement dosé de rouge. Pour évaluer son efficacité, notamment sur l’état de vigilance, nous avons conçu et développé une méthodologie comprenant un banc d’essai et une expérience dans un espace multivariable capable de traduire les modifications générées sur les comportements psychophysiologiques. La concentration de la mélatonine1 est la mesure la plus privilégiée comme marqueur de phase circadienne et de la réponse de l’horloge biologique. Mais son utilisation est ardue, contraignante et son obtention est non instantanée. C’est pourquoi nous proposons aussi d’explorer, au moyen de la méthodologie développée, la variabilité du rythme cardiaque comme marqueur biologique des effets de la lumière. Le rythme cardiaque présente l’avantage d ’être facilement accessible, sa mesure est non invasive et sa réponse est presque immédiate à des phénomènes rapides comme la lumière. De plus, la relation établie entre température et vigilance pourrait être reflétée similairement avec les composantes très basses fréquences de la variabilité du rythme cardiaque, lesquelles caractérisent le phénomène de la thermorégulation. C’est dans cette perspective que nous chercherons à mettre en évidence, dans la variabilité du rythme cardiaque, un marqueur spécifique des effets d ’un signal photonique calibré. Nous introduirons aussi l’utilisation d’outils d’analyses spectrales que nous appliquerons sur des fenêtres temporelles glissantes d’une largeur contrôlée. La méthodologie arborée, avec la représentation spectrale de la variable du rythme cardiaque, a permis d ’identifier une sensibilité marquée, principalement des composantes de la thermorégulation (0,02 - 0,05 Hz), aux signaux photoniques combinant des ondes bleues et rouges. Le signal photonique bichromatique bleu rouge puisé (BR ) semblerait montrer une efficacité encore plus élevée comparée au signal bleu rouge continu (BR). Cette efficacité est interprétée indirectement par un accroissement de la vigilance, car l’énergie de la thermorégulation baisse avec l’augmentation de la température corporelle qui est elle-même corolaire à l’augmentation de la vigilance.

Titre de l'écran-titre (visionné le 29 novembre 2023) / La Maladie d'Alzheimer (MA) est une maladie neurodégénérative dévastatrice et irréversible. Un changement majeur qui précède l'agrégation et pathologie de la protéine tau déclenche par sa phosphorylation sur des région qui ne doivent pas l'être (ce qu'on appelle une hyperphosphorylation). A court terme, l'état de phosphorylation de tau devient très volatile face à certaines conditions, notamment aux changements de températures corporels durant le sommeil. En nous inspirant de cet étendu de températures circadiens, nous avons postulé l'hypothèse qu'avec le modèle expérimental des cellules neuroblastomes humaines (SH3R), les variations de températures mèneraient aux changements d'activités de kinases et phosphatases (dont les majeures protéines responsables pour contrôler les niveaux de phosphorylation de tau), ceux qui, à leur tour impacteraient le clivage et la sécrétion de tau. Le rythme circadien, sans aucun traitement, a influencé tau en augmentant sa sécrétion durant la nuit comparée à son niveau durant la journée. En exposant les cellules à une température hypothermique légère (35°C), nous avons remarqué une hyperphosphorylation de tau, ainsi qu'une baisse de sa sécrétion. L'opposé a été observé face à une hyperthermie légère (38°). Par la suite, nous avons investigué si ces observations proviennent des changements sur la kinase (GSK-3B) et le phosphatase (PP2AC). En inhibant PP2AC (l'okadaïque acide et le LB100), et GSK-3B (AR-A014418), nous avons sélectionné les doses et temps de traitement optimaux. Ainsi, AR a réussi à empêcher l'hyperphosphorylation de tau induit par l'hypothermie. Le clivage de tau n'a par contre pas démontré un impact suffisamment causal entre les niveaux de phosphorylation et sécrétion dans les conditions testées. Des manipulations complémentaires avec les cellules et chez la souris soumis aux inhibiteurs et les modulations de température nous aideraient à comprendre davantage sur les indications précoces qui risquent traduire à des cascades pathologiques de tau durant les étapes neurodégénératives de la MA. / Alzheimer's Disease (AD) is a devastating and irreversible neurodegenerative disease that affects many cognitive faculties. A major hallmark of initial aggregation and pathogenetic stages of the tau protein at risk of developing into AD pathology is identified by its phosphorylation on certain regions of its sequence where it does not belong (termed as hyperphosphorylation). The phosphorylation state on tau transiently becomes very volatile against certain conditions including core temperature changes in the sleep-wake cycle. Based on this scale of circadian temperature variations, we hypothesized that using human neuroblastoma cells (SH3R) subjected to temperature modulations would induce changes in intracellular kinase and phosphatases (known as major proteins controlling tau phosphorylation), thus impacting tau cleavage and secretion. We observed that the circadian rhythm by itself induced a heightened level of tau secretion during the night compared to that during the daytime. Treating the cells to a mild hypothermic temperature (35°C) induced tau hyperphosphorylation, as well as reduced secretion levels. Conversely, the opposite was observed under mild hyperthermic temperature (38°C). We then assessed whether these changes were performed by the major tau kinase (GSK-3B) and phosphatase (PP2AC). We performed preliminary experiments on their inhibitors (AR-A014418 for kinase, okadaic acid and LB100 for phosphatase), which were required to then examine tau status under the same temperature modulations as above. Thus far, AR inhibitor successfully reduced the expected hypothermia-induced hyperphosphorylation. However, tau cleavage was not observed as a mediating stage between tau phosphorylation and secretion activities under the tested conditions. Complementary experiments with cells and mice are needed to assess tau phosphorylation, cleavage and secretion changes under the same temperature modulations and the remaining inhibitors mentioned to obtain a more comprehensive profile on early tau changes which risk cascading into its pathology in the brain and lead to neurodegenerative stages of AD.

Thèse diffusée initialement dans le cadre d'un projet pilote des Presses de l'Université de Montréal/Centre d'édition numérique UdeM (1997-2008) avec l'autorisation de l'auteur.

La mélatonine est connue pour agir directement sur l’horloge circadienne. L’agomélatine est un antidépresseur présentant des propriétés agonistes MT1/MT2 et antagonistes 5-HT2C. Tout d’abord, nous avons évalué les effets de l’agomélatine, de la mélatonine et d’un antagoniste 5-HT2C sur deux sorties de l’horloge (rythme de la mélatonine endogène et de la température corporelle). Les résultats obtenus suggèrent une action centrale de l’agomélatine et de la mélatonine, directement sur l’horloge via les récepteurs MT1/MT2, en induisant une augmentation de l’amplitude et une avance de phase du rythme de mélatonine. Pour la température corporelle, l’ensemble des drogues augmente l’amplitude du rythme, suggérant une action des propriétés agonistes MT1/MT2 et/ou antagonistes 5-HT2C de l’agomélatine. Puis, l’étude sur l’expression du gène horloge Per1, a révélé un effet supérieur de l’agomélatine par rapport à la mélatonine, mais seulement le jour du traitement. L’agomélatine pourrait agir sur la machinerie moléculaire de l’horloge, ce qui reste à exploiter davantage. Ces nouvelles données contribuent à une meilleure compréhension des mécanismes d’action de l’agomélatine. / Melatonin is known to act directly on the circadian clock. Agomelatine is an antidepressant with MT1/MT2 agonist and antagonist 5-HT2C properties. First, we evaluated the effects of agomelatine, melatonin and 5-HT2C antagonist on two clock outputs (rhythm of endogenous melatonin and body temperature). The results suggest a central action of agomelatine and melatonin, directly on the circadian clock via MT1/MT2 receptors, inducing an increase on the amplitude and a phase advance of the rhythm of melatonin. For body temperature, all drugs increased the amplitude of the rhythm, this suggest an action of MT1/MT2 agonist and antagonist 5-HT2C properties of agomelatine. Secondly, the study on the expression of clock gene Per1 revealed a greater effect of agomelatine compared to melatonin, but only on the day of treatment. Agomelatine could act on the molecular machinery of the clock, but requires further investigations. These new data allow a better understand of the mechanisms action of agomelatine.

Reproduction de : Habilitation à diriger des recherches : Sciences physiques : Lille 1 : 2006. / N° d'ordre (Lille 1) : 547. Synthèse des travaux avec publications reproduites en annexe. Curriculum vitae. Titre provenant de la page de titre du document numérisé. Bibliogr. p. 417-425. Liste des publications et communications.

Thèse diffusée initialement dans le cadre d'un projet pilote des Presses de l'Université de Montréal/Centre d'édition numérique UdeM (1997-2008) avec l'autorisation de l'auteur.

Tous les organismes présentent des rythmes biologiques sous le contrôle d’horloges internes synchronisées sur le cycle jour-nuit. La perturbation des horloges (travail posté chez l’homme) conduit souvent à des troubles métaboliques. A l’inverse, obésité et diabète sont associés à des perturbations circadiennes. Mon but est de comprendre les mécanismes impliqués dans le lien réciproque entre perturbations circadiennes et troubles métaboliques. Une première partie révèle le rôle de la leptine dans les troubles circadiens de souris génétiquement obèses, au niveau central et périphérique. Dans une seconde partie, nous montrons que l’altération des cycles jour-nuit induit une désynchronisation circadienne chez un rongeur diurne, entraînant un état pré-diabétique et un vieillissement prématuré des cellules hépatiques. Nos résultats ouvrent la voie à des traitements préventifs visant à diminuer les troubles circadiens des patients obèses et les troubles métaboliques des travailleurs postés. / Most organisms exhibit biological rhythms, generated endogenously by circadian clocks, which are synchronized on the light-dark cycle. Disrupting circadian clocks (e.g, shiftwork) lead in most cases to the occurrence of metabolic disorders. Conversely, obesity and diabetes are associated with circadian disruptions. The aim of my project is to provide new insights in the understanding of mechanisms underlying the reciprocal relationships between circadian disruptions and metabolic disorders. We show in a first part that leptin is involved in circadian disturbances of genetically obese mice, at both central and peripheral levels. In a second part, by altering the light-dark cycle, we induce the circadian desynchronization of a diurnal rodent, which leads in turn to a pre-diabetic state associated with accelerated aging of hepatic cells. Our results pave the road to preventive treatments aiming at reducing circadian disruptions in obese patients and metabolic disorders in shiftworkers.

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

Le nombre croissant d'adoptions internationales, ainsi que les différentes problématiques qui sont associées à 1*adoption, ont mis en évidence le besoin d'explorer l'adaptation de ces enfants, tant au niveau psychologique que physiologique. Un moyen utilisé de plus en plus pour examiner l'adaptation physiologique est le cortisol salivaire, qui se veut une mesure du niveau de stress. Composée de deux articles, cette thèse vise à explorer les liens entre le cortisol salivaire des enfants adoptés de l'international et de leurs mères adoptives, l'harmonisation de leurs rythmes diurnaux et les facteurs pouvant influencer ces rythmes. Le premier article examine les rythmes diurnaux des enfants adoptés de l'international, âgés d'environ 4 ans. et des enfants témoins, qui vivent avec leurs parents biologiques depuis leur naissance. Ces rythmes diurnaux sont examinés en fonction des moyennes des taux de cortisol et aussi par rapport à la variabilité des taux de cortisol. Le deuxième article vise à explorer l'harmonisation des rythmes diurnaux entre les enfants et leurs mères, en explorant la contribution de différents facteurs, tel que l'attachement, dans l'harmonisation des rythmes diurnaux de cortisol. De plus, comme cette thèse est exploratrice, un sous-objectif des deux articles est d'explorer les facteurs pouvant contribuer à la variabilité des rythmes diurnaux de cortisol, comme par exemple, l'âge à l'adoption, le statut socioéconomique de la famille, l'indice de masse corporelle, le périmètre crânien de l'enfant, etc. L'échantillon présent est composé de 60 familles, dont 43 familles adoptives et 17 familles témoins. Le cortisol des enfants et des mères a été prélevé à raison de 6 échantillons de salive par jour, et ce, pendant 2 jours (dans une même semaine) où ces dyades passaient la journée complète ensemble. Ces six échantillons étaient prélevés (1) au lever, (2) 30 minutes après le réveil, (3) vers 10h30, (4) en après-midi, vers 14h30, (5) juste avant le souper et (6) au coucher, et ce afin d'avoir la possibilité d'examiner le rythme diurnal du cortisol. De plus, comme la présente thèse s'inscrit dans le cadre d'une étude longitudinale, l'accès à plusieurs mesures prises dans le passé, tel que les indices physiques à l'arrivée, le statut de la relation d'attachement, était possible. Analyses : L'aire sous la courbe (AUC) et la catégorisation des rythmes diurnaux de cortisol ont été utilisés afin d'examiner le cortisol salivaire des enfants et de leurs mères. De plus, des coefficients de variabilité et des coefficients d'harmonisation ont aussi été créés. Malgré le fait qu'il n'y a pas de différence statistique entre les groupes adoptés et témoins au niveau des aires sous la courbe, des différences dans les catégories de typicalité des rythmes diurnaux de cortisol émergent. Ces résultats démontrent qu'il y a plus d'enfants adoptés qui présentent des rythmes de cortisol soit très bas ou très élevés. En plus, les enfants adoptés après l'âge de 12 mois sont plus à risque de présenter des taux de cortisol atypiques, ce qui confirme l'hypothèse de la durée de l'exposition. Par ailleurs, le deuxième article a démontré que les rythmes diurnaux des enfants étaient harmonisés avec ceux de leurs mères, surtout chez les adoptés. De plus, les enfants présentant un attachement désorganisé présentent un rythme diurnal harmonisé avec celui de leur mère, reflétant que les dyades étaient réactifs en même temps, produisant ainsi des fluctuations physiologiques semblables