Mitochondria play a central role in lipid metabolism and pathology in obesity and type 2 diabetes mellitus. Mitochondria have been shown to associate with lipid droplets (LDs) in multiple tissues but the functional role of these peridroplet mitochondria (PDM) is unknown. This work reveals that PDM have unique protein composition and cristae structure, and remain adherent to the LD in the tissue homogenate. We developed an approach to isolate PDM based on their adherence to LDs. Comparison of purified PDM to cytoplasmic mitochondria reveals that (1) PDM have increased pyruvate oxidation, electron transport, and ATP synthesis capacities. (2) PDM have reduced beta oxidation capacity and depart from LDs upon activation of brown adipose tissue thermogenesis and beta oxidation. (3) PDM support LD expansion as Perilipin 5-induced recruitment of mitochondria to LDs increases ATP-dependent triacylglyceride synthesis. (4) PDM maintain a distinct protein composition due to uniquely low fusion-fission dynamics. We conclude that PDM represent a segregated mitochondrial population with unique structure and function that supports triacylglyceride synthesis. We suggest that increased mitochondrial recruitment to LDs may be part of a generalized adaptive response in physiological conditions that require LD expansion, such as post-prandial lipid synthesis and storage. Furthermore, PDM-mediated LD expansion may play a role in muscle and liver injury from lipotoxicity in conditions of nutrient excess, such as obesity and hyperlipidemia. A better understanding of PDM and LD biology may therefore lead to new therapies for lipotoxic tissue injury and insulin resistance. / 2020-10-24T00:00:00Z

Considering the response of organisms to their environment is difficult; it is made more so if population numbers cannot be closely monitored. In such cases different methods of population assessment are required. This thesis uses lipids as a measure of Atlantic salmon (Salmo salar L.) quality and investigates its usefulness in indicating fish condition. The first study examines the relationship between fish total lipid content and W[sub]R condition factor; this study clearly demonstrates that there is a significant positive relationship between the condition factor of a fish and its total lipid content. In the following study the lipid storage between the different tissues of the Atlantic salmon is considered. This indicates that the red muscle and the adipose tissues hold higher concentrations of lipid than the white muscle. However, the white muscle makes up the majority of lipid tissue mass in the Atlantic salmon so contains the bulk of stored lipid in a fish, at low concentration. The next study investigates the effect of spawning on Atlantic salmon condition. Salmon can be seen preferentially conserving lipid in their musculature and drawing down the lipid stored in their adipose tissues. The following study looked at one key lipid group, triacylglycerides, in salmon. Triacylglycerides are energetically important in fish and this study found that the spawning process depleted triacylglyceride reserves, but that the red muscle conserves triacylglycerides even after spawning. The final study considers the relationship between maternal quality and egg quality, identifying that longer Atlantic salmon produce eggs with more lipid after spawning migration. Egg lipid concentrations were comparably maintained between fish. Monitoring quality in this way is a useful tool to determine population wellbeing and help indicate where populations are compromised.

Introduction : L'obésité est causée par un déséquilibre prolongé entre les apports énergétiques et l'activité physique, dépendant du métabolisme de base, de la production de chaleur et des effets thermogéniques du régime et de l'activité physique. Chez les rongeurs, l'obésité induite par le régime peut être obtenue par différents régimes et approches. A cet égard, les régimes hyperlipidiques sont considérés comme les régimes de référence pour générer des modèles de l'obésité chez le rongeur et engendrent des pathologies similaires à celles rencontrées chez l'homme. Cependant, ce régime alimentaire est loin d'être standardisé et a été critiqué sur le fait que la prise énergétique totale et non uniquement les lipides régissait l'accumulation de graisse corporelle chez l'homme. Ainsi, les régimes cafétéria ont été introduits : en offrant en plus d'un régime non purifié un choix de plusieurs aliments appétants, de composition, d'apparence et de texture différentes, ils permettent le développement de l'obésité en déclenchant l'hyperphagie. Objectif : L'objet de ces travaux a été de comparer chez des souris obèses les effets d'un régime hyperlipidique à ceux d'un régime cafétéria sur la prise de nourriture, la prise de poids et les déterminants du métabolisme et de l'homéostase énergétique. Résultats : Nos résultats démontrent qu'un régime hyperlipidique et un régime cafeteria permettent tous deux d'obtenir un phénotype obèse mais sans causer nécessairement les mêmes changements métaboliques. Le régime cafétéria, caractérisé par un contenu en glucides (principalement le sucrose) plus élevé et un contenu en lipides plus faible, semble avoir des conséquences plus néfastes pour le foie et provoque des changements plus prononcés au niveau du microbiote intestinal. Malgré un contenu en cholestérol plus faible que dans le régime hyperlipidique, les souris nourries au régime cafétéria présentaient une cholestérolémie similaire. Les niveaux d'expression des gènes impliqués dans le métabolisme du cholestérol dans l'intestin grêle et le foie suggèrent une augmentation de la synthèse de cholestérol de novo et une modification de son transport, ces effets étant plus marqués chez les souris nourries au régime hyperlipidique. Conclusion : Ces résultats remettent en question le statut des régimes hyperlipidiques pour déclencher l'obésité et pour générer ses pathologies associées. Les régimes cafétéria sont aussi efficaces à cet égard et sont plus proches des régimes consommés chez l'homme.