Impact d’un régime occidental déséquilibré, de l’obésité et d’une intervention de type bypass ou restriction calorique lors de périodes sensibles du développement sur les réponses neuro-comportementales de jeunes adultes chez le modèle miniporc Yucatan et l’homme

par Yentl Gautier

Thèse de doctorat en Neurosciences, éthologie

Sous la direction de David Val-Laillet et de Romain Moirand.

Soutenue le 19-12-2018

à Rennes 1 , dans le cadre de Biologie-Santé , en partenariat avec Universite Bretagne Loire (ComuE) et de Nutrition, métabolismes et cancer (Rennes) (laboratoire) .


  • Résumé

    L’exposition au régime occidental (Western diet, WD) pendant les périodes critiques du développement est considérée comme un facteur majeur dans l’apparition de l’obésité, notamment morbide, dont le traitement de référence lorsque toutes les autres stratégies (e.g. régime) ont échoué reste la chirurgie bariatrique. Mais la lourdeur de la procédure, associée à certains risques et échecs, justifie le développement de thérapies alternatives. Pour cela, il est essentiel de bien connaître les phénotypes neurocognitifs régulant le comportement alimentaire. L’objectif de cette thèse était d’étudier la dynamique neuro-comportementale hédonique et cognitive d’individus jeunes adultes ayant été exposés au WD soit pendant la période périnatale (projet SLK), soit à l’adolescence (projet HOS), à la fois sur le miniporc (SLK+HOS) et chez l’Homme (HOS). Pour le projet HOS, les tests ont été menés sur des individus normopondéraux (humain et porc), obèses (porc), puis après une perte de poids induite par une restriction calorique associée ou non à un bypass gastrique (porc). Nous avons utilisé des approches psycho-comportementales (tests, questionnaires) et de l’imagerie cérébrale (TEP, SPECT, IRMf). Chez le miniporc, l’exposition périnatale au WD confère un phénotype cérébral « obèse » et augmente la susceptibilité des descendants au stress, tandis que l’exposition à l’adolescence induit un phénotype cérébral évoquant les troubles addictifs tout en altérant la mémoire de travail. L’étude pilote humaine a permis d’identifier les aires cérébrales recrutées en situation de choix alimentaire posant un dilemme, en particulier le cortex cingulaire et le fusiforme-occipital. L’obésité provoque des attitudes anxio-dépressives associées au grignotage. La perte de poids rétablit un comportement normal et montre une régulation attentionnelle cérébrale en réponse au sucre. Une modulation neuronale par les hormones digestives et/ou le microbiote est fortement soupçonnée. Les analyses physiologiques, histologiques et métabolomiques programmées en perspective de ce travail de thèse devraient apporter des réponses précieuses pour comprendre comment l’axe microbiote-intestin-cerveau est impliqué dans ces modulations neurocognitives induites par le régime et les variations de poids.

  • Titre traduit

    Impact of an unbalanced Western diet during critical periods, obesity and bypass or caloric restriction on the neuro-behavioral responses of young adults in Yucatan minipig and human


  • Résumé

    The Western diet (WD) exposure during critical developmental periods is considered as a major factor in the development of obesity, notably morbid obesity, of which the reference treatment when all other strategies (e.g. diet) have failed remains the bariatric surgery. But the invasiveness of this procedure, associated with non-negligible risks and failures, justifies the development of alternative therapies. To this aim, it is essential to understand the brain phenotypes regulating eating behavior. The objective of this thesis was to study the hedonic and cognitive neuro-behavioral dynamics in young adults who had been exposed to WD either during the perinatal period (SLK project), during adolescence (HOS project), both in minipig (SLK + HOS) and humans (HOS). For the HOS project, tests were performed on normal-weight subjects (human and pig), obese subjects (pig), and then after weight loss induced by calorie restriction with or without a gastric bypass (pig). We used psycho-behavioral approaches (tests, questionnaires) and brain imaging (PET, SPECT, fMRI). In the minipig, perinatal exposure to WD induced an "obese" cerebral phenotype and increases offspring susceptibility to stress, whereas exposure in adolescents induces an addiction-type cerebral phenotype and alters working memory. The human pilot study allowed to identify brain areas recruited in a food-choice situation involving dilemma, particularly the cingulate cortex and fusiform-occipital. Obesity causes anxio-depressive symptoms associated with snacking. Weight loss restores normal behavior and induced attentional brain regulation in response to sugar. Neuronal modulation by digestive hormones and/or microbiota is strongly suspected. Additional physiological, histological, and metabolomic analyzes should provide valuable answers to understand how the microbiota-gut-brain axis is involved in neurocognitive modulations induced by diet and weight variations.


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