Étude des conséquences de la dénutrition périnatale sur la plasticité énergétique et métabolique du muscle squelettique en termes biochimiques et moléculaires

by Raquel Da Silva Aragão

Doctoral thesis in Biologie, Médecine et Santé. Biochimie, biologie cellulaire et moléculaire, Physiologie et nutrition

Under the supervision of Raul Manhaes de Castro and Francisco Bolaños-Jimenez.

defended on 2012

in Nantes and the jointly supervising institution Pernambuco , under the authority of École doctorale Biologie-Santé Nantes-Angers , in a partnership with Université de Nantes. Faculté des sciences et des techniques (autre partenaire) .

  • Alternative Title

    Study of the effects of perinatal undernutrition on the energetic and metaboli plasticity of skeletal muscle


  • Abstract

    It is clearly established that perinatal malnutrition increases the risk of developing obesity and metabolic disease in adulthood. However, the cellular and molecular mechanisms underlying this enhanced disease susceptibility remain largely unknown. The aim of this thesis was to evaluate the effects of perinatal malnutrition on the metabolic and structural properties of skeletal muscle. Adult rats born to dams fed a low-protein diet (8%), exhibited a higher density of non-oxidative muscle fibers along with decreased rate of fatty acids oxidation and glycolysis in soleus muscle but not in the extensor digitorum longus (EDL). Perinatal protein-restriction induced also a differential gene expression profile in soleus in relation to EDL and decreased metabolic flexibility in response to fasting. Taken together, these changes correspond to a state of energy deficiency and are present in animals that do not show yet any sign of obesity or glucose intolerance. We conclude that perinatal protein-restriction alters in the long term the structural and enzymatic properties of skeletal muscle in a fibre type-dependent manner. These alterations might have a causative role in the development of obesity and related metabolic disorders later in life.


  • Abstract

    Il est clairement établi que la dénutrition périnatale augmente le risque de développement d'obésité et de maladies métaboliques à l'âge adulte. Cependant, les mécanismes cellulaires et moléculaires qui sous-tendent cette susceptibilité physiopathologique restent largement inconnus. L'objectif de cette thèse a été d'évaluer les conséquences d'une restriction en apports protéiques à la mère pendant la gestation et la lactation sur les propriétés structurales et métaboliques du muscle squelettique chez la descendance. Les rats adultes nés et allaités par de mères nourries avec un aliment contenant un faible teneur en protéines (8%), présentent une majeur densité de fibres musculaires non oxydatives et ces altérations structurales s'accompagnent d'une diminution du taux d'oxydation des acides gras et de la glycolyse dans le muscle soléaire mais pas dans l'extenseur commun des orteils (EDL). La dénutrition périnatale entraîne également une modification différentielle de l'expression de gènes dans le soléaire par rapport à l'EDL et une diminution de la capacité d'adaptation métabolique en réponse au jeûne. Dans leur ensemble, ces changements correspondent à un état de déficience énergétique et sont présents chez les animaux qui ne montrent, pas encore, aucun signe obésité ou de d'intolérance au glucose. Nous concluons que la restriction an apports protéiques pendant le développement périnatal modifie sur long terme les propriétés structurales et métaboliques du muscle squelettique en fonction du type de muscle. Ces modifications pourraient avoir un rôle causal dans le développement à l'âge adulte d'une obésité et des troubles métaboliques associés.


  • Abstract

    O ambiente nutricional pobre durante 0 desenvolvimento precoce pode programar 0 organismo para 0 desenvolvimento de doenças metabólicas na vida adulta. 0 músculo esquelético é um órgão de grande importância para o corpo em termos metabólicos, além de apresentar grande capacidade de adaptação na utilização de energia em resposta à ingestão de alimentos ou à demanda energética do organismo. Esta tese tem como objetivo analisar as repercussões, em termos bioquímicos e moleculares, da desnutrição proteica materna sobre a função metabólica e a plasticidade do músculo esquelético em ratos. Ratos Wistar-Han machos foram divididos inicialmente em dois grupos, de acordo corn a dieta recebida pelas progenitoras durante a gestação e lactação: Controle (proteina a 17%) e Desnutrido (proteina a 8%). Aos 110 dias, todos os animais foram submetidos ao teste de tolerância à glicose. Aos 120 dias, foi realizado o sacrificio em duas condições nutricionais distintas: ad libitum ou jejum (48 horas de privação alimentar). Foram retirados os músculos sóleo e EDL para análises. Foi observado que os animais do grupo desnutrido apresentaram menor peso corporal ao desmame, o que perdurou até o sacrificio, apesar de terem apresentado maior ganho de peso pós-desmame. Não foi observada mudança na resposta à glicose entre os dois grupos. A comparação entre animais controles e desnutridos sacrificados ad libitum deu origem ao primeiro artigo da tese. Foram observados menores niveis de triglicerideos no grupo desnutrido. No sóleo, além de apresentar redução na porcentagem de fibras oxidativas, também foi observada redução da atividade da hexoquinase, no grupo desnutrido. Houve aumento da expressão de PGClα, CPT1a e UCP3, no músculo sóleo de animais desnutridos. No EDL, foi observado aumento da expressão de ChREBP e PPARδ, e diminuição de MCAD. O segundo artigo abrange o estudo da resposta adaptativa do músculo esquelético ao jejum, onde os animais controle e desnutridos foram comparados corn seus pares ad libitum. Os animais do grupo controle apresentaram aumento de AGL em resposta ao jejum, enquanto que os desnutridos apresentaram maior perda de peso corporal. No músculo sóleo, ambos os grupos apresentaram aumento de mRNA de UCP3 e diminuiçào de PGC1, PPARδ, MHCI, em resposta a privação alimentar de 48 horas. Entretanto 0 grupo desnutrido não apresentou aumento na expressão de CPT1a em resposta ao jejum. No EDL, ambos os grupos apresentaram aumento da expressão de CPT1a. Considerando todos os dados em conjunto, a desnutrição proteica perinatal programou o mùsculo esquelético modificando o metabolismo de lipídios. Além disso, os dois músculos são diferentemente afetados pela desnutrição. Ademais, estes animais apresentaram prejuizo na resposta adaptativa ao jejum de 48 horas. Estes resultados podem indicar maior propensa��o ao desenvolvimento de distúrbios metabólicos, visto que eles apresentam prejuizos na flexibilidade metabólica muscular.

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Informations

  • Details : 1 vol. (289 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 227-264 [359 réf.]

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  • Library : Université de Nantes. Service commun de la documentation. BU Santé.
  • Unvailable for PEB
  • Odds : 12 NANT 27-VS
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