Modulation des performances cardio-respiratoires du bar européen (Dicentrarchus labrax) par l'apport d'acides gras alimentaires : une étude intégrée des effets cardiaques in vivo au courant calcique de type L des myocytes ventriculaires
par Aurélien Chatelier
Thèse de doctorat en Physiologie animale
Sous la direction de Patrick Bois.
Soutenue en 2005
à La Rochelle .
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Résumé
La qualité du régime alimentaire, et en particulier sa composition en acides gras, est un facteur environnemental émergeant en tant que source de diversité physiologique. En effet, de nombreux travaux montrent que la composition en acides gras de l'alimentation influence les performances cardiaques et métaboliques des organismes. Le cœur joue un rôle central dans l'adaptation des poissons à leur environnement en assurant et en régulant, les flux internes d'énergie et de matière. Dans le contexte de l'adaptation environnementale des individus et de l'évolution des espèces, la compréhension des origines de la variabilité interindividuelle et notamment de l'influence exercée par les acides gras sur le fonctionnement du système cardio-respiratoire est un élément important. L'objectif de ce travail réalisé sur le bar européen (Dicentrarchus labrax) a été d'étudier, à deux niveaux organisationnels (organe, cellule), les effets de la composition en acides gras de l'alimentation et des tissus sur les performances cardio-respiratoires mesurées au cours d'un effort musculaire et d'une épreuve d'hypoxie, l'activité des canaux calciques de type L des myocytes ventriculaires. Les bars ont été nourris avec trois alimentations enrichies soit huile de poissons (riche en acides gras n-3 poly-insaturés), soit en huile de colza (riche en acide oléique et linoléique) ou encore en huile de palme (riche en acides gras saturés). L'étude à l'échelle de l'animal entier, réalisée au moyen d'un respiromètre de type Brett, a permis de mettre en évidence une modification significative des performances cardio-respiratoires des bars en fonction de la composition en acides gras de l'alimentation. Une forte teneur en acide oléique dans l'alimentation et donc dans les tissus cardiaques est toujours associée à de meilleures performances cardiaques et métaboliques. Au cours de l'épreuve d'hypoxie, aucune différence ne fut mise en évidence entre les différentes alimentations. L'étude électrophysiologique du canal calcique de type L a été réalisée grâce à la technique du patch clamp en configuration " whole-cell ". Nos résultats ont révélé que la perfusion d'acide oléique, ainsi qu'une teneur élevée de cet acide gras dans les membranes, pouvait induire une inhibition de l'influx des ions calcium via le courant calcique de type L. Cette baisse n'est accompagnée d'aucune modification majeure des paramètres d'activation et d'inactivation du canal. De par ses caractéristiques morphofonctionnelles, le cœur est responsable de la limitation des performances métaboliques et natatoire des poissons. Au cours d'un effort musculaire intense, la diminution du niveau d'oxygénation du sang veineux (source principale d'oxygène du tissus myocardique) va conduire à une hypoxie à l'échelle des cardiomyocytes. Cette baisse de l'oxygénation du myocarde conduit à des dérèglements de l'homéostasie calcique responsables d'une élévation du calcium cellulaire et de l'apparition d'arythmies. Les résultats expérimentaux obtenus suggèrent que l'acide oléique, par son action inhibitrice sur le courant calcique de type L, permet de limiter les risques d'apparition de ces arythmies. Cet effet protecteur de l'acide oléique serait responsable des performances cardio-respiratoires et natatoires observées chez les animaux nourris avec le régime enrichi en huile de colza.
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Titre traduit
Modulation of european sea bass (Dicentrarchus labrax) cardio-respiratory performances by dietary fatty acids : an integrated study from in vivo cardiac effects to ventricular myocytes Ltype calcium current
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Résumé
Diet fatty acid composition is an environmental factor that is emerging as a significant source of physiological diversity. Heart plays a central role in fish adaptability to their environment. The objective of the study on the sea bass (Dicentrarchus labrax) was to investigate the effects of fatty acids on: cardio-respiratory performances during a swim test and a hypoxic test, L-type calcium channel activity of ventricular myocytes. Sea bass were fed with three different diets enriched in fish oil (n-3 poly-unsaturated fatty acid), canola oil (oleic acid) and palm oil (saturated fatty acid). The study carried out on the whole animal shows that diet and cardiac high level of oleic acid is associated with best cardiac and metabolic performances. The hypoxic test revealed no significant difference between the diets. Studies on L-type calcium channel revealed that both oleic acid perfusion and high membrane content of oleic acid induce a reduction in ventricular myocyte calcium influx. The heart may limit metabolic and swimming performance of fishes. During an intensive muscular challenge, this restriction is due to cardiac hypoxia which leads to a rise in intracellular calcium and to the appearance or cardiac arrhythmias. Results suggest that oleic acid, by decreasing cell calcium entry, limit cardiac arrhythmia occurrence. This protective effect could be responsible of differences observed during the swim test.
