F. De Backer

Wheat-derived arabinoxylan oligosaccharides with prebiotic effect increase satietogenic gut peptides and reduce metabolic endotoxemia in diet-induced obese mice

Background:Alterations in the composition of gut microbiota —known as dysbiosis— have been proposed to contribute to the development of obesity, thereby supporting the potential interest of nutrients acting on the gut microbes to produce beneficial effect on host energetic metabolism. Non-digestible fermentable carbohydrates present in cereals may be interesting nutrients able to influence the gut microbiota composition.Objective and design:The aim of the present study was to test the prebiotic potency of arabinoxylan oligosaccharides (AXOS) prepared from wheat bran in a nutritional model of obesity, associated with a low-grade chronic systemic inflammation. Mice were fed either a control diet or a high fat (HF) diet, or a HF diet supplemented with AXOS during 8 weeks.Results:AXOS supplementation induced caecal and colon enlargement associated with an important bifidogenic effect. It increased the level of circulating satietogenic peptides produced by the colon (peptide YY and glucagon-like peptide-1), and coherently counteracted HF-induced body weight gain and fat mass development. HF-induced hyperinsulinemia and the Homeostasis Model Assessment of insulin resistance were decreased upon AXOS feeding. In addition, AXOS reduced HF-induced metabolic endotoxemia, macrophage infiltration (mRNA of F4/80) in the adipose tissue and interleukin 6 (IL6) in the plasma. The tight junction proteins (zonula occludens 1 and claudin 3) altered upon HF feeding were upregulated by AXOS treatment suggesting that the lower inflammatory tone was associated with the improvement of gut barrier function.Conclusion:Together, these findings suggest that specific non-digestible carbohydrates produced from cereals such as AXOS constitute a promising prebiotic nutrient in the control of obesity and related metabolic disorders.

Long-term study of Ca2+ homeostasis and of survival in collagenase-isolated muscle fibres from normal and mdx mice

Skeletal muscles of the mdx mouse lack dystrophin offering the possibility to study the role of intracellular Ca2+ ions in fibre degeneration. Flexor digitorum brevis muscles of 3‐month‐old mdx and normal mice were dissociated with collagenase; fibres were maintained in culture for 6 days (d0 to d5) and their survival was assessed. Cytosolic [Ca2+], passive Mn2+ influx (indicative of Ca2+ influx) and activity of mechanosensitive/voltage‐independent Ca2+ channels were studied over the same period. Survival of normal fibres declined steadily from d0 to d3, but an acceleration of fibre death occurred in mdx fibres from d1 to d2. This could be greatly reduced but not abolished by lowering external [Ca2+] 10‐fold. In the d0‐d5 period, both mdx and normal fibres showed transient increases of Mn2+ influx and activity of the Ca2+ channels; these peaked at d1 and disappeared by d3–d4. Increases were always significantly larger in mdx fibres. Altogether, over the 6 days, 130 paired measurements of [Ca2+]i and Mn2+ influx were made on 68 fibres from mdx and 62 fibres from normal mice. In 90 % of the fibres, [Ca2+]i remained within the 25–85 nm limits while Mn2+ influx varied more than 10‐fold. The median for Mn2+ influx was 45 % greater in fibres from mdx mice than in fibres from control C57 mice. However, there was no significant difference between [Ca2+]i medians in fibres from normal and mdx mice. Addition of 25–75 nm of a Ca2+ ionophore (4‐bromo‐A23187) to the medium did not affect the level of cytosolic [Ca2+] in both types of fibres, while markedly increasing the rate of Mn2+ influx, as expected. Thus, Ca2+ homeostasis was equally robust in mdx and normal fibres. The remaining 10 % of the fibres showed, at d1, high levels of Mn2+ influx and/or elevated [Ca2+]i above 100 nm. This did not affect survival of normal fibres but was probably responsible of the increased death rate in mdx fibres.

Hepatic steatosis in n-3 fatty acid depleted mice: focus on metabolic alterations related to tissue fatty acid composition.

BackgroundThere are only few data relating the metabolic consequences of feeding diets very low in n-3 fatty acids. This experiment carried out in mice aims at studying the impact of dietary n-3 polyunsaturated fatty acids (PUFA) depletion on hepatic metabolism.Resultsn-3 PUFA depletion leads to a significant decrease in body weight despite a similar caloric intake or adipose tissue weight. n-3 PUFA depleted mice exhibit hypercholesterolemia (total, HDL, and LDL cholesterol) as well as an increase in hepatic cholesteryl ester and triglycerides content. Fatty acid pattern is profoundly modified in hepatic phospholipids and triglycerides. The decrease in tissue n-3/n-6 PUFA ratio correlates with steatosis. Hepatic mRNA content of key factors involved in lipid metabolism suggest a decreased lipogenesis (SREBP-1c, FAS, PPARγ), and an increased β-oxidation (CPT1, PPARα and PGC1α) without modification of fatty acid esterification (DGAT2, GPAT1), secretion (MTTP) or intracellular transport (L-FABP). Histological analysis reveals alterations of liver morphology, which can not be explained by inflammatory or oxidative stress. However, several proteins involved in the unfolded protein response are decreased in depleted mice.Conclusionn-3 PUFA depletion leads to important metabolic alterations in murine liver. Steatosis occurs through a mechanism independent of the shift between β-oxidation and lipogenesis. Moreover, long term n-3 PUFA depletion decreases the expression of factors involved in the unfolded protein response, suggesting a lower protection against endoplasmic reticulum stress in hepatocytes upon n-3 PUFA deficiency.

PO34 Implication potentielle des métabolites d’acides gras polyinsaturés produits par le microbiote intestinal dans les effets métaboliques générés par une diète hyperlipidique et par des glucides prébiotiques

Introduction Des etudes in vitro ont montre que certaines bacteries intestinales, en particulier les genres Roseburia et Bifidobacteria, peuvent metaboliser les acides gras polyinsatures (AGP) en acides gras polyinsatures conjugues (AGPC). D’autre part, il est admis que certains glucides non digestibles prebiotiques ont un impact sur l’obesite et les desordres metaboliques associes en modifiant la composition du microbiote intestinal. Nous proposons qu’une supplementation en fructanes de type inuline (ITF) ou en arabinoxylans (Ax) module le metabolisme bacterien des AGP in vivo, un phenomene qui pourrait contribuer aux effets metaboliques de ces prebiotiques. Materiels et methodes Des souris C57BL/6J ont ete separees en 3 groupes et traitees pendant 4 semaines. Les groupes CT ont recu une alimentation standard et les groupes HF ont recu une alimentation hyperlipidique. Dans une premiere experience, le groupe HF-ITF a recu une diete hyperlidique supplementee en ITF. Dans une deuxieme experience, le groupe HF-Ax a recu une diete hyperlipidique supplementee en Ax. Resultats Les prebiotiques modulent selectivement le microbiote intestinal en faveur des Bifidobacteries et des Roseburia (seulement Ax). La diete HF augmente l’acide rumenique (c9t11-C18 : 2) dans le foie et dans le tissu caecal ainsi que son precurseur, l’acide vaccenique (t11-C18 : 1), dans le tissu caecal compare au groupe CT. Les prebiotiques augmentent encore d’avantage le contenu en acide rumenique dans le tissu caecal compare au groupe HF. Conclusion L’administration d’une diete hyperlipidique et de prebiotiques genere des metabolites bacteriens d’AGP dans le tissu caecal, mais egalement « a distance » (foie). A l’heure actuelle, nous ne pouvons pas encore distinguer les effets lies a l’augmentation de substrats dans le regime (AGP) de ceux lies a la modulation des bacteries capables de metaboliser les AGP (Bifidobacteria, Lactobacilli et Roseburia). L’impact des metabolites bacteriens d’AGP sur les cibles de regulation du metabolisme de l’hote reste a demontrer.

P234 Impact du traitement thermique des graisses sur le métabolisme hépatique des lipides : importance de la peroxydation lipidique

Introduction L’alimentation occidentale est caracterisee par des quantites non negligeables de lipides oxydes formes lors du chauffage ou de la friture d’huile et d’aliments gras. Le but de cette etude est d’evaluer l’influence de composes formes lors de la thermo-oxydation d’huile de soja sur le metabolisme lipidique chez la souris, dans un modele d’obesite induite par une diete hyperlipidique. Materiels et Methodes 32 souris mâles C57Bl6J ont ete nourries pendant 4 semaines soit avec une diete standard, soit avec une diete hyperlipidique enrichie avec 5 % d’huile de soja non traitee, soit avec une diete hyperlipidique enrichie avec 5 % d’huile de soja thermo-oxydee (100 °;C, 72 h), soit avec cette derniere enrichie avec 1% de Coenzyme Q10, un antioxydant capable de prevenir la peroxydation lipidique. Resultats La diete peroxydee par l’ajout de l’huile thermo-oxydee induit une diminution des triglycerides hepatiques et seriques ainsi que des acides gras libres circulants. De plus, elle induit une augmentation du cholesterol total et du LDL-cholesterol serique et une diminution du cholesterol libre au niveau hepatique. Ces modifications des taux de cholesterol pourraient s’expliquer par une augmentation du catabolisme et de la secretion du cholesterol, resultant de l’activation de la voie LXR (augmentation de l’expression de l’ARNm de genes cibles de LXR tels que ABCG5, ABCG8, SREBP1C et CYP7a1). Par ailleurs, l’ajout de coenzyme Q10 reduit significativement les taux de peroxydes dans la diete, sans contrecarrer les alterations metaboliques observees avec la diete hyperlipidique peroxydee. Conclusion L’ingestion reguliere de composes issus d’huile thermo-oxydee induit des modifications du metabolisme hepatique. Ces alterations sont associees a l’activation de la voie de LXR et independantes des peroxydes formes lors de l’oxydation de l’huile.

O41 Implication de SREBP-1c dans la stéatose hépatique associée à une carence en acides gras polyinsaturés n-3

Introduction Les acides gras polyinsatures (AGPI) n-3 jouent un role important sur le metabolisme lipidique de part leur capacite a stimuler la β-oxydation et a diminuer la lipogenese. Une augmentation du ratio n-6/n-3 est observee dans les phospholipides du foie de patientes atteintes de steatose hepatique non alcoolique. L’implication d’une diminution en AGPI n-3 dans l’accumulation de lipides au niveau du foie a ete peu etudie jusqu’a ce jour. Cette etude a pour but d’explorer le mecanisme implique dans l’accumulation des triglycerides dans le foie chez la souris carencee en AGPI n-3. Materiels et Methodes 24 souris mâles C57Bl6J ont ete nourries avec une diete controle (n-6/n-3 = 6,9) ou une diete carencee en AGPI n-3 (n-6/n-3 = 120) durant 3 mois. Resultats La carence en n-3 induit une accumulation de lipides dans le foie (triglyceride et cholesterol). L’incubation de tranches de foie en presence de 14 C-acetate et de 14 C-palmitate a revele une augmentation de la synthese et de l’esterification des acides gras dans le foie des souris carencees. La secretion hepatique de triglycerides, evaluee par inhibition de la lipoproteine lipase, est egalement augmentee chez les souris carencees. Les analyses microarrays demontrent, dans le foie des souris carencees, une augmentation de l’expression de toutes les enzymes impliquees dans la lipogenese et de SREBP-1c, un facteur de transcription cle dans le controle de leur expression. L’augmentation de l’expression de SREBP-1c ne peut pas etre expliquee par une augmentation de l’insulinemie, mais pourrait etre tributaire de l’activation de LXR (augmentation de l’expression d’ABCA1) et/ou du stress du reticulum (augmentation de la proteine d’IRE1α). Conclusion La carence en AGPI n-3 provoque une accumulation de lipides dans le foie suite a une stimulation de la lipogenese. SREBP-1c semble etre un facteur cle dans cette activation de la voie lipogenique et l’augmentation de son expression pourrait dependre de la stimulation de l’activite de LXR ou d’un stress du reticulum.

P281 Intérêt du chitine-glucan d’origine fongique dans le contrôle des altérations métaboliques induites par un régime hyperlipidique chez la souris : implication du microbiote intestinale

Introduction Des modifications de l’ecosysteme bacterien pourraient etre impliquees dans le developpement des alterations metaboliques liees a l’obesite et au diabete de type 2. Le but de cette etude est d’evaluer la capacite du chitine-glucan, un polysaccharide purifie d’origine fongique, a moduler (1) la flore intestinale et (2) le metabolisme energetique dans un modele d’obesite et de diabete de type 2 induit par une diete hyperlipidique chez la souris. Materiels et Methodes 24 souris mâles C57Bl6J recoivent soit une diete standard, soit une diete hyperlipidique, soit une diete hyperlipidique enrichie avec 10 % de chitine-glucan durant 4 semaines. Resultats La diete hyperlipidique induit des changements importants au niveau de la flore cecale des souris. L’ajout de chitine-glucan dans la diete permet de restaurer la teneur en bifidobacteries, bacteroides/prevotella, clostridium/eubacteria et roseburia du contenu cecal. Par ailleurs, le chitine-glucan contrecarre l’augmentation du poids corporel, le developpement de la masse adipeuse, la steatose hepatique, l’hyperglycemie et l’intolerance au glucose induits par le regime gras, independamment de l’apport calorique. Des analyses de correlation demontrent que l’amelioration des parametres metaboliques est liee au changement de la flore intestinale. Conclusion La diete hyperlipidique genere des alterations metaboliques importantes dans l’homeostasie glucidique et le metabolisme hepatique des lipides, qui sont associees a des modifications de la flore cecale des souris. Reequilibrer et/ou modifier la composition de la flore intestinale via l’administration de chitine-glucan pourrait constituer une voie therapeutique ou preventive susceptible de reduire l’impact d’une alimentation desequilibree sur le developpement du syndrome metabolique.

O23 Impact du déséquilibre d’apport nutritionnel en acides gras polyinsaturés sur la genèse d’une stéatose et de l’apoptose dans le foie. Approche expérimentale

Les acides gras polyinsatures n-3 et n-6 presentent des effets importants dans la regulation du metabolisme lipidique (modulation de l’expression de genes cles impliques dans la synthese, la degradation et l’export d’acides gras). Cette etude analyse l’influence d’une carence alimentaire en acides gras n-3 polyinsatures instauree sur deux generations sur le metabolisme hepatique de la souris.