Impact of neonatal total parenteral nutrition and early glucose-enriched diet on glucose metabolism and physical phenotypes in Guinea Pig

Les oxydants infusés avec la nutrition parentéral (NP) néonatale induisent une modification du métabolisme des lipides et du glucose, donnant lieu à l’âge adulte à un phénotype de carence énergétique (faible poids, baisse de l’activité physique). L’hypothèse qu’une diète précoce riche en glucose prévient ces symptômes plus tard dans la vie, fut évalué chez le cobaye par un ANOVA en plan factoriel complet à deux facteurs (p < 0:05) : NP du jour 3 à 7, suivit d’une nourriture régulière (chow) (NP+) vs. chow à partir du 3ième jour (NP-), combiné avec une eau de consommation enrichie en glucose (G+) ou non (G-) à partir de la 3ième semaine. Les paramètres suivant ont été mesurés à l’âge de 9 semaine: taux de croissance, activité physique, activité de phosphofructokinase-1 et glucokinase (GK), niveau hépatique de glucose-6-phosphate (G6P), glycogène, pyruvate et potentiel redox du glutathion, poids du foie, glycémie, tolérance au glucose, concentrations hépatiques et plasmatiques en triacylglycérides (TG) et cholestérol. Le groupe G+ (vs. G-) avait un taux de croissance plus bas, une activité de GK et une concentration en G6P plus élevée, et un potentiel redox plus bas (moins oxydé). Le niveau plasmatique de TG était moins élevé dans le groupe NP+ (vs. NP-). Les traitements n’eurent aucun effet sur les autres paramètres. Ces résultats suggèrent qu’indépendamment de la NP, une alimentation riche en glucose stimule la glycolyse et déplace l’état redox vers un statut plus réduit, mais ne surmonte pas les effets de la NP sur le phénotype physique de carence énergétique.

Rôle de l’enzyme PAS kinase dans la régulation du facteur de transcription PDX-1 dans la cellule bêta pancréatique.

Le diabète de type 2 (DT2) se caractérise par une production insuffisante d'insuline par le pancréas ainsi qu'une résistance des tissus périphériques à l'action de l'insuline. Dans les cellules bêta pancréatiques, le glucose stimule la production de l'insuline en induisant la transcription de son gène et la traduction ainsi que la sécrétion de sa protéine. Paradoxalement, une exposition prolongée et simultanée de ces cellules à de hautes concentrations de glucose en présence d'acides gras conduit à la détérioration de la fonction bêta pancréatique et au développement du DT2. Toutefois, les mécanismes moléculaires responsables de ces effets du glucose ne sont que partiellement connus. L'objectif du travail décrit dans cette thèse est d'identifier les mécanismes responsables de la régulation de la transcription du gène de l'insuline. PDX-1 (de l’anglais pour pancreatic and duodenal homeobox 1) est un facteur de transcription majeur et essentiel tant pour le développement du pancréas que pour le maintien de sa fonction à l'état adulte. En réponse au glucose, PDX-1 se lie au promoteur du gène de l'insuline et induit sa transcription. Ceci est inhibé par l'acide gras palmitate. Dans la première partie des travaux effectués dans le cadre de cette thèse, nous avons identifié deux mécanismes de régulation de la transcription du gène de l'insuline: le premier via ERK1/2 (de l'anglais pour extracellular-signal-regulated protein kinases 1 and 2) et le second par l’enzyme PASK (pour per-arnt-sim kinase). Nous avons également mis en évidence l'existence d'un troisième mécanisme impliquant l'inhibition de l'expression du facteur de transcription MafA par le palmitate. Nos travaux indiquent que la contribution de la signalisation via PASK est majeure. L'expression de PASK est augmentée par le glucose et inhibée par le palmitate. Sa surexpression dans les cellules MIN6 et les îlots isolés de rats, mime les effets du glucose sur l'expression du gène de l'insuline ainsi que sur l'expression de PDX-1 et prévient les effets délétères du palmitate. Dans la deuxième partie de la thèse, nous avons identifié un nouveau mécanisme par lequel PASK augmente la stabilité protéique de PDX-1, soit via la phosphorylation et l'inactivation de la protéine kinase GSK3 bêta (de l'anglais pour glycogen synthase kinase 3 beta). Le glucose induit la translocation de PDX-1 du cytoplasme vers le noyau, ce qui est essentiel à sa liaison au promoteur de ses gènes cibles. L'exclusion nucléaire de PDX-1 a été observée dans plusieurs modèles ex vivo et in vivo de dysfonction de la cellule bêta pancréatique. Dans le dernier volet de cette thèse, nous avons démontré l'importance de l'utilisation de cellules primaires (îlots isolés et dispersés) pour étudier la translocation nucléaire de PDX-1 endogène étant donné que ce mode de régulation est absent dans les lignées insulino-sécrétrices MIN6 et HIT-T15. Ces études nous ont permis d'identifier et de mieux comprendre les mécanismes régulant la transcription du gène de l'insuline via le facteur de transcription PDX-1. Les cibles moléculaires ainsi identifiées pourraient contribuer au développement de nouvelles approches thérapeutiques pour le traitement du diabète de type 2. Mots-clés : Diabète, îlots de Langerhans, cellule bêta pancréatique, gène de l'insuline, PDX-1, PASK, GSK3 bêta, ERK1/2, PKB, glucose, palmitate.

Vers une prise en charge améliorée des patients avec glycogénose : nouvelles approches diagnostique et thérapeutique

Les glycogénoses sont des maladies touchant la synthèse ou la dégradation du glycogène. Un diagnostic précoce et une diète optimale, incluant la prévention des hypoglycémies, sont d’une importante cruciale pour le devenir des patients. Les présents travaux visaient la confirmation génétique de glycogénose chez des patients inuits du Nunavik ainsi que l’évaluation de l’impact sur le sommeil et la qualité de vie d’une nouvelle thérapie nutritionnelle, GlycosadeTM, dans une cohorte de patients montréalaise. Par séquençage d’exome, nous avons identifié la mutation causale de glycogénose au Nunavik, permettant un diagnostic précoce et un dépistage des membres de la famille. Nous avons aussi introduit une fécule de maïs à action prolongée et évalué prospectivement le sommeil et la qualité de vie des patients avec glycogénose avant et après ce traitement. Nous avons mis en évidence des troubles de sommeil chez les patients et avons discuté du GlycosadeTM comme d’une option thérapeutique prometteuse.

Évaluation de l’effet antidiabétique de plantes médicinales de la forêt boréale et identification des principes actifs de deux espèces prometteuses

Le diabète de type 2 est une maladie chronique dont l’incidence est en augmentation continuelle. Le risque de développer le diabète de type 2 chez les populations autochtones du Canada est de trois à cinq fois plus élevé que le reste de la population canadienne. La forêt boréale comporte plusieurs plantes médicinales ayant un potentiel pour le traitement ou la prévention du diabète. Certaines de ces plantes font partie de la médecine traditionnelle et alternative Crie. Des enquêtes ethnobotaniques ont amené notre équipe de recherche à identifier 17 extraits de plantes médicinales utilisées par les Cris d’Eeyou Istchee (Baie James, Québec) pour traiter les symptômes du diabète. Parmi ces extraits, certains ont montré des activités anti-diabétiques au niveau des cellules musculaires, des adipocytes et dans des études in vivo réalisées chez des animaux. Le but de cette thèse est d’élucider l’effet de ces 17 plantes sur l’homéostasie hépatique de glucose, d’identifier l’espèce la plus prometteuse et isoler ces constituants actifs. De même, le bleuet nain du genre Vaccinium angustifolium fait partie de la forêt boréale canadienne et est connu pour ses activités anti-diabétiques. Une biotransformation du jus de bleuet lui confère une activité antioxydante accrue et un profil biologique différent. Le deuxième but de cette thèse est d’élucider les mécanismes d’action par lesquels le jus de bleuet biotransformé (BJ) exerce son effet anti-diabétique et d’identifier ses principes actifs. Les résultats ont montré que trois extraits de plantes Cris se sont démarqués par leur effet sur l’homéostasie hépatique de glucose. Picea glauca exerce son effet en diminuant la production de glucose alors que Larix laricina agit en augmentant le stockage de glucose. Abies balsamea a montré le profil le plus prometteur, elle agit simultanément en diminuant l’activité de la Glucose-6-phosphatase (G6Pase) via la stimulation des voies insulino-dépendante et - indépendante et en augmentant l’activité de la Glycogène synthétase (GS) suite à la phosphorylation de la Glycogène synthase kinase-3. Le fractionnement de l’extrait d’Abies balsamea guidé par les deux bioessais a mené à l’isolation de trois composés actifs; l’acide abiétique (AA), l’acide déhydroabiétique (DAA) et le squalène (SQ). Les principes actifs ont montré le même mécanisme d’action que l’extrait brut en diminuant l’activité de la G6Pase et augmentant celle de la GS ainsi qu’en activant les voies de signalisation impliquées. Le DAA ii s’est démarqué par son effet le plus puissant et très comparable à celui de l’extrait d’Abies balsamea dans toutes les expériences. De son côté le BJ a montré un effet sur la diminution de la production hépatique de glucose, l’augmentation de son stockage ainsi que l’augmentation de son transport dans le muscle. Son fractionnement guidé par les bioessais a permis d’isoler sept fractions dont trois étaient les plus actives. L’identification des constituants de ces fractions actives a mené à isoler quatres composés phénoliques; l’acide chlorogénique, l’acide gallique, l’acide protocatéchique et le catéchol. Le catéchol s’est démarqué avec ses effets les plus puissants en diminuant l’activité de la G6Pase, augmentant celle de la GS et en stimulant le transport de glucose dans le muscle. Les résultats de cette thèse indiquent que la diminution de la production hépatique de glucose peut s’ajouter au profil anti-diabétique de certaines plantes médicinales Cries et surtout à celui d’A.balsamea dont les composés actifs peuvent aider dans le développement de nouvelles molécules anti-diabétiques. De plus, les résultats de cette thèse ont montré que l’activité antidiabétique du BJ implique le contrôle de l’homéostasie de glucose au niveau du foie et du muscle. L’identification du catéchol comme principe actif avec potentiel anti-diabétique prometteur pourra servir pour des fins thérapeutiques ultérieures.

Effect of leaf extract of Aegle marmelose in diabetic rats

Alloxan induced animal model was used to evaluate the potential antidiabetic effect of A . marmelose leaf extract. The diabetic animals were given insulin injection and another group A . marmelose leaf extract orally. It maintained the weight of the animals near to the control rats but a significant decrease in weight was noted it diabetic animals without any treatment . The blood elucose level in 'treated animals were near to that of control ones. Also a significantly increased glucose tolerance was observed in animals orally given the leaf extract prior to the experiment . A significant decrease in liver glycogen ( 1.24 -.07 s!/ 100 g of wet tissue) was observed in diabetic rats which was brought to almost the normal level (I.84- . 14 g; 100 g) with Icaf extract treatment. Blood urea and serum cholesterol increased ( 62.66 - 3.50 and 192.67± 13.64 mg' dl) significantly in alloxxan diabetic rats . The leaf extract treatment decreased the blood urea and serum . cholesterol (37.83 - 3.97 and 99?0±8.43 mg/dl ) to that of control ones . A similar effect was seen with insulin treatment . The results indicate that the active principle in .4. marmelose leaf extract has similar hypoglycaemic activity to insulin treatment.

Hypoglycaemic Effect of Alkaloids Preparation From Leaves of Aegle Marmelose

Alloxan induced diabetic animal model was used to evaluate the antidiabetic effect of alkaloids extracted from the leaves of Aegis marine/ose. The alkaloid extract maintained the weight of animals near to that of control ones - whereas there was a decrease in the body weight of diabetic animals. A significant increase in blood glucose (342. 14 -+- 14.89 mg/dl) was seen in diabetic animals but in alkaloid treated group the blood glucose was lowered (90: 12 +_5.81 mg/dl). There was no decrease in blood urea arid sreum cholesterol in the alkaloid treated group of diabetic animals. The liver glycogen decreased in diabetic animals (1.27+.12 g/100g of wet tissue) and the treatment brought the glycogen level to that of control ones (2.51 +.75 g/100 g of wet tissue). The result show that the alkaloid extract has hypoglycaemic activity.

Haematological Studies on the Freshwater Mussel - Lamellidens Marginalis ( Lamark, 1819 )

School of Environmental Studies, Cochin University of Science and Technology

STUDIES ON HAEMOLYMPH CONSTITUENTS OF PILA VIRENS (LAMARCK) AND THE EFFECTS OF PESTICIDES ON THE ACTIVITY PATTERN OF SELECTED ENZYMES

The present study is an attempt to understand the physiological responses of a freshwater gastropod, in terms of haematological parameters, in normal conditions as well as in various natural and man made altered conditions of the environment.Pila virens, a freshwater prosobranch,commonly found in paddy fields, ponds, and streams of Kerala is selected as the test animal for the present investigation. Various haemolymph constituents such as total carbohydrate, glycogen, total protein, total lipid, urea,ammonia,sodium,potasium, calcium, and chloride which are directly involved in the control and maintenance of different physiological systems, were analysed in the present study. Selected haematological parameters like total haemocyte number, and packed cell volume were also determined. Besides , the activity pattern of selected haemolymph enzymes such as acid phosphatase (ACP), alkaline phosphatase (ALP),Glutamate-oxaloacetate transaminase (GOT), and glutamate-pyruvate transaminase (GPT), all having diagnostic value in terms of internal defence system and metabolism of the organism, were also studied.

STUDIES ON THE BIOLOGY OF THE WEDGE CLAM DONAX INCARNATUS (GMELIN) FROM THE MALIPPURAM BEACH OF KERALA

The present investigations have considerably enhanced the existing knowledge on the biology and distribution/availability pattern of D.incarnatus in the Malippuram region. The species occurs in good concentration during October - March/April, and disappears from the area during late premonsoon and monsoon months. Recolonising the area in September, it grows fast in the subsequent months. The life span of the species is estimated to be about an year. Studies on the reproductive biology of the species have revealed that there are two spawning peaks, the major peak in February - March and minor peak, in December. The salinity regime of the area influences the reproductive activity. These observations form the original contribution in the thesis. The information on variation in water content, protein,glycogen and lipid levels in relation to reproductive cycle has helped to a better understanding of the gametogenic activity and spawning of the species. Similarly, the findings on salinity tolerance and filtration rate have shown that small sized clams exhibit greater tolerance range than larger clams, and grow at a faster rate with active metabolism. It is hoped that these information would considerably add to the present knowledge of the basic facts which are relevant to the improvement and management of the clam fishery of this region.

Toxicological effects of Copper and Mercury on the fish Macrones gulio (Hamilton-Buchanan)

Asha M. R This thesis Entitled Toxicological effects of copper and mercury on the fish macerones gulio (hamiloton – buchanan).Chapter 1. In this chapter, a broad outline of heavy metal uptake, requirement of a suitable bio — monitoring organism, criteria for a standard test fish, and suitability of Macrones gulig for the toxicological study are given. Chapter 2. This chapter deals with the lethal toxicity bioassays to find the 96 hr LC 50 of copper and mercury for the fish Macrones gglig. The experimental results indicated that of the two metals tested, copper was more toxic than mercury.Chapter 3. The effect of copper and mercury on the haemoglobin, haematocrit, erythrocyte count, MCV, MCH and MCHC was studied.Chapter 4. The glycogen and protein contents of liver and muscle after exposure to copper and mercury were studied. There was a significant decrease of glycogen in the liver and muscle of metal treated fishes.Chapter 5. The histopathological changes of the tissues like liver, kidney and gill after exposure to copper and mercury were studied.

Bio-chemical changes associated with processing of shell fishes and flavour constituents of body meat and claw meat'of crab

In this thesis all these aspects are taken into consideration. Extensive studies were conducted on all aspects of processing of crabs, mussels and clams. The species taken for studies are commercially used ones namely Scylla sereta, perna viridis, and villorita cyprinoids. In Chapter 4.1 with regard to crab) the following aspects on their handling and processing are reported seasonal variation of chemical constituents, changes taking place during ice storage, freezing, canning etc. In Chapter 4._2 with regard to mussel, the relation between age (size) and chemical constituents, changes taking place during ice storage, freezing, canning etc. are reported and in Chapter 4.3 the changes taking place in clam muscle during icing and freezing are reported and the ame rebility of ice stored clams for canning purpose is reported.The interference of high concentration of glycogen in mussel and clam muscles during the colour development of ribose (Me-jbaum's method) is observed and remedial step are taken to minimise the interference.

Studies On Some Aspects Of Biology Of Two Estuarine Fishes Megalops Cyprinoides And Scatophagus Argus

Based on the adaption of fishes to their habitat, they are divided into three ecological groups - marine, fresh water and estuarine or brackish water forms. Estuarine fishes inhabit the less saline region of the sea, estuaries and other inland waters. These fishes are more subjected to pollution than fresh water fishes or marine fishes as they encounter pollutants present in the outgoing river water and the incoming sea water during low and high tides respectively. So, the study of the biology of the estuarine fishes has become unavoidable to assess their suitability in aquaculture. The development of both capture and culture fisheries related to any brackish water system is dependent on the availability of scientific‘ data on the various biological factors in respect of the different species. Such a study on fishes will be helpful in formulating suitable schemes for the management of brackish water for capture and culture fisheries. It was therefore felt that a study of the biological and biochemical aspects of two estuarine fishes Megalops cyprinoides Broussonet and Scatophargus Bloch which are not fully exploited in aquaculture programmes, was worth undertaking. The present study is expected to advance our knowledge on the biology of the two fishes which are very desirable for brackish water fish farming

Biochemical and Biotechnological Studies on the Cyanobacterium Synechocystis salina Wislouch

The group cyanobacteria includes a large number of organisms characterised by a low state of cellular organization. Their cells lack a well defined nucleus. Cell division is by division of the protoplast by an ingrowth of the septum. These organisms are characterised generally by a blue green colouration of the cell, the chief pigments being chlorophyll-a, carotenes, xanthophylls, C phycocyanin and C phycoerythrin. The product of photosynthesis is glycogen. These organisms lack flagellate reproductive bodies and there is a total lack of sexual reproduction. They are also unique because of the presence of murein in the place of cellulose (cell wall) and the absence of chloroplast, mitochondria and endoplasmic reticulum. Just like bacteria some of them possess Plasmids and can fix atmospheric nitrogen. In the present study growth kinetics, heavy metal tolerance, tolerance mechanisms, heavy metal intake, and antibacterial activity of §ynechocystics salina Wislouch - a nanoplanktonic, euryhaline, Cyanobacterium present in Cochin back waters has been carried out for the potential biotechnological application of this organism. _§; salina occur as small spherical cells of 3n diameter (sometimes in pairs) with bluish green colour. The species is characterised by jerky movement of the cells and is structrually similar to other cyanobacteria

Studies on the enzyme α-glucan phosphorylase

ac-qlncnn phosphorylsse is en ilportent enzyme in glycoiysis. It is the first used knows to exhibit ellosteric properties and lance its inhibition end ectivetion have significant effect on the rete ot qlycolysis. The thesis deals with 11 detailed study of the structure. inhibition and control or this snlrlls from rabbit uncle and troll e merino eninelo ‘the thesis is divided into two parts. Port 1 deals with studies on rabbit uncle glycogen phospherylese. After e review of the relevant literetnre (Chapter 1) the inhibition and chancel sodiiicetion studies on rabbit ensyle ere discussed in chepters 2 to 5. Chapter 6. gives the methods used for the study

studies on the clam meretrix casta(chemnitz)off cochin barmouth.

It is the object of the present study to contribute so much information as possible on the biology and economy of M.casta on the south west coast of India. It includes investigations on the growth of the species in three dimensions.