Étude de l'impact à court et à long terme de la dénutrition périnatale sur le métabolisme du tryptophane (Trp)

Study of the impact in the short and long term of perinatal undernutrition on the brain metabolism of tryptophan (Trp)

• Auteur / Autrice : Paula Honório de Melo Martimiano
• Direction : Francisco Bolaños-Jimenez, Raul Manhaes de Castro
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biochimie. Biologie cellulaire et moléculaire, physiologie et nutrition
• Date : Soutenance en 2016
• Etablissement(s) : Nantes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Biologie-Santé Nantes-Angers (2008-2021)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Physiopathologie des Adaptations Nutritionnelles (Nantes)
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Nantes Université. Pôle SantéUFR Médecine et Techniques Médicales (Nantes) - Université Bretagne Loire (2016-2019)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Khadija Ouguerram, John Fontenele Araujo
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Jean-Louis Guéant, Luciano Pirola

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cynurénine

Système nerveux central

Schizophrénie

Dépressifs

Foetus -- Croissance

Sérotonine

Tryptophane

Période périnatale

Dénutrition

Résumé

La dénutrition périnatale entraîne des déficits cognitifs et prédispose le nouveau-né au développement de maladies psychiatriques à l'âge adulte dont la dépression et la schizophrénie. Afin de déterminer la relation cause-effet entre le manque de nutriments pendant les premières étapes du développent et cette susceptibilité pathologique, dans ce travail de thèse nous avons analysé l'impact à court et à long terme de la dénutrition périnatale sur le métabolisme du tryptophane (Trp) cérébral. Le Trp est un acide aminé essentiel qui est métabolisé en sérotonine (5-HT) et, via la voie de la kynurénine (KYN), en de nombreux autres composés neuro-actifs dont l'acide kynurénique (KA) et l'acide xanthurénique (Xa). L'analyse quantitative par spectrométrie de masse des voies métaboliques du Trp, a montré que la restriction en apports protéiques chez la mère entraine une diminution importante de la concentration de Trp, de 5-HT et des métabolites du Trp issus de la KYN dans les cerveaux des embryons. En revanche, les rats adultes nés et allaités par des mères dénutries, présentent une augmentation de la concentration cérébrale de Trp, de 5-HT, de KYN et de Xa. Compte tenu de l'implication de ces divers métabolites dans la physiopathologie de la dépression et la schizophrénie, ces résultats suggèrent que les troubles mentaux associées à la dénutrition périnatale pourraient résulter, au moins en partie, des altérations du métabolisme cérébral du Trp.

Perinatal undernutrition induces long-lasting cognitive deficits and predisposes the newborn to the development of psychiatric diseases in adulthood including depression and schizophrenia. To determine the cause-effect relationship between the lack of nutrients during the early stages of development and this disease susceptibility, here we analyzed the short and long-term impact of perinatal undernutrition on brain tryptophan (Trp) metabolism. Tryptophan is an essential amino acid which is metabolized to serotonin (5-HT) and, through the kynurenine (KYN) pathway, in many other neuro-active compounds including kynurenic acid (KA) and Xanthurenic acid (Xa). Quantitative analysis by mass spectrometry of the metabolic pathways of Trp, shown that maternal protein-restriction results in a significant decrease in the concentration of Trp, 5-HT and of all Trp metabolites issued from the KYN pathway in the embryonic brain. In contrast, adult rats born to and breast-fed by protein-restricted dams, exhibit increased brain concentration of Trp, 5-HT, KYN and Xa. Given the involvement of these metabolites in the pathophysiology of depression and schizophrenia, these results suggest that the mental disorders associated with perinatal malnutrition might be due, at least in part, to the impaired metabolism of Trp in the brain.