Effets métaboliques et physiologiques de l'exposition aiguë à la lumière artificielle pendant la nuit

Metabolic and physiologic effects of acute exposure to artificial light at night

• Auteur / Autrice : Anayanci Masís Vargas
• Direction : Jorge Mendoza, Andries Kalsbeek
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Neurosciences
• Date : Soutenance le 04/02/2021
• Etablissement(s) : Strasbourg en cotutelle avec Universiteit van Amsterdam
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des Sciences de la vie et de la santé (Strasbourg ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut des neurosciences cellulaires et intégratives (Strasbourg)
• Jury : Président / Présidente : Valérie Simonneaux
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Susanne La Fleur, Marie-Paule Felder-Schmittbuhl, Chun-Xia Yi
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Johanna H. Meijer, Roelof Hut

Mots clés

Mots clés contrôlés

Comportement alimentaire

Effets de la lumière

Troubles du métabolisme

Modèles animaux

Effets physiologiques

Éclairage artificiel

Mots clés libres

Lumière artificielle pendant la nuit

Circadien

Obésité

Diabète de type 2

Artificial light at night

Circadian

Obesity

Type 2 diabetes

Résumé

Cette thèse a étudié les effets métaboliques et physiologiques de l’exposition aiguë à la lumière artificielle la nuit (ALAN) chez les rongeurs nocturnes et diurnes. La lumière blanche et bleue a provoqué une intolérance au glucose et a affecté la prise alimentaire d’une manière dépendante du sexe et de la longueur d’onde chez Arvicanthis. Chez le rat, nous avons observé les effets de la lumière sur l’activité locomotrice (LA), la dépense énergétique (EE), le rapport d’échange respiratoire (RER), l’apport alimentaire et l’expression hépatique des gènes de l’horloge et du métabolisme en fonction du temps et de la longueur d’onde. Chez la souris, la lumière blanche et bleue a diminué la LA, avec un régime riche en graisses et en saccharose, une amélioration de la tolérance au glucose a été observée après une exposition à la lumière. Les animaux nourris au HFHS exposés à la lumière bleue ont augmenté leur apport en graisses. Les deux longueurs d’onde ont augmenté la consommation de nourriture lorsque nous avons utilisé des souris mutantes de mélanopsine. Les souris exposées à l’ALAN ont montré une altération des taux d’EE, de RER et de glucose plasmatique en fonction du temps. Nous avons montré qu’une horloge moléculaire intacte est nécessaire pour observer les perturbations métaboliques causées par ALAN à l’aide de souris BMAL1 - / -. Ces effets dépendaient de la longueur d’onde, ce qui indique que les ipRGC, les cônes et les bâtonnets peuvent faire partie des voies impliquées. Nous avons fourni des preuves supplémentaires sur la nécessité de faire preuve de prudence lors d’une exposition à l’ALAN, afin d’éviter des conséquences métaboliques néfastes.

This thesis investigated the metabolic and physiologic effects of acute exposure to artificial light at night (ALAN) in nocturnal and diurnal rodents. White and blue light caused glucose intolerance and affected food intake in a sex- and wavelength-dependent manner in Arvicanthis. In rats, we observed effects of light in locomotor activity (LA), energy expenditure (EE), respiratory exchange ratio (RER), food intake, and hepatic expression of clock and metabolic genes in a time- and wavelength-dependent fashion. In mice, white and blue light decreased LA; when fed a free-choice high fat high-sucrose diet an improved glucose tolerance was observed after light exposure. HFHS-fed animals exposed to blue light increased fat intake. Both wavelengths increased chow food intake when we used melanopsin mutant mice. Mice exposed to ALAN showed an altered EE, RER, and plasma glucose levels in a time-dependent manner. We showed that an intact molecular clock is necessary to observe metabolic disturbances caused by ALAN using BMAL1 -/- mice. These effects were dependent on the wavelength, indicating that ipRGCs, cones, and rods may be part of the pathways involved. We provided further evidence on the need for caution when being exposed to ALAN, to prevent detrimental metabolic consequences.