The impact of a high sucrose diet on sarcopenia in aging rats. Metabolic consequences on liver and brain. Preventive effects of a micronutrients supplementation. Impact d’un régime riche en saccharose sur la sarcopénie chez le rat âgé – Conséquences métaboliques au niveau hépatique et cérébral – Effets préventifs d’un mélange de micronutriments

Archive ouverte

Gatineau, Eva, E.

Edité par CCSD -

With aging, several alterations occur, including a loss of muscle mass and function, called sarcopenia. Many factors are responsible for the development of sarcopenia, but some factors as inflammation, oxidative stress and insulin resistance, which have many deleterious effects during aging, can reduce meal-induced stimulation of muscle protein synthesis which was shown to partly explain age-related muscle mass loss. Those factors can be induced by a diet rich in added sugar, characteristic of current dietary habits. Although this kind of diet could accelerate aging features, little is known about combined effect of aging and high sugar diet, particularly on sarcopenia. Thus, the purpose of this work was to determine whether high chronic intake of added sugars could accelerate sarcopenia. We also interested in the combined effect of added sugars and aging on other exposed tissues: liver and brain. Finally, we assessed the preventive effects of a micronutrient supplementation both in vivo and in vitro. In order to do that, for 5 months, 16 month old rats were starch fed or sucrose fed (62% sucrose), with or without micronutrients supplementation (rutin, vitamin A, vitamin E, vitamin D, selenium and zinc). Additionally, an adult control group of 8 month old rats was included. Besides, anti-inflammatory effects of micronutrients were tested in vitro. We showed that high sucrose diet accelerated age-related muscle mass loss by impairing postprandial protein synthesis, likely through decreased insulin sensitivity since inflammation and oxidative stress were only slightly affected by high sucrose diet. This diet also resulted in fat mass gain and increased plasma and liver triglycerides, by modulating the activity of enzymes involved in liver lipid metabolism. In the brain, high sucrose consumption led to decreased protein concentration independently of protein synthesis alteration. Micronutrients supplementation only partially reversed high sucrose diet effects: it did not act on lean body mass but prevented fat mass gain, by inhibiting hepatic lipogenesis. It also restored brain protein synthesis, which was reduced by aging. In vitro, it reduced experimentally induced inflammation. Thus, this work showed that a high sucrose diet accelerates sarcopenia in old rats but also induces liver and brain alterations. Prevention by micronutrients remained limited. . Au cours du vieillissement l’organisme subit de nombreuses altérations, dont une perte de masse et de fonction musculaire appelée sarcopénie. Ses causes sont multifactorielles, et certains facteurs tels que le stress oxydant, l’inflammation et la résistance à l’insuline peuvent induire une altération de la stimulation de la synthèse protéique musculaire postprandiale, qui participe à cette perte de masse musculaire liée à l’âge. Or, ces dérégulations peuvent être induites par une alimentation trop riche en sucres ajoutés, caractéristique des habitudes alimentaires actuelles et qui pourrait donc accélérer le vieillissement. Pourtant, à ce jour peu d'études ont analysé les effets combinés du vieillissement et du sucre, et à notre connaissance, aucune ne s’est intéressée à ces effets sur la sarcopénie. Ainsi, notre objectif au cours de cette thèse a été de déterminer si un régime riche en sucres ajoutés était capable d'accélérer la sarcopénie. Il était également intéressant d'étudier les effets combinés du vieillissement et d'un régime riche en sucre sur d'autres tissus qui semblent particulièrement exposés, le foie, et le cerveau. Enfin, nous avons également voulu analyser les effets préventifs d'un mélange de micronutriments, à la fois in vivo et in vitro. Pour cela, des rats Wistar âgés de 16 mois ont été nourris durant 5 mois avec un régime composé à 62% de saccharose, supplémenté ou non en rutine, vitamine A, vitamine E, vitamine D, zinc, et sélénium, et comparés à des rats âgés nourris avec un régime contrôle, supplémenté ou non avec les mêmes micronutriments. Nous avons également inclu un groupe de témoins adultes (8 mois), nourris avec un régime contrôle. En outre, nous avons testé le potentiel anti-inflammatoire des micronutriments cités, in vitro sur culture de cellules musculaires C2C12. Nous avons pu constater que le régime riche en saccharose a accéléré la perte de masse musculaire liée à l’âge en altérant la synthèse protéique musculaire post prandiale, vraisemblablement via l’insulino-résistance induite. En effet, le régime riche en saccharose a eu peu d'effets sur le stress oxydant et l'inflammation, alors qu'il a significativement altéré la sensibilité à l'insuline. Il a également entraîné un gain de masse grasse et une augmentation marquée des triglycérides hépatiques et plasmatiques, qui pourraient en partie s’expliquer par une modification de l’activité des enzymes du métabolisme lipidique dans le foie. Au niveau cérébral, la surconsommation de fructose a entraîné une diminution de la concentration protéique qui ne semble pas due à un défaut de synthèse protéique (en revanche, l’âge a, lui, engendré une diminution du taux de synthèse protéique). La supplémentation en micronutriments a eu peu d'effets sur le stress oxydant et l'inflammation in vivo, bien qu’elle ait permis d’inhiber la production de monoxyde d’azote induite in vitro. Elle n’a pas eu d’effet sur la masse maigre mais a permis de limiter la prise de masse grasse, notamment en inhibant l’activité de la fatty acid synthase (FAS) hépatique. Elle a également restauré la synthèse protéique diminuée au cours du vieillissement dans le cerveau. Ainsi, cette thèse a permis de montrer qu’un régime riche en sucres ajoutés accélère la sarcopénie chez le rat âgé mais entraîne également des altérations au niveau hépatique et cérébral. La prévention par les micronutriments testés reste malgré tout limitée, et la meilleure prévention serait donc certainement de limiter la consommation de sucres ajoutés

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