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• W3008533444 abstract "RESUME: L'espece humaine a des capacites tres limitees de synthetiser les acides gras polyinsatures a longue chaine comme les omega-3 (n-3). Alors que ces acides gras sont une composante essentielle des membranes cellulaires et que leurs bienfaits sur la sante des etres humains sont indeniables. Il devient alors primordial de s'approvisionner en n-3 a travers notre alimentation et la source principale de ces derniers sont les poissons gras. Les stocks de poisson sauvages ayant atteint leur limite d'exploitation l'aquaculture a pris de plus en plus de place et represente aujourd'hui 50% de la production. L'industrie essaye d'augmenter davantage la quantite d'omega-3 dans les poissons afin d'ameliorer leur qualite nutritionnelle pour l'humain. Cependant, du a leur structure les n-3 sont extremement sensibles aux processus de peroxydation, un processus enclenche par les especes reactives de l'oxygene. Vu le contenu eleve en omega-3 dans la chair des poissons, ils hautement susceptible au stress oxydatif cause par les especes reactives de l'oxygene qui peut induire des dommages au niveau des lipides membranaires, des proteines et de l'ADN affectant negativement la sante des poissons. Dans ce contexte, le but de cette these est de dresser une image complete de la sante des poissons en aquaculture et de l'effet du stress oxydatif sur deux marqueurs de la sante : la croissance et la resistance au stress thermique. Cela en partant de l'organisme entier, en passant par le cœur pour finir au niveau de la mitochondrie.Elle tente notamment de combler les lacunes beantes dans la comprehension des consequences du contenu eleve en LC-PUFA des poissons en aquaculture au niveau de la biochimie mitochondriale, de la gestion du stress oxydatif et de l'homeostasie des poissons. Le modele animal, l'omble chevalier (Salvelinus alpinus), l'omble de fontaine (S. fontinalis) et leurs hybrides ont ete choisis en raison de leurs importances au niveau de l'industrie aquacole du Quebec. Le premier objectif etait d'evaluer l'impact d'un regime riche en n-3 sur les performances de croissance, le profil d'acides gras de la chair, certains marqueurs du stress oxydatif et l'activite antioxydante dans les quatre groupes de salmonides. Un aliment riche en omgega-3 induisait une perte au niveau des performances de croissance chez les quatre groupes. Ceci etait accompagne d'une augmentation des dommages oxydatifs. La croissance semblait donc etre un indicateur de la perte d'homeostasie correlee aux marqueurs du stress oxydatif, soulignant ainsi la validite de ces marqueurs comme etant representatif de la sante des animaux. De plus les defenses antioxydantes endogenes semblaient avoir atteint leur limite de protection contre le stress oxydatif induite par les omega-3, et ce meme dans le traitement avec un aliment avec un taux de n-3 proches des aliments commerciales.Le deuxieme objectif etait de determiner s'il existe une correlation entre la resistance au stress (une augmentation de la temperature), la teneur en acides gras du cœur et les taux de production de DRO dans nos quatre groupes de salmonides. Nous avons demontre qu'il ne semble pas exister un lien direct avec la production de DRO a temperature eleve et la resistance a la temperature individuelle. Ici nous avons choisi de travailler sur des fibres cardiaques permeabilisees qui gardent intact l'environnement naturel de la mitochondrie. Il semblerait alors que, une production de DRO accrue induite par la temperature a ete efficacement geree par l'appareil cellulaire cardiaque. Vu que nous n'avons pas quantifie les dommages oxydatifs a ce stade-ci, il reste que c'est impossible de conclure sur une absence de correlation entre stress oxydatif et resistance a la temperature. Par ailleurs nous avons pu determiner un lien entre la resistance a la temperature et l'indice de peroxydation cardiaque, un indicateur de la susceptibilite au stress oxydatif. Ce dernier est nettement plus eleve pour les especes et individus tolerant moins bien une augmentation rapide de la temperature. La susceptibilite au stress oxydatif induit par une plus grande quantite de n-3 semble alors etroitement liee a la gestion de l'homeostasie fonctionnelle du cœur pendant un stress.Le dernier objectif etait de determiner l'effet d'une augmentation aigue de la temperature sur des mitochondries cardiaques isolees de l'omble chevalier. Le cœur a ete choisi comme organe du a son role primordial dans l'adaptation des poissons a la temperature. Nous avons demontre qu'a des temperatures pres de la limite maximale de cette espece l'integrite mitochondriale se deteriorait et la production d'especes reactives de l'oxygene augmentait significativement. La resistance a la temperature semble alors liee a la generation de DRO au niveau cardiaque. Le stress oxydatif serait donc etre un parametre qui augmente a temperatures elevees et deteriorait le fonctionnement mitochondrial ainsi limitant la resistance au stress thermique de cette espece. Neanmoins, une approche in vitro comme les mitochondries isolees est loin des conditions physiologiques reelles. Nous n'avons donc pas pu conclure definitivement si cette augmentation des especes reactives de l'oxygene causait effectivement des dommages au niveau cardiaque. -- Mot(s) cle(s) en francais : CTmax, mitochondrie, stress oxydatif, DRO, homeostasie, omega-3. -- ABSTRACT: The human species possesses a very limited ability to synthesize long-chain polyunsaturated fatty acids such as omega-3 (n-3). These fatty acids are an essential component of cell membranes and their health benefits to human beings are undeniable. Humans rely mostly on their diet to get a sufficient n-3 supply and the main source of n-3 are fatty fish. Global fish populations have reached their limit of exploitation and aquaculture has become more and more important and now accounts for 50% of worldwide fish supply. The industry is currently trying to further increase the amount of omega-3 in fish to improve their nutritional quality for humans. However, due to their structure n-3s are extremely sensitive to peroxidation processes, a process triggered by reactive oxygen species. Due to the high omega-3 content in fish flesh, they are highly susceptible to oxidative stress caused by reactive oxygen species that can induce damage to membrane lipids, protein, and DNA that may negatively affect the fish health. In this context, the aim of this thesis is to provide a complete picture of fish health in aquaculture and the effect of oxidative stress on two biomarkers of an organism's health: growth and resistance to heat stress. In particular, it attempts to fill gaps in the understanding of the consequences of the high LC-PUFA content of fish in aquaculture at the level of mitochondrial biochemistry and oxidative stress management. The animal model, Arctic char (Salvelinus alpinus), brook trout (S. fontinalis) and their hybrids were chosen because of their importance in the Quebec aquaculture industry.The first objective was to evaluate the impact of an n-3 rich diet on growth performance, fatty acid profiles, oxidative stress markers and antioxidant activity in the four groups of salmonids. Omega-3 rich feed induced a loss in growth performance in all four groups. This was accompanied by an increase in oxidative damage. Growth thus seemed to be an indicator of the loss of homeostasis correlated with markers of oxidative stress, thus highlighting the validity of these markers in animal health. In addition, the endogenous antioxidant defenses appeared to have reached their limit of protection against omega-3-induced oxidative stress. The second objective was to determine whether there is a correlation between stress resistance (an increase in temperature), heart fatty acid content, and ROS production rates in salmonids. At this stage we failed to demonstrate a direct link between ROS production and individual temperature resistance. In this paper we chose to work on permeabilized cardiac fibers which are known to keep the natural environment of mitochondria intact. It appears that increased temperature induced ROS production was efficiently managed by the cardiac cellular apparatus.Since we have not quantified oxidative damage at this stage, it is impossible to conclude with certainty on an absence of the correlation between oxidative stress and temperature resistance. Moreover, we have been able to establish a link between temperature resistance and cardiac peroxidation index, an indicator of susceptibility to oxidative stress. The latter is significantly higher for species and individuals less resistant to a rapid temperature increase. The susceptibility to oxidative stress induced by a greater quantity of n-3 seems then closely related to the management of the functional homeostasis of the heart during stress. The final objective was to determine the effect of an acute increase in temperature on cardiac mitochondria isolated from Arctic char. The heart was chosen as an organ due to its primary role in the adaptation of fish to temperature. We have shown that at temperatures close to the maximum of this species mitochondrial integrity deteriorated and the production of reactive oxygen species increased significantly. The temperature resistance seems to be related to the generation of ROS at the cardiac level. Oxidative stress would therefore be a parameter that increases at high temperatures and deteriorates the mitochondrial function thus limiting stress resistance. -- Mot(s) cle(s) en anglais : CTmax, mitochondria, oxidative stress, ROS, health, omega-3." @default.
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