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【J. Adv. Res. 】 Le système TOW-INT de surveillance du métabolisme énergétique des animaux permet de comprendre le mécanisme des oligosaccharides d'alginate

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La recherche de l'UCA révèle que les AM préviennent l'obésité en stimulant la dépense énergétique de la graisse brune, et non la MG. Les systèmes métaboliques Tow-Int ont validé ces résultats.

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Résumé

Le 1er septembre 2025 - Le professeur Jiang Zhengqiang (National Science Fund for Distinguished Young Scholars, auteur correspondant) et le professeur Yang Shaoqing (National Science Fund for Excellent Young Scholars, auteur correspondant) du College of Food Science and Nutritional Engineering de la China Agricultural University ont publié un article de recherche intitulé "Alginate oligosaccharides prevent and treat obesity by promoting brown fat thermogenesis rather than regulating gut microbiota" dans la revue de renommée internationale Journal of Advanced Research (Top, Q1, IF2024=13).

Cette étude a systématiquement révélé un nouveau mécanisme par lequel les oligosaccharides d'alginate (AOS) préviennent et traitent efficacement l'obésité - en favorisant la thermogenèse du tissu adipeux brun et en améliorant le métabolisme énergétique, plutôt qu'en s'appuyant sur la régulation du microbiote intestinal. Dans le cadre de cette recherche, le système de surveillance du métabolisme énergétique des animaux de TOW-INT a fourni des données cruciales pour la mesure précise des paramètres du métabolisme énergétique, servant d'instrument expérimental de base.

Contexte de la recherche

L'obésité est devenue un problème mondial de santé publique, étroitement associée à des maladies métaboliques telles que le diabète de type 2, la stéatose hépatique non alcoolique et les maladies cardiovasculaires. Si les médicaments anti-obésité couramment utilisés, comme l'orlistat et le liraglutide, présentent une certaine efficacité, ils sont confrontés à des problèmes tels que des effets secondaires importants et une reprise de poids après l'arrêt du traitement. C'est pourquoi la recherche d'ingrédients actifs naturels sûrs et efficaces est devenue une priorité.

En tant qu'oligosaccharides fonctionnels d'origine naturelle, les oligosaccharides d'alginate possèdent diverses activités physiologiques telles que des effets antioxydants, anti-inflammatoires et immunomodulateurs. Toutefois, leur mécanisme spécifique de prévention et de traitement de l'obésité n'a pas été élucidé. Cette étude est la première à élucider systématiquement, par des approches multi-modèles et multi-omiques, une nouvelle voie par laquelle les AOS combattent l'obésité en activant la graisse brune et en améliorant le métabolisme énergétique, indépendamment du microbiote intestinal.

Conception de la recherche et principaux résultats

1. Les AOS préviennent et traitent l'obésité de manière significative, avec une efficacité comparable à celle de l'orlistat
En utilisant un modèle de prévention de l'obésité de 12 semaines et un modèle de traitement de 8 semaines, l'étude a montré que 1000 mg/kg d'AOS inhibaient de manière significative la prise de poids, l'accumulation de graisse et la stéatose hépatique induites par un régime riche en graisses, avec des effets comparables à ceux de l'orlistat, le médicament de contrôle positif. Notamment, les AOS n'ont pas réduit la prise alimentaire, mais ont même augmenté l'apport énergétique dans une certaine mesure, ce qui suggère que leur mécanisme d'action pourrait être lié à l'augmentation de la dépense énergétique.

2. L'intervention antibiotique n'a pas diminué les effets des AOS, ce qui suggère un mécanisme indépendant du microbiote intestinal
Pour vérifier si les AOS agissent en modulant le microbiote intestinal, l'équipe de recherche a utilisé des antibiotiques à large spectre pour épuiser le microbiote intestinal. Les résultats ont montré que même lorsque le microbiote intestinal était éliminé, les AOS amélioraient encore efficacement l'obésité et les indicateurs métaboliques connexes, ce qui indique que leur mécanisme d'action est indépendant du microbiote intestinal.

3. Les AOS améliorent le métabolisme énergétique et activent la thermogenèse de la graisse brune
Après avoir surveillé les souris expérimentales à l'aide du système de surveillance du métabolisme énergétique animal de TOW-INT, les chercheurs ont constaté que le groupe traité par les AOS présentait une augmentation significative de la consommation d'oxygène (VO₂), de la production de dioxyde de carbone (VCO₂) et de la dépense énergétique (EE), ainsi qu'une diminution du rapport d'échange respiratoire (RER), ce qui indique que le corps utilisait davantage de graisses comme source d'énergie. D'autres études ont révélé que les AOS augmentaient de manière significative l'expression de gènes et de protéines thermogéniques clés tels que UCP1, PGC1α et PRDM16 dans le tissu adipeux brun, favorisant la biogenèse et la fonction mitochondriales, améliorant ainsi la capacité thermogénique.

4. Les AOS améliorent l'inflammation systémique et le stress oxydatif
Pour clarifier la fonction du CTSS dérivé du LEC, l'étude a construit un modèle de souris knock-out conditionnel Prox1-creER² ; Ctssflox/flox. Après induction par le tamoxifène, l'inactivation de Ctss spécifique aux LEC a significativement retardé le taux de dégradation des érythrocytes extravasés dans les CLN et a efficacement amélioré les déficits neurologiques et la neuroinflammation induits par l'HSA. De même, l'administration systémique de la petite molécule LY3000328, inhibiteur de CTSS, a également produit des effets neuroprotecteurs cohérents.

5. L'injection intrapéritonéale d'AOS est également efficace, ce qui suggère une action systémique
L'étude a également révélé que même l'injection intrapéritonéale d'une faible dose d'AM (200 mg/kg) améliorait de manière significative les troubles métaboliques chez les souris obèses, ce qui confirme que les AM pourraient agir directement sur les tissus métaboliques par l'intermédiaire du système circulatoire, plutôt que par le seul biais d'effets intestinaux locaux.

Le système TOW-INT de surveillance du métabolisme énergétique animal : L'étalon-or de la recherche sur le métabolisme énergétique

Dans cette étude, le système de surveillance du métabolisme énergétique animal de TOW-INT a entrepris la tâche critique de mesurer les paramètres du métabolisme énergétique, fournissant des données directes, fiables et de haute précision pour étayer la conclusion selon laquelle les AOS augmentent la dépense énergétique et favorisent l'oxydation des graisses. Grâce à ce système, les chercheurs ont surveillé en continu des paramètres tels que VO₂, VCO₂, RER et EE chez les souris, clarifiant ainsi le mécanisme par lequel les AOS combattent l'obésité en améliorant la thermogenèse de la graisse brune et le métabolisme énergétique de l'ensemble du corps.

Les avantages du système sont les suivants :

Analyse des gaz de haute précision : Surveillance en temps réel des concentrations d'O₂ et de CO₂ pour un calcul précis de la dépense énergétique et de l'utilisation des substrats.

Fonctionnement sans surveillance à long terme : Permet la surveillance simultanée de plusieurs cages, s'adaptant ainsi aux besoins des expériences métaboliques à long terme.

Visualisation complète des données : Le logiciel professionnel permet l'affichage en temps réel des courbes métaboliques et l'analyse multidimensionnelle.

Compatibilité avec divers modèles animaux : Convient aux souris, aux rats, aux organismes aquatiques, aux insectes, aux lapins, aux chiens, aux porcs, aux bovins, aux moutons, aux chevaux, aux singes et même aux humains, largement utilisés dans la recherche sur l'obésité, le diabète, le métabolisme énergétique, etc.

Implications pour la recherche et perspectives d'application des équipements

Cette étude fournit non seulement une base scientifique solide pour le développement d'oligosaccharides d'alginate en tant qu'ingrédients naturels anti-obésité, mais offre également de nouvelles perspectives pour la recherche sur le métabolisme énergétique. Le système de surveillance du métabolisme énergétique animal de TOW-INT, outil essentiel de la recherche sur le métabolisme énergétique, a joué un rôle clé dans de nombreuses études métaboliques de pointe, aidant les chercheurs à découvrir les mécanismes profonds de l'équilibre énergétique.

À l'avenir, avec le développement approfondi de la nutrition de précision et de la recherche sur la santé métabolique, le système de surveillance du métabolisme énergétique jouera un rôle encore plus important dans les domaines suivants :

Évaluation des aliments fonctionnels : Évaluation des effets sur le métabolisme énergétique de composants tels que les oligosaccharides, les fibres alimentaires et les polyphénols.

Développement de médicaments : Évaluation de l'impact des médicaments amaigrissants, hypoglycémiants, etc. sur la dépense énergétique.

Recherche métabolique environnementale et comportementale : Étude de la régulation du métabolisme énergétique par des facteurs tels que la température, l'exercice et la lumière.

Phénotypage métabolique de modèles génétiquement modifiés : Analyse des caractéristiques du métabolisme énergétique dans des modèles tels que l'UCP1 ou le PGC1α knock-out.

Système de surveillance du métabolisme énergétique animal TOW-INT - Fournir des données visibles pour la recherche sur le métabolisme énergétique.

【Reference】

[1] Xu Y, Jiang J, Li T, et al. Les oligosaccharides d'alginate préviennent et traitent l'obésité en favorisant la thermogenèse de la graisse brune plutôt qu'en régulant le microbiote intestinal[J]. Journal of Advanced Research, 2025.