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After more than 30 years, The Book of Fructans represents the first and most comprehensive coverage of fructans generated by pioneer glycoscientists from the field. It outlines the fundamentals of all fructan types, their terminology, chemical and structural-functional features, biosynthetic enzymes that make and break them, their presence and possible roles in nature, their evolutionary aspects and their microbial, enzymatic, and plant-based production. Additional sections cover the applications of fructans, specifically, the agro/chemical and biomedical applications, health, pharmaceutical and cosmetic applications, fructans in food and feed, fructan nanotechnology, the immunomodulatory and antiviral effects of fructans and the perspectives for fructans in circular economies and sustainable societies. Intended for scientists, entrepreneurs, academicians and students working in related fields, this book will be a useful resource for all who wish to learn more about these extraordinary carbohydrates. Combines all aspects of fructans in a single volume Covers fundamentals, applications and society Introduces 'Fructans for Life' concepts.

Fructans. --- Fructosans --- Levans --- Polysaccharides

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biochemistry --- fructans --- microbiology --- molecular biology

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Fructans --- Inulin --- Functional foods. --- Physiological effect.

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Le GLP-1 (7-36) amide est une honnone produite par les cellules L entéro-endocrines. Ce peptide possède des propriétés insulino-sécrétagogue et satiétogène intéressantes pour la prévention et le traitement de pathologies métaboliques telles que le diabète de type 2 et l 'obésité. Cependant, sa courte demi-vie et son mode d'administration invasif limitent l 'utilisation du GLP-1 (7-36) amide et de ses analogues. Une substitution intéressante à ce traitement est !'utilisation de nutriments élevant les taux de GLP-1 (7-36) amide circulants via une augmentation de sa production et/ou une réduction de sa dégradation. Les fructanes, fibres alimentaires non digestibles et fennentescibles, sont capables de moduler positivement les désordres du métabolisme glucidique et lipidique ainsi que la prise alimentaire, comme en attestent les études menées au sein du laboratoire. Deux études ont démontré que l'ingestion de fructanes à courte chaîne (oligofructose) induit une augmentation des taux d'ARNm du préproglucagon intestinal, de I'ARNm de la prohonnone convertase intestinale (intervenant dans la synthèse du GLP-1 (7-36) amide), du peptide GLP-1 (7-36) amide intestinal et sérique, ainsi qu'une diminution de l'activité de la dipeptidyl peptidase IV plasmatique responsable de la dégradation de ce peptide, lorsque ces fructanes sont ajoutés dans une diète standard (étude 1) ou riche en lipides (étude 2).L'objectif de ce mémoire s'inscrit dans ce contexte en analysant l'influence de l'administration orale de ces fructanes sur le nombre de cellules L intestinales productrices de GLP-1 (7-36) amide, via une semi-quantification de ces cellules après détection immunohistochimique. L'hypothèse avancée est que l'ingestion d'oligofructose augmente la quantité de ces cellules dans l'intestin et que cet accroissement est responsable de l'augmentation de la production de GLP-1 (7-36) amide observée dans les études précédentes. Des coupes histologiques ont été préparées à partir des échantillons d'intestin prélevés lors du sacrifice des rats des deux études précitées. Ces coupes ont été traitées selon une technique imrnunohistochimique de coloration des cellules contenant du GLP-1 (7-36) amide. Ensuite, le rapport entre le nombre de cellules marquées, productrices de GLP-1 (7-36) amide, présentes dans la muqueuse et la surface de la muqueuse a été déterminé pour chaque coupe. Nous avons réussi à démontrer que, dans la première étude, l'accroissement de la production de GLP-1 (7-36) amide observée principalement dans le colon ascendant suite à l'ingestion d'oligofructose est bien le résultat d'une augmentation du nombre de cellules L productrices de ce peptide, dans ce même segment intestinal. La comparaison des résultats des deux études montre que les lipides sont également capables d'augmenter la quantité de ces cellules tout au long de l'intestin, mais principalement au niveau du caecum. Ce phénomène serait un mécanisme de protection mis en place pour aider à faire face aux conséquences physio-pathologiques néfastes de l'ingestion d'un excès de lipides. Enfin, la seconde étude révèle que l 'oligofructose empêche cette augmentation du nombre de cellules productrices de GLP-1 (7-36) amide, au niveau caecal, induite par l'ingestion d'une diète hyperlipidique sans doute via une diminution de la quantité de lipides ingérés suite à l'effet satiétogène de ce fructane. L'utilisation de l'oligofructose en tant qu'adjuvant nutritionnel au traitement médicamenteux du diabète de type 2 et de l'obésité serait une perspective intéressante de ce travail, à condition, bien sûr, que la modulation de la production du GLP-1 (7-36) amide par ce nutriment soit confinnée chez l'homme. The Glucagon-Like Peptide-1 (7-36) amide is a hormone produced by the enteroendocrine L cells.This peptide promotes insulin secretion and exhibit satietogenic properties, which could be interesting in the prevention and the treatment of metabolic pathologies such as type 2 diabetes and obesity. However, its short half-life and the fact it must be injected intravenously limits the use of GLP-1 (7-36) amide as such. An interesting alternative of this treatment could be the use of nutrients rising the rate of circulating GLP-1 (7-36) amide via an increase of its production and/or a decrease of its degradation. Fructans are non-digestible but fermentable dietary fibers, which are able to positively modulate glucose and lipid metabolism, and food intake in animals, as recently shown in our laboratory. Two studies showed that the addition of short chain fructans (oligofructose) to a standard (first study) or high fat diet (second study) increases the level of intestinal preproglucagon ARNm, intestinal and serum (GLP-1 (7-36) amide, intestinal prohormone convertase ARNm involved in the syntheses of GLP-1 (7-36) amide, and decreases the plasma dipeptidyl peptidase IV activity responsible for the degradation of this peptide. The purpose of this work is to analyses the influence of oral administration of fructans on the number of intestinal L cells producing GLP-1 (7-36) amide, through a semi- quantification of these cells. The hypothesis is that ingestion of oligofructose increases the number of these cells in key parts of the intestine and that this rise is responsible for the increase of the production of GLP-1 (7-36) amide previously observed. Histological sections were prepared from intestinal tissue samples removed from rats treated as previously described (standard or high fat diet used during the two previously cited studies. These sections were treated according to an immunohistochemically technique based on the staining of cells containing GLP-1 (7-36) amide. Next, the ratio between the number of stained cells, producing GLP-1 (7-36) amide, present in the mucous membrane, and the area of this mucous membrane was determined for each section. We succeeded to demonstrate, in the first study, that the rise of the GLP-1 (7-36) amide production, observed mainly in the proximal colon, due to the ingestion of oligofructose, is the result of an increased number of GLP-1 (7-36) amide producing L cells, in this specific intestinal segment. The comparison of the results of the two studies shows that the lipids are also able to rise the amount of the cells, but mainly in the caecum. This phenomenon could be a protective way to face harmful physico-pathological consequences of the ingestion of an excess of lipids. Finally, the second study reveals that oligofructose lowers this increase of GLP-1 (7-36) amide producing cell number induced in the caecum by the ingestion of a high fat diet, probably via a decrease of the amount of lipids ingested following the anorexigenic effect of oligofructose. The use of oligofructose as a nutritional adjuvant for the treatment of type 2 diabetes and obesity could be an interesting perspective of this work, if, of course, the modulation of the GLP-1 (7-36) amide production by this nutrient can be confirmed in human studies.

Fructans --- Glucagon-Like Peptide 1 --- Enteroendocrine Cells

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Current recommendations for the management of diabetes mellitus include an increase in dietary fibres intake. Our previous studies have demonstrate that fructanes-dietary fibres which are largely fermented in the ceco-colon significantly reduces daily food ingestion when added at the concentration of 10% in the diet of diabetic Wistar rats. The aim of our study was to investigate the putative implication of intestinal synthesis of anorexigenic Glucagon-like Peptide-1 [GLP-1 (7-36)amide] and Peptide tyrosine-tyrosine [PYY(1-36) amide] in the management of glucose homeostasis and satiety following fructanes feeding, by studying their expression in the different parts of the large intestine in rats.
After Three weeks of treatment with either a standard diet (CT) or the same diet enriched with 10% fructo-oligosaccharide (oligofructose, synergy 1® or insulin), male Wistar rats were fasted for 8 hours, before sample collection under anaesthesia. GLP-1 (7-36)amide content in portal vein serum was higher in fructanes groups than in CT rats. Both GLP-1(7-36)amide content and proglucagon mRNA concentration significantly raise in the colonic mucosa of fructanes fed animals versus controls. The same results were also obtained with the mRNA pre-proPYY.
The cheering results of this year are extremely favourable to comfort the major potential role play by the fructans in the therapy of obesity and diabetes type II.
We think that it should be interesting to investigate further the molecular mechanism involved in the modulation of peptides expression and secretion by the intestinal tissue following fructans feeding, and namely to check of the importance of fermentation such effects. Moreover, the interest of such nutrients in the modulation of GLP-1(7-36)amide or PYY (1-36) amide secretion in humans is also an important perspective in the management of diabetes and obesity Les recommandations nutritionnelles concernant le diabète suggèrent un apport quotidien en fibres alimentaires supérieur à 30 grammes. De plus, des études préalablement réalisées au laboratoire PMNT ont démontré que les fructo-oligosaccharides (FOS), des glucides non-digestibles largement fermentés dans le caeco-côlon, augmentaient l’insuline et réduisaient significativement la glycémie et le prise alimentaire lorsqu’ils étaient ajoutés à raison de 10 % dans la diète de rats Wistar rendus diabétiques par administration de streptozotocine. L’objectif de ce mémoire s’inscrit dans ce contexte en investiguant le processus de modulation de la synthèse de peptides intestinaux tels que le GLP (7-36)amide et le PYY (1-36)amide, exercé par l’administration orale de plusieurs types de fructanes différant entre eux par leur degré de polymérisation. L’hypothèse avancée est que l’administration de FOS favorise la production de ces peptides dont la vocation est de réguler l’appétit et/ou l’action insulino-sécrétagogue.
Après trois semaines de traitement avec une nourriture standard (CT) ou la même nourriture contenant 10 % de fructanes (oligofructose, synergy 1® et insuline), les rats mâles Wistar ont été sacrifiés en période post-absorptive, et des échantillons biologiques intestinaux et sanguins ont été collectés en vue des différentes mesures.
Nous avons réussi à démontrer, au cours de nos deux études, que les trois types de fructanes, censés être fermentés à des degrés divers au niveau de caeco-côlon stimulaient significativement la synthèse de l’ARNm du pré-proglucagon au niveau du tissu caecal. Seul, l’oligofructose exerce une stimulation du gène du pré-proglucagon et du pré-proPYY au niveau du côlon transverse. Cela lui confère un statut de chois parmi l’ensemble des fructanes. En outre, l’augmentation de la teneur en ARNm du pré-proglucagon a pu être corrélée, aussi bien dans le tissu intestinal que dans la veine porte, à l’augmentation de la teneur en peptide actif, le GLP-1 (7-36)amide. Nous suggérons donc, grâce à nos expériences, que l’ajout de 10 % de fructanes dans la nourriture permet la synthèse et la sécrétion de GLP-1 (7-36)amide.
Les résultats encourageants obtenus au cours de cette année confortent le rôle majeur assujetti aux fibres alimentaires fermentescibles de types fructanes : leur utilisation potentielle en tant qu’adjuvant dans la thérapie du diabète de type II et de l’obésité grâce à leur action modulatrice sur le GLP-1 (7-36)amide et le PYY. Restent à élucider le mécanisme moléculaire de régulation de l’expression du gène de pré-proglucagon par les fructanes, et d’analyser la potentiel de tels nutriments à moduler la production à ces peptides chez l’homme

Peptide YY --- Dietary Fiber --- Fructans --- Glucagon