Obesity is a global public health issue linked to various comorbidities in both humans and animals. This study investigated the effects of vitamin D (VD) and omega-3 fatty acids (ω3FA) on obesity, gut dysbiosis, and metabolic alterations in Wistar rats. After 13 weeks on a standard (S) or High-Fat, High-Sugar (HFHS) diet, the rats received VD, ω3FA, a combination (VD/ω3), or a control (C) for another 13 weeks. The HFHS diet led to increased weight gain, abdominal circumference, glucose intolerance, insulin resistance, and gut dysbiosis. VD supplementation improved their fasting blood glucose and reduced liver damage, while ω3FA slowed BMI progression, reduced abdominal fat, liver damage, and intestinal permeability, and modulated the gut microbiota. The combination of VD/ω3 prevented weight gain, decreased abdominal circumference, improved glucose tolerance, and reduced triglycerides. This study demonstrates that VD and ω3FA, alone or combined, offer significant benefits in preventing obesity, gut dysbiosis, and metabolic alterations, with the VD/ω3 combination showing the most promise. Further research is needed to explore the mechanisms behind these effects and their long-term potential in both animal and human obesity management.

Cette thèse explore l’impact de la vitamine D (VD) et des acides gras oméga-3 (ω3) en prévention tertiaire sur l’obésité induite par un régime riche en graisses et en sucres (HFHS) et ses altérations métaboliques et fonctionnelles. L’étude a révélé que le régime HFHS induit une obésité modérée, caractérisée par une augmentation du poids, des indices corporels et du volume des adipocytes, accompagnée de désordres métaboliques incluant une altération du métabolisme glucidique, une dyslipidémie, une surproduction d’adipokines pro inflammatoires, ainsi que des altérations fonctionnelles telles que la dysbiose intestinale, la dysfonction endothéliale, la stéatohépatite et une altération de la démarche. Les résultats montrent que la supplémentation en VD réduit la glycémie à jeun, limite l’adiposité, diminue la sécrétion de leptine, et atténue les dommages hépatiques et vasculaires. En parallèle, les ω3 diminuent la circonférence abdominale, réduisent l’intolérance au glucose, réduisent la dysfonction endothéliale et la stéatose hépatique, réduisent la perméabilité intestinale, normalisent la composition du microbiote, et rétablissent une démarche normale. La co-supplémentation VD/ω3 offre des bénéfices similaires, tels que le rétablissement d’une fonction vasculaire normale, une amélioration de la tolérance au glucose, et des effets additifs significatifs, notamment en limitant le gain de poids et en atténuant la dyslipidémie. En conclusion, ces travaux suggèrent que la co-supplémentation VD/ω3 pourrait être une stratégie efficace pour prévenir l’obésité et ses complications. Des recherches supplémentaires sont toutefois nécessaires pour approfondir la compréhension des mécanismes sous-jacents et optimiser ces interventions.

Obesity impairs cardiovascular health through endothelial dysfunction, which is exacerbated by high-fat high-sugar (HFHS) diets through mechanisms involving chronic inflammation, oxidative stress, and insulin resistance. Nutritional interventions, specifically vitamin D (VD) and omega-3 fatty acids (ω3), have emerged as potential therapies to improve endothelial function and mitigate cardiovascular risks associated with obesity. This study investigated the effects of VD, ω3 and their combination on endothelial dysfunction induced by an HFHS diet in Wistar rats. Sixty-four male Wistar rats were fed either a Standard (S) or HFHS diet for 26 weeks. After 13 weeks, rats were supplemented with VD (600 IU/kg/day), ω3 (300 mg/kg/day), both (VD/ω3), or a control (C) for an additional 13 weeks. Endothelial function was assessed using aortic ring assays, focusing on acetylcholine (ACh)-mediated endothelium-dependent vasorelaxation, phenylephrine (Phe)-mediated vasoconstriction, and insulin responsiveness. VD and/or ω3 supplementation effectively improved ACh-mediated vasorelaxation and counteracted HFHS-induced endothelial dysfunction. VD enhanced insulin-mediated vasorelaxation, while ω3 showed a non-significant trend towards improved Phe-mediated vasoconstriction. VD and ω3 supplementation, alone or in combination, significantly improved endothelial function and mitigated the adverse effects of an HFHS diet. The combination did not show clear additive effects. These findings suggest their potential as therapeutic strategies for managing obesity-related cardiovascular issues.