This general aim of this thesis is to contribute to our understanding of oxygen's interaction with humans. Chapter 1 provides a brief introduction outlining the importance of oxygen for life and our (mostly human) interactions with oxygen from the ambient atmosphere to the mitochondria. The results presented thereafter are based on three articles and summarized in Chapter 2. A discussion of the concept 'hypoxia' is presented in Chapter 3 and an ABC framework for defining hypoxia is proposed. The term 'fonctional hypoxia' - i.e., when oxygen levels limit mitochondrial respiration - is the principal theme explored thereon. Accurate high-resolution respirometry is instrumental for the study of mitochondrial metabolism under fonctional hypoxia. Chapter 4 discusses two fondamental conditions for accurate measurement of mitochondrial oxygen consumption with respirometry: an appropriate mitochondrial preparation and the normalization of oxygen fluxes. It outlines why isolated muscle mitochondria are the gold-standard preparation for assessing the fonction of the mitochondrial electron transfer system under fortctional hypoxia. Chapter 5 explores how changes in mitochondrial respiration under fonctional hypoxia could be relayed by the mitochondrial electron transfer system to elicit mitochondrial adaption after hypoxie exposure. This chapter presents experiments under conditions of fonctional hypoxia in carefolly chosen and relevant models - isolated mitochondria, myotubes and exercising humans - and proposes that oxygen control of mitochondrial electron transfer system fonction reduces muscle mitochondrial calcium uptake to alter mitochondrial adaptions to contractions. Chapter 6 provides a general discussion that ends with outstanding questions and perspectives that remain to be addressed under 'hypoxia'.
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L'objectif général de cette thèse est d'élargir notre compréhension concernant l'interaction de l'oxygène avec les êtres humains. Le chapitre 1 consiste en une brève introduction décrivant l'importance de l'oxygène pour la vie et nos interactions (principalement chez l'humain) avec l'oxygène, de l'atmosphère ambiante à la mitochondrie. Les résultats présentés sont le fruit de trois articles et sont résumés dans le chapitre 2. Une discussion sur le concept "d'hypoxie" est présentée en chapitre 3 et un cadre via l'acronyme ABC est proposé pour définir l'hypoxie. Le terme "d'hypoxie fonctionnelle" - c'est-à-dire lorsque les niveaux d'oxygène limitent la respiration mitochondriale - est le thème principal exploré dans ce chapitre 3. Une technique de respirométrie précise à haute résolution est essentielle pour l'étude du métabolisme mitochondrial en hypoxie fonctionnelle. Le chapitre 4 aborde deux conditions fondamentales pour une mesure exacte de la consommation d'oxygène mitochondrial par respirométrie : une préparation mitochondriale appropriée et la normalisation des flux d'oxygène. Il est expliqué pourquoi les mitochondries musculaires isolées constituent la préparation de référence pour év luer la fonction du système de transfert d'électrons mitochondrial en hypoxie fonctionnelle. Le chapitre 5 explore comment les changements dans la respiration mitochondriale sous hypoxie fonctionnelle se répercutent sur le système de transfert d'électrons mitochondrial pour engendrer l'adaptation mitochondriale. Ce chapitre présente des expériences en conditions d'hypoxie fonctionnelle dans des modèles pertinents - mitochondries isolées, myotubes et humains en condition d'exercice - et propose que le contrôle de la fonction du système de transfert d'électrons mitochondrial par l'oxygène limite l'absorption mitochondriale du calcium dans le muscle et altère ainsi les adaptations mitochondriales nécessaires aux contractions musculaires. Le chapitre 6 propose une discussion générale qui se termine par des questions et des perspectives en suspens qui restent à traiter dans le cadre de "l'hypoxie".