13.25.1 Introduction

Les aldéhydes sont des composés avec une fraction carbonyle (HC¼O) terminale, et sont soit insaturés, c’est-à-dire contenant une ou plusieurs doubles liaisons carbone-carbone, soit saturés. Cette différence structurelle a une grande importance pour la réactivité chimique, car les aldéhydes insaturés sont de deux à trois ordres de grandeur plus réactifs que les aldéhydes saturés de longueur de carbone similaire. Néanmoins, les aldéhydes, en général, sont des composants omniprésents dans l’environnement et leur abondance accrue est associée à un risque accru de maladie cardiovasculaire chez l’homme. Cependant, l’abondance des aldéhydes dans l’environnement n’est pas toujours synonyme de malheur, car de nombreux aliments familiers contiennent une variété d’aldéhydes non toxiques qui, en plus de donner du goût aux aliments (par exemple, l’anisaldéhyde, le benzaldéhyde, la cannelle, l’aldéhyde citral) et aux boissons (par exemple, l’anisaldéhyde), sont presque certains de stimuler des actions bénéfiques systémiques chez les humains, comme l’activité anti-inflammatoire de la cannelle. Cependant, ces aldéhydes d’origine naturelle sont dans une certaine mesure en « concurrence » avec les aldéhydes générés dans les aliments pendant le processus de cuisson/chauffage, et certains d’entre eux, en plus de leurs qualités d’amélioration de l’odeur/du goût (par exemple, l’acroléine, le formaldéhyde), pourraient très bien être préjudiciables à la santé du consommateur. De même, l’air respirable regorge d’aldéhydes générés lors de la combustion organique – par exemple, les gaz d’échappement des avions, les gaz d’échappement des automobiles, la fumée de cigarette, la fumée des feux de forêt, les émissions des centrales électriques, et ainsi de suite – ce qui entraîne une augmentation quantitative des niveaux d’aldéhydes saturés et insaturés dans l’air, notamment l’acroléine, l’a-éthylacroléine, le formaldéhyde, le crotonaldéhyde et bien d’autres. Certains de ces aldéhydes sont difficiles à mesurer avec précision et leur structure chimique peut changer au fil du temps en raison des interactions chimiques dans l’air (par ex, ozone) et par des processus complexes photodépendants, et ainsi, donner lieu à de nouveaux composés potentiellement dangereux également.

Bien que les aldéhydes environnementaux soient inhalés par tous les membres de la population, une liste plus courte d’aldéhydes par leur utilisation directe dans les processus industriels peut conduire à des expositions professionnelles potentiellement dangereuses associées à la génération/utilisation de ces aldéhydes dans ces industries, comme dans les pratiques d’embaumement et de parfumerie (par exemple, le formaldéhyde). Pour exacerber cette « charge d’aldéhydes environnementale » toujours présente, les expositions professionnelles industrielles se produisent avec des composés qui sont ensuite métabolisés dans le corps en aldéhydes réactifs, qui sont impliqués dans la toxicité des organes en aval du composé parent. Ce scénario a donné lieu à plus d’un exemple illustrant les effets potentiellement nocifs de l’exposition aux aldéhydes. Par exemple, les ouvriers de l’industrie du plastique exposés au chlorure de vinyle pendant plusieurs décennies développent un hémangiosarcome hépatique, une tumeur rare des cellules endothéliales, à des taux significativement plus élevés que ceux des ouvriers non exposés. Bien que le mécanisme précis ne soit pas connu, le métabolite 2-chloroacétaldéhyde est impliqué. De même, les effets néfastes de l’exposition au 1,3-butadiène chez les humains (et les modèles expérimentaux) sont attribués à sa conversion en crotonaldéhyde, un aldéhyde insaturé à quatre carbones. Les effets secondaires toxiques (p. ex. cardiotoxicité, toxicité pour la vessie) du médicament anticancéreux cyclophosphamide sont encore mieux documentés. Ils sont largement attribués à la production d’un aldéhyde insaturé à trois carbones, l’acroléine, et ces effets sont récapitulés dans des contextes expérimentaux utilisant l’acroléine seule ou avec un précurseur de l’acroléine, l’allylamine. Pour compliquer la situation, de nombreux aldéhydes présents dans l’environnement ou générés par des expositions environnementales sont également produits comme sous-produits du métabolisme normal dans le corps humain. Par exemple, la production d’acroléine est accrue dans des conditions de stress oxydatif, de diabète et d’inflammation, et donc, ces conditions favorisent probablement la  » libération d’aldéhydes induite par les aldéhydes « , ce qui exacerbe invariablement la pathogenèse.

Qu’importe la source de l’aldéhyde ou sa structure chimique, le système cardiovasculaire (cœur et vaisseaux sanguins) est exquisément sensible aux effets de l’exposition aux aldéhydes (ex, vasodilatation, vasopresseur, étourdissement du myocarde) et est également bien équipé pour se défendre contre la toxicité induite par les aldéhydes grâce à une variété d’enzymes métaboliques et de détoxification. En fait, l’induction d’enzymes métabolisant les aldéhydes à l’aide d’oxydants alimentaires modèles, comme la dithiole-3-thione (D3T), protège les cellules cardiovasculaires contre les défis oxydants et aldéhydiques ultérieurs, ce qui prouve la fonction protectrice de ces systèmes. Les polymorphismes des gènes du métabolisme des aldéhydes, tels que les glutathion-S-transférases (GST), représentent des altérations de la capacité de métabolisation des aldéhydes et/ou de la spécificité des substrats de manière à diminuer le métabolisme des aldéhydes, et pourraient donc entraîner une toxicité supplémentaire induite par les aldéhydes dans les tissus cardiovasculaires ainsi que dans d’autres organes. Ces expériences de perte de fonction naturelle sont mises en évidence dans des études épidémiologiques où, par exemple, le génotype GSTT1- nul est associé à une augmentation de la morbidité et de la mortalité liées aux maladies cardiovasculaires chez les fumeurs diabétiques par rapport à la population de référence appariée avec GSTT1. Des études similaires utilisant des modèles animaux génétiquement modifiés ont apporté un soutien supplémentaire au rôle protecteur de ces systèmes enzymatiques dans les cellules cardiovasculaires sous diverses formes de stress aldéhydique.

Malgré l’abondance de preuves associatives des effets cardiovasculaires et de la toxicité induits par les aldéhydes, le ou les mécanismes fondamentaux sous-jacents de l’action des aldéhydes restent insaisissables, bien que des études récentes aient révélé d’importantes cibles endogènes des aldéhydes. Par exemple, des travaux récents ont mis en évidence l’interaction des aldéhydes avec la classe des récepteurs à potentiel transitoire (TRP) des récepteurs non sélectifs des canaux calciques membranaires, notamment le TRPA1, un récepteur endogène du 4-hydroxy-trans-2-nonénal (HNE) et de l’acroléine. TRPA1 est le médiateur de la sensation de douleur induite par le HNE et de l’œdème pulmonaire et de l’hypercontractilité des voies respiratoires induits par la fumée de cigarette et l’acroléine, respectivement, par l’intermédiaire des fibres C sensorielles périphériques situées dans tout le corps. De plus, des mécanismes généralisés par lesquels l’accumulation cellulaire accrue d’adduits protéine-aldéhyde dans le réticulum endoplasmique (RE) déclenche le stress du RE et la réponse complexe aux protéines non repliées (UPR), qui a été impliquée dans le diabète de type II et les effets cardiovasculaires de cette condition. De plus, les adduits protéine-aldéhyde sont augmentés dans une variété d’états pathologiques et des adduits spécifiques protéine-acroléine et protéine-HNE sont présents dans les plaques d’athérosclérose ainsi que dans la maladie d’Alzheimer, fournissant une base potentielle pour l’UPR induite par les aldéhydes dans ces conditions également. Il existe de nombreuses autres cibles protéiques et non protéiques et les adduits induits par les aldéhydes augmentent dans diverses conditions d’oxydation. La contribution des adduits protéine-aldéhyde spécifiques dans le RE, les mitochondries, l’ADN ou les canaux membranaires dans ces conditions n’est pas claire mais fera l’objet d’études futures car l’élucidation de la relation sous-jacente de « cause à effet » entre l’exposition aux aldéhydes, les adduits protéine-aldéhyde et la toxicité cardiovasculaire fournira de nouvelles cibles thérapeutiques qui pourraient améliorer certains des effets indésirables de l’exposition aux aldéhydes.