Descripción del proyecto

Dr. Walter Manucha
Prof. Titular de Biofísica y Fisiología Humana
Facultad de Ciencias Médicas, Universidad Católica de Cuyo, Sede San Luis

La morbilidad y mortalidad por COVID-19, no solo dependen del virus sino también de las respuestas del paciente frente a esta infección. Las defensas inmunitarias desempeñan un papel fundamental en la tasa de supervivencia de los pacientes infectados [1]. Es bien sabido que la vitamina D es un modulador importante del sistema inmunológico [2, 3], lo que influiría en la susceptibilidad a ser afectado por el SARS-CoV-2.

Los niveles séricos de vitamina D o 25-hidroxivitamina D (25 (OH) D) aumentan con la exposición dérmica a la luz solar y disminuyen durante los «meses oscuros» del año, fluctuando de 30 a 50 % en algunos casos [4-6]. El estado de la vitamina D depende de su ingesta a través de la dieta o los suplementos, pero la mayor parte (50% y 90% de la vitamina D en el organismo) depende de su síntesis dérmica bajo la influencia de la radiación ultravioleta. Además de la exposición a la luz solar, la producción de vitamina D en la piel está modulada por la latitud, la ropa que cubre la piel, el uso de bloqueadores solares y la pigmentación de la piel. La exposición al sol ha alterado la estructura dérmica a lo largo de la evolución, y actualmente se identifican 6 tipos de piel (escala de Fitzpatrick) que sintetizan vitamina D a diferentes ritmos [7], donde la piel pálida es la más eficiente y la piel oscura la menos eficiente [5, 7].

A diferencia de la melatonina, cuya síntesis aumenta de forma única en la glándula pineal durante la noche, las vías biosintéticas de la vitamina D están directamente relacionadas con la exposición a la luz solar [8]. La síntesis de melanina epitelial (influenciada por la melatonina) en la piel reduce la producción de vitamina D [9, 10]; por tanto, la melatonina y la vitamina D están inversamente relacionadas. Tanto la vitamina D como la melatonina tienen efectos inmunomoduladores críticos, la vitamina D estimula el sistema inmunológico durante el día y la melatonina mantiene su actividad durante la oscuridad [9].

Además de su síntesis no enzimática, la vitamina D se convierte enzimáticamente en su forma activa 1,25- (OH) 2D principalmente en los riñones y el hígado, y también algo en otros tejidos como la próstata, la placenta, los pulmones, el cerebro y el sistema inmunológico [11, 12]. La vitamina D es una hormona esteroidea, siendo la 1,25- (OH) 2D el ligando de los receptores de vitamina D (VDR). Las células que carecen del VDR son la excepción y su amplia distribución subyace a la posible miríada de acciones fisiológicas de la vitamina D [13]. Además, la homeostasis de la vitamina D se logra solo dentro de un rango específico; tanto los niveles excesivos como los insuficientes son igualmente malos. Esta característica explicaría por qué las dosis fisiológicas de suplementos de vitamina D3 producen resultados positivos [14].

Aún falta un consenso internacional sobre la definición de deficiencia y suficiencia de vitamina D, pero el Instituto de Medicina define una concentración de 25 (OH) D de 50 nmol/L (20 ng/ml) como el umbral de suficiencia. La misma definición también ha sido adoptada por la Agencia Europea de Seguridad Alimentaria [4]. No obstante, la deficiencia de vitamina D, definida como niveles séricos de 25 (OH) D <50 nmol/L o <20 ng/ml, representa un problema de salud pública mundial que afecta al menos a mil millones de personas [14]. Una de las principales causas de la deficiencia epidémica de vitamina D en todo el mundo es la falta de exposición al sol [6]; como resultado, esta deficiencia puede aumentar con el confinamiento de las personas en sus hogares durante cualquier pandemia, incluido el brote actual de COVID-19. Los grupos de riesgo tradicionales de deficiencia de vitamina D incluyen mujeres embarazadas, niños, ancianos y personas de piel oscura. Especialmente en Oriente Medio y Asia, la deficiencia de vitamina D en adultos es muy prevalente [15]. Además, nuestro grupo demostró que puede haber una relación entre los procesos inflamatorios inducidos por la sobre estimulación crónica del sistema renina-angiotensina (SRA) y la deficiencia mundial de vitamina D. Por tanto, los niveles bajos de vitamina D pueden representar un factor de riesgo importante para el desarrollo de varias enfermedades relacionadas con la sobre-activación de SRA, como enfermedades infecciosas, autoinmunes, neurodegenerativas y cardiovasculares, así como diabetes y cáncer [16, 17].

Existe una estacionalidad bien establecida en las tasas de mortalidad humana por COVID-19, lo que indica el carácter estacional del sistema inmunológico. Este carácter estacional depende principalmente de dos hormonas inmuno-moduladoras: vitamina D y melatonina. Los niños de hasta 15 años están bien protegidos de la deficiencia de vitamina D por cantidades abundantes de melatonina y no presentan fluctuaciones estacionales en su sistema inmunológico.

De especial interés, China puede seguir siendo la cuna de nuevos virus debido a un estado inadecuado de vitamina D. El mejor ejemplo de buenas prácticas es Canadá, donde, a pesar de su latitud, la deficiencia de vitamina D es baja y las muertes por COVID-19 se encuentran entre las más bajas del hemisferio norte.

Es fundamental destacar la importancia de la vitamina D y el mantenimiento de su homeostasis en múltiples órganos (especialmente pulmón, cerebro, células inmunitarias) para prevenir diferentes enfermedades crónicas graves así como infecciones respiratorias agudas como el COVID-19. La prevención de la deficiencia de vitamina D requiere una exposición moderada a la luz solar (tomar el sol en temperaturas frías se usaba en los tratamientos de la tuberculosis antes de la era de los antibióticos), el consumo de pescado, la fortificación de los alimentos y el uso de suplementos de vitamina D, entre otros. Además, puede ser aconsejable introducir un control activo del estado de la vitamina D por razones de salud pública. En este sentido, la normalización del estado de vitamina D podría ser útil para tratar o prevenir esta afección y otras similares.

Es importante contrastar la hipótesis de que el uso de altas dosis de suplementación con vitamina D agregadas o no a las dosis habituales de melatonina, puede ayudar a mejorar la respuesta frente al COVID-19, reduciendo así las complicaciones pulmonares y cardiovasculares, y finalmente, disminuyendo la muerte en poblaciones de alto riesgo.

Bibliografía

[1] Raoult D, Zumla A, Locatelli F, Ippolito G, Kroemer G. Coronavirus infections: Epidemiological, clinical and immunological features and hypotheses. Cell Stress 2020;4(4):66-75. https://doi.org/10.15698/cst2020.04.216.

[2] Aranow C. Vitamin D and the immune system. J Investig Med 2011;59(6):881-6. https://doi.org/10.2310/JIM.0b013e31821b8755.

[3] Arnljots R, Snaebjörnsson Arnljots E, Thorn J, Elm M, Moore M, Sundvall PD. Bacteriuria and vitamin D deficiency: a cross sectional study of 385 nursing home residents. BMC Geriatr 2019;19(1):381. https://doi.org/10.1186/s12877-019-1400-z.

[4] Lips P, Cashman KD, Lamberg-Allardt C, Bischoff-Ferrari HA, Obermayer-Pietsch B, Bianchi ML, Stepan J, El-Hajj Fuleihan G, Bouillon R. Current vitamin D status in European and Middle East countries and strategies to prevent vitamin D deficiency: a position statement of the European Calcified Tissue Society. Eur J Endocrinol 2019;180(4):P23-P54. https://doi.org/10.1530/EJE-18-0736.

[5] Grant WB, Bhattoa HP, Boucher BJ. Seasonal variations of U.S. mortality rates: Roles of solar ultraviolet-B doses, vitamin D, gene exp ression, and infections. J Steroid Biochem Mol Biol 2017;173:5-12. https://doi.org/10.1016/j.jsbmb.2017.01.003.

[6] Cinar N, Harmanci A, Yildiz BO, Bayraktar M. Vitamin D status and seasonal changes in plasma concentrations of 25-hydroxyvitamin D in office workers in Ankara, Turkey. Eur J Intern Med 2014;25(2):197-201. https://doi.org/10.1016/j.ejim.2013.11.004.

[7] Lips P. Worldwide status of vitamin D nutrition. J Steroid Biochem Mol Biol 2010;121(1-2):297-300. https://doi.org/10.1016/j.jsbmb.2010.02.021.

[8] Mocayar Marón FJ, Ferder L, Reiter RJ, Manucha W. Daily and seasonal mitochondrial protection: Unraveling common possible mechanisms involving vitamin D and melatonin. J Steroid Biochem Mol Biol 2020;199:105595. https://doi.org/10.1016/j.jsbmb.2020.105595.

[9] Kleszczynski K, Fischer TW. Melatonin and human skin aging. Dermatoendocrinol 2012;4(3):245-52. https://doi.org/10.4161/derm.22344.

[10] Slominski AT, Semak I, Fischer TW, Kim TK, Kleszczyński K, Hardeland R, Reiter RJ. Metabolism of melatonin in the skin: Why is it important? Exp Dermatol 2017;26(7):563-568. https://doi.org/10.1111/exd.13208.

[11] Adams JS, Hewison M. Extrarenal expression of the 25-hydroxyvitamin D-1-hydroxylase. Arch Biochem Biophys 2012;523(1):95-102. https://doi.org/10.1016/j.abb.2012.02.016.

[12] Zehnder D, Bland R, Williams MC, McNinch RW, Howie AJ, Stewart PM, Hewison M. Extrarenal expression of 25-hydroxyvitamin d(3)-1 alpha-hydroxylase. J Clin Endocrinol Metab 2001;86(2):888-94. https://doi.org/10.1210/jcem.86.2.7220.

[13] Rosen CJ, Adams JS, Bikle DD, Black DM, Demay MB, Manson JE, Murad MH, Kovacs CS. The nonskeletal effects of vitamin D: an Endocrine Society scientific statement. Endocr Rev 2012;33(3):456-92. https://doi.org/10.1210/er.2012-1000.

[14] Alshahrani F, Aljohani N. Vitamin D: deficiency, sufficiency and toxicity. Nutrients 2013;5(9):3605-16. https://doi.org/10.3390/nu5093605.

[15] Van Schoor N, Lips P. Worldwide Vitamin D Status. Vitamin D 2018;2:15–40. https://doi.org/10.1016/b978-0-12-809963-6.00059-6.

[16] Ferder M, Inserra F, Manucha W, Ferder L. The world pandemic of vitamin D deficiency could possibly be explained by cellular inflammatory response activity induced by the renin-angiotensin system. Am J Physiol Cell Physiol 2013;304(11):C1027-39. https://doi.org/10.1152/ajpcell.00403.2011.

[17] Giménez VMM, Sanz RL, Marón FJM, Ferder L, Manucha W. Vitamin D-RAAS connection: An Integrative Standpoint into Cardiovascular and Neuroinflammatory Disorders. Curr Protein Pept Sci 2020;2020:10.2174/1389203721666200606220719. https://doi.org/10.2174/1389203721666200606220719.