Un estudio piloto para examinar los efectos de la suplementación con vitamina D en la bioenergética mitocondrial en adultos mayores

En las últimas dos décadas, el papel de la vitamina D se ha extendido más allá de la salud ósea para abarcar una amplia gama de actividades biológicas importantes para la función muscular en los adultos mayores. Las concentraciones bajas de 25-hidroxivitamina D (25[OH]D) (<30 ng/mL) están asociadas con debilidad muscular en las extremidades inferiores, deterioro del rendimiento físico y menor velocidad al caminar,(1-8) factores de riesgo conocidos de discapacidad.(9 -15) Las concentraciones bajas de 25(OH)D en adultos mayores también se han asociado con la fragilidad, así como con los componentes individuales de la fragilidad, que incluyen debilidad muscular, velocidad lenta al caminar y agotamiento/fatiga.(16-18) Los hallazgos clínicos de la deficiencia de vitamina D (25(OH)D <12 ng/mL) incluyen debilidad muscular proximal, dolor muscular y alteraciones de la marcha que a menudo se revierten con suplementos de vitamina D.(19;20) Sin embargo, los efectos de la vitamina D sobre los mecanismos que subyacen a la función muscular no se comprenden bien. La evidencia reciente respalda el papel de la vitamina D en el metabolismo mitocondrial del músculo esquelético. Utilizando imágenes de 31P-MRS, se informó un aumento en la fosforilación oxidativa mitocondrial máxima (OXPHOS, por sus siglas en inglés) después de la suplementación con vitamina D.(21) Por lo tanto, planteamos la hipótesis de que la debilidad muscular y la velocidad de marcha lenta en individuos con concentraciones bajas de 25(OH)D pueden deberse en parte a la disminución de la actividad de OXPHOS y a la menor generación de ATP en las mitocondrias del músculo esquelético.

La insuficiencia de vitamina D es común en los adultos mayores, y oscila entre aproximadamente un tercio y las tres cuartas partes de los adultos que viven en la comunidad de ≥70 años, según el punto de corte utilizado (25(OH)D <20 ng/mL o <30 ng /ml, respectivamente).(22;23) De manera similar, el declive bioenergético está ampliamente asociado con el aumento de la edad.(24) Por lo tanto, examinar la asociación entre la vitamina D y la bioenergética mitocondrial puede mejorar nuestra comprensión de los mecanismos subyacentes y la gama de beneficios potenciales de remediar las bajas concentraciones de 25(OH)D en adultos mayores.

El objetivo del estudio es obtener datos preliminares sobre el efecto de aumentar las concentraciones de 25(OH)D entre adultos mayores con insuficiencia de vitamina D a ≥30 ng/mL a través de la suplementación con vitamina D3 en 1) perfiles bioenergéticos de múltiples poblaciones de células sanguíneas, mitocondrias musculares y fibras musculares y 2) masa mitocondrial del músculo esquelético y biogénesis.

Hipótesis 1: La capacidad bioenergética y el control respiratorio en las mitocondrias musculares, las fibras musculares y las células sanguíneas mejorarán después de 4 meses de suplementación con vitamina D3.

Hipótesis 2: La expresión de proteínas mitocondriales clave (VDAC/Porin y COX4) y reguladores de la biogénesis mitocondrial (PGC1a, SIRT1, SIRT3 y TFAM) será mayor después de 4 meses de suplementación con vitamina D3.

Planeamos reclutar individuos solo a partir de fallas de detección del estudio EVIDENCE (IRB00022395). El estudio EVIDENCE está inscribiendo a 200 participantes cuyas concentraciones de 25(OH)D son 18-<30 ng/mL. Aquellos cuyas concentraciones sean de 12-<18 ng/mL en su visita de selección de EVIDENCE serán abordados para participar en este estudio piloto. Utilizaremos las fallas de detección de EVIDENCIA porque este es un estudio piloto con financiamiento limitado, los laboratorios de detección (25(OH)D) son costosos y el número necesario para evaluar sería prohibitivo en un estudio piloto, y estos dos estudios son funcionar en la misma clínica con el mismo personal. Todas las medidas de detección ocurrirán durante el estudio EVIDENCE y las medidas comenzarán para este estudio en la visita inicial.

A todas las personas que fallan en la prueba de EVIDENCE con una concentración de 25(OH)D de 12-<18 ng/mL se les informará que no son elegibles para el estudio EVIDENCE y se les llamará con estos resultados. Si cumplen con todos los mismos criterios de elegibilidad para este estudio que elimina a los participantes con condiciones que pueden afectar su capacidad para realizar con seguridad las pruebas de función neuromuscular, consumir suplementos de vitamina D o someterse a una biopsia muscular, se les informará a estas personas que tenemos otra estudio para aquellos cuyos niveles de vitamina D son insuficientes. Si está interesado, se le pedirá que asista a una visita de referencia (siempre y cuando esta visita pueda ocurrir dentro de los 2 meses posteriores a su visita de selección de EVIDENCIA). Aquellas personas que se examinaron hace más de 2 meses para el estudio EVIDENCE no serán elegibles para este estudio ya que es posible que el trabajo de laboratorio y otras pruebas realizadas ya no sean precisos.