Une étude pilote pour examiner les effets de la supplémentation en vitamine D sur la bioénergétique mitochondriale chez les personnes âgées

Au cours des deux dernières décennies, le rôle de la vitamine D s'est étendu au-delà de la santé osseuse pour englober un large éventail d'activités biologiques importantes pour la fonction musculaire chez les personnes âgées. De faibles concentrations de 25-hydroxyvitamine D (25[OH]D) (<30 ng/mL) sont associées à une faiblesse musculaire des membres inférieurs, à une performance physique altérée et à une vitesse de marche plus lente,(1-8) facteurs de risque connus d'invalidité.(9 -15) De faibles concentrations de 25(OH)D chez les personnes âgées ont également été associées à la fragilité ainsi qu'aux composantes individuelles de la fragilité, notamment la faiblesse musculaire, la lenteur de la marche et l'épuisement/la fatigue.(16-18) Les signes cliniques de carence en vitamine D (25(OH)D <12 ng/mL) comprennent une faiblesse musculaire proximale, des douleurs musculaires et des troubles de la marche qui sont souvent inversés par une supplémentation en vitamine D.(19;20) Cependant, les effets de la vitamine D sur les mécanismes sous-jacents à la fonction musculaire ne sont pas bien compris. Des preuves récentes soutiennent un rôle de la vitamine D dans le métabolisme mitochondrial du muscle squelettique. À l'aide de l'imagerie 31P-MRS, une augmentation de la phosphorylation oxydative mitochondriale maximale (OXPHOS) a été signalée après une supplémentation en vitamine D.(21) Ainsi, nous émettons l'hypothèse que la faiblesse musculaire et la lenteur de la marche chez les personnes ayant de faibles concentrations de 25(OH)D peuvent être en partie dues à une diminution de l'activité d'OXPHOS et à une moindre génération d'ATP dans les mitochondries des muscles squelettiques.

L'insuffisance en vitamine D est fréquente chez les personnes âgées, allant d'environ un tiers à trois quarts des adultes vivant dans la communauté âgés de ≥ 70 ans selon le seuil utilisé (25(OH)D <20 ng/mL ou <30 ng /mL, respectivement).(22;23) De même, le déclin bioénergétique est largement associé à l'augmentation de l'âge.(24) Ainsi, l'examen de l'association entre la vitamine D et la bioénergétique mitochondriale peut améliorer notre compréhension des mécanismes sous-jacents et de la gamme des avantages potentiels de la correction des faibles concentrations de 25(OH)D chez les personnes âgées.

L'objectif de l'étude est d'obtenir des données préliminaires sur l'effet de l'augmentation des concentrations de 25(OH)D chez les personnes âgées présentant une insuffisance en vitamine D à ≥ 30 ng/mL grâce à la supplémentation en vitamine D3 sur 1) les profils bioénergétiques de plusieurs populations de cellules sanguines, le squelette mitochondries musculaires et fibres musculaires et 2) masse mitochondriale du muscle squelettique et biogenèse.

Hypothèse 1 : La capacité bioénergétique ainsi que le contrôle respiratoire des mitochondries musculaires, des fibres musculaires et des cellules sanguines seront améliorés après 4 mois de supplémentation en vitamine D3.

Hypothèse 2 : L'expression des protéines mitochondriales clés (VDAC/Porine et COX4) et des régulateurs de la biogenèse des mitochondries (PGC1a, SIRT1, SIRT3 et TFAM) sera plus élevée après 4 mois de supplémentation en vitamine D3.

Nous prévoyons de recruter des personnes uniquement à partir des échecs de sélection de l'étude EVIDENCE (IRB00022395). L'étude EVIDENCE recrute 200 participants dont les concentrations de 25(OH)D sont de 18-<30 ng/mL. Ceux dont les concentrations sont de 12-<18 ng/mL lors de leur visite de dépistage EVIDENCE seront approchés pour participer à cette étude pilote. Nous utiliserons l'échec du dépistage EVIDENCE car il s'agit d'une étude pilote avec un financement limité, les laboratoires de dépistage (25(OH)D) sont chers et le nombre nécessaire pour le dépistage serait prohibitif dans une étude pilote, et ces deux études sont courir dans la même clinique avec le même personnel. Toutes les mesures de dépistage auront lieu pendant l'étude EVIDENCE et les mesures commenceront pour cette étude lors de la visite de référence.

Toutes les personnes qui échouent au dépistage EVIDENCE avec une concentration de 25(OH)D de 12-<18 ng/mL seront informées qu'elles ne sont pas éligibles pour l'étude EVIDENCE et seront appelées avec ces résultats. S'ils remplissent tous les mêmes critères d'éligibilité pour cette étude qui élimine les participants avec des conditions qui peuvent affecter leur capacité à effectuer en toute sécurité les tests de la fonction neuromusculaire, à consommer des suppléments de vitamine D ou à subir une biopsie musculaire, ces personnes seront informées que nous avons un autre étude pour ceux dont les niveaux de vitamine D sont insuffisants. S'ils sont intéressés, ils seront invités à venir pour une visite de référence (à condition que cette visite puisse avoir lieu dans les 2 mois suivant leur visite de dépistage EVIDENCE). Les personnes qui ont été dépistées il y a plus de 2 mois pour l'étude EVIDENCE ne seront pas éligibles pour cette étude car les travaux de laboratoire et les autres tests effectués peuvent ne plus être exacts.