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Clínica e Investigación en Arteriosclerosis (English Edition)
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Vol. 32. Issue 4.
Pages 144-155 (July - August 2020)
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Vol. 32. Issue 4.
Pages 144-155 (July - August 2020)
Review article
DOI: 10.1016/j.artere.2020.02.003
Vitamin D-mitochondria cross-talk could modulate the signalling pathway involved in hypertension development: a translational integrative overview
La interacción vitamina D-mitocondria podría modular el camino de señalización involucrado en el desarrollo de la hipertensión: una visión integrativa translacional
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Raúl Sanza, Luciana Mazzeia,b, Nicolás Santinoa, Marco Ingrasiaa, Walter Manuchaa,b,
Corresponding author
wmanucha@yahoo.com.ar

Corresponding author.
a Laboratorio de Farmacología Experimental Básica y Traslacional, Área de Farmacología, Departamento de Patología, Facultad de Ciencias Médicas, Universidad Nacional de Cuyo, Centro Universitario, Mendoza, Argentina
b Instituto de Medicina y Biología Experimental de Cuyo, Consejo Nacional de Investigación Científica y Tecnológica (IMBECU-CONICET), Mendoza, Argentina
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Abstract

Vitamin D deficiency is a worldwide pandemic and results in osteoporosis, hypertension, and other cardiovascular diseases. At the cellular level, it produces significant oxidative stress, inflammatory markers, and mitochondrial damage. There is increasing evidence about the role of vitamin D in the regulation of the renin-angiotensin-aldosterone system (RAAS). Moreover, there is evidence of involvement in cardiovascular complications, as well as in the immune system disorders. Vitamin D values below 25 ng/mL are related to an increase in vascular tone mediated by smooth muscle contraction. Furthermore, it can produce direct effects on vascular smooth muscle cells, RAAS over-regulation, modulation of calcium metabolism, and secondary hyperparathyroidism. All this predisposes patients to develop hypertrophy of the left ventricle and vascular wall, causing hypertension. In this work, a review is presented of the main mechanisms involved in the development of hypertension due to vitamin D deficiency. Among them are the link established between the levels of extra-mitochondrial inorganic phosphate, its main regulatory hormones—such as vitamin D—, the cardiovascular system, reactive oxygen species, and mitochondrial metabolism. The role of the mitochondrial vitamin D receptor and the regulation of the respiratory chain could influence arterial remodelling since its activation would reduce oxidative damage and preserve cell life. However, there are aspects not yet understood about the intricate signalling network that appeared simple in experimental trials, but complex in clinical studies. In this way, the completion of new studies as “VITAL”, could clarify, and thus support or refute the possible benefits of Vitamin D in hypertensive cardiovascular disease.

Keywords:
Vitamin D
Hypertension
Mitochondria
Nitric oxide
Renin-angiotensin-aldosterone system
Resumen

El déficit de vitamina D es una pandemia a nivel mundial y trae como consecuencia osteoporosis, hipertensión arterial (HTA) y otras enfermedades cardiovasculares. A nivel celular produce mayor carga oxidativa, marcadores inflamatorios y daño mitocondrial. Existe cada vez más evidencia sobre el protagonismo de la vitamina D en la regulación del sistema renina-angiotensina-aldosterona (RAAS), con posibles implicancias cardiovasculares así como para el sistema inmunológico. Valores de vitamina D inferiores a 25 ng/mL se relacionan con un aumento de tono vascular mediado por la contracción del músculo liso, ya sea a través de efectos directos sobre las células vasculares del músculo liso, sobrerregulación del RAAS, y/o a través de la modulación del metabolismo del calcio con hiperparatiroidismo secundario; lo cual predispone en los pacientes a desarrollar hipertrofia del ventrículo izquierdo y de la pared vascular originando HTA. En este trabajo se realizó una revisión de los principales mecanismos involucrados en el desarrollo de la HTA asociados al déficit de vitamina D. Entre ellos se destaca el vínculo que se establece entre los niveles de fosfato inorgánico extramitocondrial, sus principales hormonas reguladoras—como la vitamina D—, el aparato cardiovascular, las especies reactivas del oxígeno y el metabolismo mitocondrial. El papel del receptor de vitamina D a nivel mitocondrial y la regulación de la cadena respiratoria influirían en el remodelamiento arterial, ya que su activación reduciría el daño oxidativo y preservaría la vida celular. No obstante, existen aspectos aún no comprendidos sobre la intrincada red de señalización que resultan simples en ensayos experimentales, pero complejas en los estudios clínicos y donde la concreción de nuevos estudios como el VITAL podría clarificar, y así apoyar o refutar los posibles beneficios de la Vitamina D en la enfermedad cardiovascular hipertensiva.

Palabras clave:
Vitamina D
Hipertensión
Mitocondria
Óxido nítrico
Sistema renina-angiotensina-aldosterona

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