Vitamin D and COVID-19: An integrative review

Authors

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v10i9.18058

Keywords:

Coronavirus; COVID-19; Colecalciferol; Immune system.

Abstract

The objective of this article is to investigate the influence of associating vitamin D in the treatment of severe cases of COVID-19. Several studies match on the importance of having a good immune system to avoid the risk of disease progression, enhancing the importance of having vitamin D in the human body. In this review, we will discuss the latest evidence on the metabolism and mechanism of action of vitamin D in the immune system, its biological targets, its importance in the immunological role, its health benefits, and its relationship with the pathogenicity of COVID-19, particularly in severe cases. However the large quantity of scientific data related to the topic, the result of this review shows that there is still having a lack of investigations that correlate genetic data and viral responses, in addition to randomized clinical studies that appraises the influence of vitamin D supplementation on the control and progression of the clinical condition of COVID-19.

Author Biographies

Jordy Silva de Carvalho, Universidade Católica de Pernambuco

Estudante de graduação do curso de Medicina da Universidade Católica de Pernambuco (UNICAP) .

Marina Galdino da Rocha Pitta, Universidade Federal de Pernambuco

Possui Graduação em Ciências Farmacêuticas pela Universidade Federal de Pernambuco (2008), Mestrado em Inovação Terapêutica pela Universidade Federal de Pernambuco (2010) e Doutorado em Inovação Terapêutica pela Universidade Federal de Pernambuco (2012). Tem experiência na área de Farmácia e Química, com ênfase em Química Medicinal e Química Analítica, atuando principalmente nos seguintes temas: Cromatografia Líquida acoplada a Espectrometria de Massas (LC-MS), Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (HPLC), Infravermelho (IR), Ultravioleta (UV), Cromatografia Gasosa acoplada a Espetrometria de Massas (GC-MS), Difratometria de Raios X (XRD), desenho e síntese de moléculas das séries imidazolidina, tiazolidina, quinolina e acridina, e seus análogos estruturais bioisósteros, identificação de marcadores fitoquímicos. Atualmente é Líder do Laboratório de Planejamento e Síntese de Fármacos (LPSF), Responsável da Central Analítica do Núcleo de Pesquisa em Inovação Terapêutica Suely Galdino e integrante do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia para Inovação Farmacêutica (INCT_if). É integrante do Núcleo de Pesquisa em Inovação Terapêutica Suely Galdino (NUPIT SG), cujos esforços concentram-se na descoberta, desenvolvimento e inovação de fármacos e medicamentos anticâncer, neuroativos, anti-hipertensivos, antidiabéticos, antiinflamatórios, analgésicos e antiparasitários, e no desenvolvimento de métodos analíticos e rotas sintéticas e de fármacos genéricos de interesse para o Sistema Único de Saúde (SUS). 

Ítalo Rufino de Queiroz Fernandes, Universidade de Rio Verde

Graduando do curso de Medicina do 5° período na Universidade de Rio Verde, Goiás. Atualmente assessor da vice-presidência do centro acadêmico da faculdade de medicina de Rio verde e membro da Liga Acadêmica de Neurologia (LIANE).

Trinnye Luizze Santos, Faculdade Nova Esperança de Mossoró

Graduanda em Medicina pela Faculdade Nova Esperança de Mossoró. Integrante da Liga Acadêmica de Saúde Pública (LASP) da Universidade Federal Rural do Semi-Árido (UFERSA). Atuou como fundadora e atualmente exerce cargo de Vice Presidência na Liga de Cirurgia e Anatomia da FACENE-RN (LACAF-RN). Possui Voluntariado em Iniciação Científica dentro da temática de Neurologia e Neurocirurgia. Participou como membra fundadora para a instauração do Comitê Local Aspirante ao IFMSA Brazil, na sede da FACENE-RN, atuando também como Diretora Local de Educação Médica. Atuou na composição do núcleo de membros do Incision Network (International Students Surgical Network).

Luzilene Pereira de Lima, Universidade Católica de Pernambuco

Possui graduação em Biomedicina - Faculdade Meta - Fameta Rio Branco/AC (2016) e graduação em Farmácia - Faculdade Meta - Fameta Rio Branco/AC (2018) . Estudante de medicina - Universidade Católica de Pernambuco - UNICAP (2020-2025).

Rhuann Pontes dos Santos Silva, Universidade Católica de Pernambuco

Atualmente é coordenador geral da Comissão Local de Estágios e Vivências, membro projetista do Diretório Acadêmico Josué de Castro e monitor de Histologia II na Universidade Católica de Pernambuco. É estagiário do Hospital da Restauração na Unidade de Trauma e ambulatório de Nervos Periféricos. Membro da organização Walter E. Dandy Neurosurgical Student Club Brazil, da liga acadêmica Neurosurgery Noew reconhecida pela ABNc e ligante da Liga Acadêmica Baiana de Neurologia. Tem experiência na participação da equipe de Robótica, levando projetos de pesquisas às etapas nacionais do Torneio mundial FIRST LEGO LEAGUE e Olimpíada do Conhecimento. 

Manuela Barbosa Rodrigues de Souza, Universidade Católica de Pernambuco

Doutora em Ciências Biológica (2013), mestre em Ciências Biológicas (2010), ambos pela Universidade Federal de Pernambuco, e graduada em Bacharelado em Ciências Biológicas (2006), pela Universidade Federal Rural de Pernambuco (UFRPE). Pós-doutorado no Laboratório de Polímeros Não Convencionais do Departamento de Física da Universidade Federal de Pernambuco, com o trabalho voltado para o aperfeiçoamento de materiais e técnicas envolvidas com o uso da Plataforma ELINOR em testes de diagnóstico rápido de doenças de origem genética ou infecciosa e em ensaios para determinação da potabilidade da água.Atualmente, concluído em 2014; Pós-Doutorado no Departamento de Genética, concluído em 2015. Quinze anos de experiência em pesquisa clínica e básica (biologia molecular, bioinformática, biotecnologia, imunofluorescência, genotipagem, microscopia de fluorescência, exoma, genome-wide association study, doenças neurogenéticas e doenças infectocontagiosas). Também possui experiência em Fitossanidade e controle biológico de pragas. Atualmente, é professora da Universidade Católica de Pernambuco (UNICAP), Centro de Ciências Biológicas e da Saúde. Membro do Comitê de Ética em Pesquisa, Membro da Comitê de Ética em Uso de Animais da UNICAP. Membro do Colegiado do Curso de Medicina da UNICAP. Editor Chefe da Revista Arquivos de Ciência e Saúde da UNICAP e revisor da Revista Brasileira de Saúde Materna Infantil. 

References

Al Mheid, I., & Quyyumi, A. A. (2017). Vitamin D and cardiovascular disease: controversy unresolved. J Am Coll Cardiol, 70(1), 89-100.

Alexander, J., Tinkov, A., Strand, T. A., Alehagen, U., Skalny, A., & Aaseth, J. (2020). Early nutritional interventions with zinc, selenium and vitamin D for raising anti-viral resistance against progressive COVID-19. Nutrients, 12(8), 2358.

Bae, M., & Kim, H. (2020). The role of vitamin C, vitamin D, and selenium in immune system against COVID-19. Molecules, 25(22), 5346.

Barbosa, I. R., Galvão, M. H. R., Souza, T. A. D., Gomes, S. M., Medeiros, A. D. A., & Lima, K. C. D. (2020). Incidência e mortalidade por COVID-19 na população idosa brasileira e sua relação com indicadores contextuais: um estudo ecológico. Rev Bras Geriat Gerontol, 23 (1), 1-11.

BBC News (2020) Coronavirus: Almost half of Irish Covid-19 deaths in care homes. Available from: https://www.bbc.com/news/world-europe-52399869.

Bertoldi G, Gianesello L, Calò L. A. Letter: ACE2, Rho kinase inhibition and the potential role of vitamin D against COVID-19. AP&T's 2020; 52(3):577-578.

Bikle, D., Bouillon, R., Thadhani, R. & Schoenmakers, I. (2017). Vitamin D metabolites in captivity? Should we measure free or total 25(OH)D to assess vitamin D status? J Steroid Biochem Mol Biol, 173, 105-116.

Bjelakovic, G., Gluud, L. L., Nikolova, D., Whitfield, K., Wetterslev, J., Simonetti, R. G. & Gluud, C. (2014). Vitamin D supplementation for prevention of mortality in adults. Cochrane Database Syst Rev, 1, 1-257.

Bourhia, M., Amrati, F. E.-Z., Ullah, R., Alqahtani, A. S., Bousta, D., Ibenmoussa, S. & Khlil, N. (2020). Coronavirus Treatments: What Drugs Might Work Against COVID-19? Nat Prod Commun, 15(7), 1-7.

Brito, D. T. M., Ribeiro, L. H. C., de Barros Silva, R., & Hilário, C (2020). Breve relato: os benefícios da vitamina D na COVID-19. Anais da 17ª Jornada UNIFACS de Inic Cient, 1-4.

Buford, T. W., Carter, C. S., VanDerPol, W. J., Chen, D., Lefkowitz, E. J., Eipers, P., D. Morrow, C., & Bamman, M. M. (2018). Composition and richness of the serum microbiome differ by age and link to systemic inflammation. GeroScience, 40(3), 257-268.

Carpagnano, G. E., Di Lecce, V., Quaranta, V. N., Zito, A., Buonamico, E., Capozza, E., Palumbo, A., Di Gioia, G., Valerio, V. N., & Resta, O. (2021). Vitamin D deficiency as a predictor of poor prognosis in patients with acute respiratory failure due to COVID-19. J Endocrinol Investig, 44(4), 765-771.

Castro, L. C. G. (2011). O sistema endocrinológico vitamina D. Arq Bras Endocrinol Metab, 55(8), 566-575.

Chen, T., Wu, D. I., Chen, H., Yan, W., Yang, D., Chen, G., Ma, K., Xu, D., Yu, H., Wang, H., Wang, T., Guo, W., Chen, J., Ding, C., Zhang, X., Huang, J., Han, M., Li, S., Luo, X., Zhao, J. & Ning, Q. (2020). Clinical characteristics of 113 deceased patients with coronavirus disease 2019: retrospective study. BMJ, 368.

Editorial Nature. How epidemiology has shaped the COVID pandemic. Nature 2021; 589(7843), 491-492.

Fiske, C. T., Blackman, A., Maruri, F., Rebeiro, P. F., Huaman, M., Kator, J., Alggod, H. M. S., Sterling, T. R. (2019). Increased vitamin D receptor expression from macrophages after stimulation with M. tuberculosis among persons who have recovered from extrapulmonary tuberculosis. BMC infectious diseases, 19(1), 1-9.

Freitas, A. R. R., Giovanetti, M., & Alcantara, L. C. J. (2021). Variantes emergentes do SARS-CoV-2 e suas implicações na saúde coletiva. IAJMH, 4.

Gauzzi, M. C., & Fantuzzi, L. (2020). Reply to Jakovac: COVID-19, vitamin D, and type I interferon. Am J Physiol Endocrinol Metab.

Griffin, T. P., Wall, D., Blake, L., Griffin, D. G., Robinson, S., Bell, M., Mulkerrin, E. C. & O’Shea, P. M. (2020). Higher risk of vitamin D insufficiency/deficiency for rural than urban dwellers. J Steroid Biochem,197, 105547.

Haan, K., Groeneveld, A. J., de Geus, H. R., Egal, M., & Struijs, A. (2014). Vitamin D deficiency as a risk factor for infection, sepsis and mortality in the critically ill: systematic review and meta-analysis. Critical care, 18(6), 1-8.

Hermant, P., & Michiels, T. (2014). Interferon-λ in the context of viral infections: production, response and therapeutic implications. IEIIS, 6(5), 563-574.

Huang, C., Wang, Y., Li, X., Ren, L., Zhao, J., Hu, Y., Zhang, L., Fan, G., Xu, J., Gu, X., Cheng, Z., Yu, T., Xia, J., Wei, Y., Wu, W., Xie, X., Yin, W., Li, H., Liu, M., Xiao, Y., Gao, H., Guo, L., Xie, J., Wang, G., Jiang, R., Gao, Z., Jin, Q., Wang, J & Cao, B. (2020). Clinical features of patients infected with 2019 novel coronavirus in Wuhan, China. Lancet, 395(10223), 497-506.

Ilie, P. C., Stefanescu, S., & Smith, L. (2020). The role of vitamin D in the prevention of coronavirus disease 2019 infection and mortality. Aging Clinl Exp Res, 32(7), 1195-1198.

Jean, G., Souberbielle, J. C. & Chazot, C. (2017) Vitamin D in Chronic Kidney Disease and Dialysis Patients. Nutrients, 9(4), 328-343.

Keum, N., Lee, D. H., Greenwood, D. C., Manson, J. E., & Giovannucci, E. (2019). Vitamin D supplementation and total cancer incidence and mortality: a meta-analysis of randomized controlled trials. Ann Oncol, 30(5), 733-743.

Khan, R. J., Jha, R. K., Singh, E., Jain, M., Amera, G. M., Singh, R. P., Jayaraman M., Singh, A. K. (2020). Identificação de candidatos promissores a drogas antivirais contra a proteína não estrutural 15 (NSP15) do SARS-CoV-2: um estudo de reaproveitamento de drogas assistido in silico. J Biomol Struct Dyn, 1-11.

Kloc, M., Ghobrial, R. M., Lipińska-Opałka, A., Wawrzyniak, A., Zdanowski, R., Kalicki, B., & Kubiak, J. Z. (2021). Effects of vitamin D on macrophages and myeloid-derived suppressor cells (MDSCs) hyperinflammatory response in the lungs of COVID-19 patients. Cell Immunol, 360, 104259.

Koche, J. C. (2011). Fundamentos de Metodologia Científica. (1a ed.). Rio de Janeiro: Vozes.

Kongsbak, M., Levring, T. B., Geisler, C., & Essen, M. R. (2013). The vitamin d receptor and T cell function. Front Immunol, 4, 148.

Kratz, D. B., Silva, G. S. & Tenfen, A. (2018). Deficiência de vitamina D (250H) e seu impacto na qualidade de vida: uma revisão de literatura. Revista RBAC, 50(2), 118-123.

Lichtenstein, A., Ferreira-Júnior, M., Sales, M. M., Aguiar, F. B. D., Fonseca, L. A. M., Sumita, N. M., & Duarte, A. J. (2013). vitamina D: ações extraósseas e uso racional. RAMB, 59, 495-506.

Liu, G., Hong, T. & Yang, J. (2020). A Single Large Dose of Vitamin D Could be Used as a Means of Coronavirus Disease 2019 Prevention and Treatment. Drug Des Devel Ther, 14, 3429-3434.

Liu, L. C. Y., Voors, A. A., Veldhuisen, D. J., Veer, E., Belonje, A. M., Szymanski, M. K., Silljé, H. H. W., Gilst, W. H., Jaarsma, T. & Boer, R. A. (2011). Vitamin D status and outcomes in heart failure patients. EurJHF, 13(6), 619-625.

Liu, N., Sun, J., Wang, X., Zhang, T., Zhao, M., & Li, H. (2021). Low vitamin D status is associated with coronavirus disease 2019 outcomes: A systematic review and meta-analysis. Int J Infect Dis, 104, 58-64.

Mardani, R., Alamdary, A., Nasab, S. M, Gholami, R., Ahmadi, N., & Gholami, A. (2020). Associação da vitamina D com a modulação da gravidade da doença em COVID-19. Virus research, 289 , 198148.

Marinho, P. R. D., Cordeiro, G. M., Coelho, H. F., & Brandão, S. C. S. (2020). Covid-19 in Brazil: A sad scenario. Cytokine Growth Factor Rev, 20, 1-4.

Martineau, A. R., & Forouhi, N. G. (2020). Vitamin D for COVID-19: a case to answer? Lancet Diabetes Endocrinol, 8(9), 735-736.

McKenna, M. J., & Flynn, M. A. T. (2020). Covid-19 cocooning and vitamin D intake requirements. Ir Med J, 113, 79.

Mendy, A., Apewokin, S., Wells, A. A., & Morrow, A. L. (2020). Factors associated with hospitalization and disease severity in a racially and ethnically diverse population of COVID-19 patients. MedRxiv.

Merzon, E., Tworowski, D., Gorohovski, A., Vinker, S., Cohen, G. A., & Green, I. Frenkel-Morgenstern M. (2020). Low plasma 25 (OH) vitamin D level is associated with increased risk of COVID-19 infection: an Israeli population-based study. FEBS Journal, 287(17), 3693-3702.

Newmark, H., Dantoft, W., & Ghazal, P. (2017). Origem evolutiva do eixo interferon-imune metabólico: a ligação esterol-vitamina D. Front immunol, 8, 62.

Nickbakhsh, S., Mair, C., Matthews, L., Reeve, R., Johnson, P. C., Thorburn, F., Wissmann, B., Reynolds, A., McMenamin, J., Gunson, R.N. & Murcia, P. R. (2019). Virus–virus interactions impact the population dynamics of influenza and the common cold. PNAS, 116(52), 27142-27150.

Panarese, A., & Shahini, E. (2020). COVID‐19, and vitamin D. AP&T, 51(10), 993.

Phelan, A. L., Katz, R., & Gostin, L. O. (2020). The novel coronavirus originating in Wuhan, China: challenges for global health governance. Jama, 323(8), 709-710.

Posso, M., Comas, M., Román, M., Domingo, L., Louro, J., González, C., Sala, M., Anglès, A., Cirera, I., Cots, F., Frías, V., Gea, J., Güerri-Fernández, R., Masclans, J. R., Noguès, X., Vázquez, O., Villar-García, J., Horcajada, J. P., Pascual, J. & Castells, X. (2020). Comorbidities and mortality in patients with COVID-19 aged 60 years and older in a university hospital in Spain. Arch bronconeumol., 56(11), 756.

Rhodes, J. M., Subramanian, S., Laird, E., & Kenny, R. A. (2020). low population mortality from COVID‐19 in countries south of latitude 35 degrees North supports vitamin D as a factor determining severity. Aliment Pharmacol Ther, 51(12), 1434.

Sanada, F., Taniyama, Y., Muratsu, J., Otsu, R., Shimizu, H., Rakugi, H., & Morishita, R. (2018). Source of chronic inflammation in Aging. Fronti. Cardiovasc., 5, 12.

Shalayel, M. H., Al-Mazaideh, G. M., Aladaileh, S. H., Al-Swailmi, F. K. e Al-Thiabat, M. G. (2020). A vitamina D é um inibidor potencial de COVID-19: acoplamento molecular in silico ao local de ligação da endoribonuclease Nsp15 da SARS-CoV-2. Pak J Pharm Sci, 33 (5).

Siuka, D., Pfeifer, M., & Pinter, B. (2020). Vitamin D supplementation during the COVID-19 pandemic. Mayo Clin Proc, 95(8), 1804-1805.

Sousa, S. M. (2016). A vitamina D e o seu papel na prevenção de doenças. Tese de mestrado, Universidade Fernando Pessoa, Porto, Portugal.

Sun, Y., Hu, X., & Xie, J. (2021). Spatial inequalities of COVID-19 mortality rate in relation to socioeconomic and environmental factors across England. Sci Total Environ, 758, 143595, 1-11.

Teixeira, H. C. L., Dias, L. S., Bizarro, H. D. S. & Castro, J. M. A. (2018). Efeitos contrastantes da vitamina D sobre a resposta imune inata e adquirida e seu impacto na recuperação da tuberculose. HU Revista, 44(3), 369-378.

Zhou, F., Yu, T., Du, R., Fan, G., Liu, Y., Liu, Z., Xiang J., Wang Y., Song B., Xiaoying G., Guan L., Wey Y., Li H., Wu X., Xu J., Tu S., Zhang Y., Chen H., & Cao, B. (2020). Clinical course and risk factors for mortality of adult inpatients with COVID-19 in Wuhan, China: a retrospective cohort study. Lancet, 395(10229), 1054-1062.

Downloads

Published

29/07/2021

How to Cite

CARVALHO, J. S. de .; PITTA, M. G. da R. .; FERNANDES, Ítalo R. de Q. .; SANTOS, T. L. .; LIMA, L. P. de .; SILVA, R. P. dos S. .; SOUZA, M. B. R. de . Vitamin D and COVID-19: An integrative review. Research, Society and Development, [S. l.], v. 10, n. 9, p. e42110918058, 2021. DOI: 10.33448/rsd-v10i9.18058. Disponível em: https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/18058. Acesso em: 16 apr. 2024.

Issue

Vol. 10 No. 9

Section

Health Sciences

License

Copyright (c) 2021 Jordy Silva de Carvalho; Marina Galdino da Rocha Pitta; Ítalo Rufino de Queiroz Fernandes; Trinnye Luizze Santos; Luzilene Pereira de Lima; Rhuann Pontes dos Santos Silva; Manuela Barbosa Rodrigues de Souza

Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Authors who publish with this journal agree to the following terms:

1) Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.

2) Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.

3) Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work.