Antecedentes

La vitamina D₃ (colecalciferol), forma natural de la vitamina D, se produce en la piel a partir de 7-dehidrocolesterol. Tras la irradiación solar (entre 290 y 315 nm de radiación solar ultravioleta B [UVB]), 7-dehidrocolesterol produce previtamina D₃, la cual sufre una reorganización sensible a la temperatura de tres dobles enlaces para formar vitamina D₃. En el hígado, la vitamina D₃ se hidroxila en carbono 25 para producir 25(OH)D₃ (25-hidroxivitamina D₃), principal forma circulante de vitamina D.

En el túbulo renal proximal, 25(OH)D₃ se hidroxila en la posición 1 del anillo de carbono, lo que resulta en la formación de 1,25(OH)D₃, la forma funcional y hormonalmente activa de la vitamina D, responsable de la mayoría de las acciones biológicas de la vitamina D;¹ 25(OH)D se considera el mejor indicador del estado de la vitamina D,² aunque los rangos de referencia definitivos todavía están en debate. El Instituto de Medicina de Estados Unidos ha fijado el umbral de suficiencia en 20 ng/dL y la Sociedad Endocrina, en 30 ng/dL.³,⁴

Aunque la vitamina D se puede obtener de la dieta y los suplementos, su síntesis en la piel es la fuente más importante y depende de la intensidad de la radiación ultravioleta (UV), la cual a su vez está supeditada a la estación y la latitud.⁵-⁷ La ponderación biológica de los espectros solares de radiación UV con el espectro de acción anterior a la vitamina D se ha utilizado para predecir la capacidad de sintetizar vitamina D con variaciones por la latitud, estación y hora del día. También se ha utilizado para evaluar el efecto de las nubes en la producción de vitamina D. Por esto último, se aplica un factor de modificación de las nubes a los resultados de la radiación UV para calcular el espectro de acción para la biosíntesis de vitamina D.⁸,⁹ Finalmente, la temperatura ambiente también sería un factor contribuyente al mantenimiento de niveles adecuados de vitamina D.¹⁰

En 2019, en la ciudad de Wuhan, China, surgió un nuevo coronavirus designado como SARS-CoV-2, el cual provocó un brote inusual de neumonía viral. Al ser altamente transmisible, esta nueva enfermedad por coronavirus, también conocida como enfermedad por coronavirus 2019 (COVID-19), se ha propagado rápidamente por todo el mundo.¹¹,¹² Desde entonces, la pandemia ha tenido un impacto significativo en numerosos sistemas de atención médica de todo el mundo, lo que ha resultado en morbilidad y mortalidad significativas que se constituyeron en la más importante crisis de salud mundial desde la pandemia de influenza de 1918. El confinamiento domiciliario se introdujo en diferentes partes del mundo para frenar la propagación de COVID-19. Sin embargo, esta estrategia, al reducir la exposición a la radiación UV, pudo influir negativamente en los niveles de vitamina D, como se demostró en algunas poblaciones.¹³ En otras investigaciones no se identificó dicha asociación.¹⁴ En Argentina no se han realizado análisis al respecto. Por otro lado, se ha informado que los niveles bajos de vitamina D están asociados a una mayor susceptibilidad a COVID-19.¹⁵-¹⁹

Material y métodos

Estudio retrospectivo y analítico de 15 908 pacientes mayores de 18 años, en quienes se determinó el nivel de 25(OH)D entre el 1 de enero de 2019 y el 31 de diciembre de 2021, en un laboratorio centralizado de la ciudad de Rosario, Argentina.

El nivel de 25(OH)D total (vitaminas D₂ y D₃ en ng/mL) se determinó por electroquimioluminiscencia (Centauro® Siemens) en un laboratorio centralizado. Los niveles de 25(OH)D se analizaron como variable continua y como variable categórica: los pacientes fueron clasificados con nivel óptimo de 25(OH)D (> 30 ng/mL), con insuficiencia (20-30 ng/mL), con deficiencia (10-20 ng/mL) o con deficiencia severa (10 ng/mL).⁴

Se establecieron y analizaron seis períodos:

Para evaluar el efecto del confinamiento se analizó el periodo pos-ASPO y el nivel de 25(OH)D semana a semana. Lo mismo se realizó en 2019.

Se registró sexo, edad y fecha de medición. Se excluyó a las personas menores de 18 años y las cuantificaciones realizadas durante períodos no definidos en el estudio.

Las series temporales de datos de dosis de radiación UV se obtuvieron del Tropospheric Emission Monitoring Internet Service (TEMIS), anteriormente parte del Programa de Usuario de Datos de la Agencia Espacial Europea. Los datos están disponibles en el enlace http://www.temis.nl/uvradiation/ y tienen cobertura geográfica global.²⁰ La información relacionada con la radiación UV se pueden obtener de TEMIS mediante la estimación parametrizada por Allaart et al.,²¹ la cual se basa en el uso de la columna de ozono total y el ángulo cenital para el mediodía solar. Este valor se pondera luego por el espectro de acción específico (o respuesta) por analizar. La distribución global de ozono asimilado utilizada por TEMIS se basó primero en el instrumento SCIAMACHY a bordo del satélite ENVISAT y luego se utilizaron datos GOME-2²² de UVDVC para nuestro análisis. Para obtener este valor, el algoritmo hace uso de campos globales de asimilación de ozono, albedo superficial, estimación de aerosoles y considera la variación de la distancia Sol-Tierra, así como las coordenadas del sitio en cuestión. Los datos de UVDVC utilizados en este trabajo se obtuvieron para las coordenadas correspondientes a la ciudad de Rosario (latitud, −32,9587°; longitud, −60,6930°; altura sobre el nivel del mar, 25 m). Asimismo, para dicha localidad se obtuvo la temperatura promedio total y la temperatura promedio diurna medida por el Servicio Meteorológico Nacional.

El análisis estadístico se realizó con el software R, versión 4.1.0. Se realizaron pruebas paramétricas (prueba t de Student para la comparación de dos grupos, análisis de varianza a un criterio de clasificación [ANOVA], posprueba de Bonferroni para datos independientes para la comparación de más de dos grupos) y los resultados se expresaron como media ± DE. Para analizar el efecto de una variable continua que pudiera influir en la variable dependiente de respuesta, se realizó un análisis de covarianza. Para el análisis de correlación se calculó el coeficiente de correlación lineal de Pearson o de Spearman, según la normalidad de las variables. Las variables categóricas se expresaron como número (porcentaje) y las tablas de contingencia se analizaron con la prueba de chi cuadrada o de Fisher, según las frecuencias esperadas. Un valor de p < 0.05 se consideró estadísticamente significativo.

El estudio se realizó de acuerdo con los lineamientos de la Declaración de Helsinki y fue aprobado por el Comité de Ética de la institución donde se llevó a cabo. Debido a la naturaleza retrospectiva de la investigación, el uso exclusivo de datos secundarios derivados de la atención de rutina y la ausencia de riesgo para los participantes, se eliminó el requisito de consentimiento. Asimismo, en la base de datos final se eliminó la información acerca de la identidad de los pacientes.

Resultados

Niveles de 25(OH)D según cohortes

Del total de pacientes en quienes se determinó 25(OH)D (n = 15 908), se analizaron 7440 durante los diferentes períodos de estudio. En la Figura 1 se muestra el diagrama de flujo para la incorporación de los sujetos al estudio. La mediana de edad fue de 54 años (rango de 40 a 65 años), mayor en la cohorte de 2019 (59 años [45-69]; 2020, 54 años [41-66]; 2021, 50 años [38-63]; p < 0.001). Del total de pacientes, 78.90 % fue del sexo femenino. Se encontró mayor frecuencia de hombres en la cohorte de 2021 (2019, 14.3 %; 2020, 18.4 %; 2021, 26.8 %; p < 0.001).

Figura 1 Algoritmo de incorporación de pacientes al estudio y cohortes conformadas. ASPO: aislamiento social preventivo obligatorio. 

En el análisis global, los niveles de 25(OH)D fueron de 32.69 ± 12.96 ng/dL, más bajos durante el año 2020 respecto a los años 2019 y 2021, incluso tras realizar un análisis de covarianza ajustado por edad.

La frecuencia de pacientes con deficiencia de 25(OH)D fue mayor en 2020 y menor la proporción de pacientes con valores óptimos (Tabla 1). Se encontró una correlación positiva entre la edad y los niveles de 25(OH)D (rho = 0.037, p < 0.0001): estos fueron menores en menores de 40 años con comparación con los individuos de 40 a 65 años y los mayores de 65 años (< 40 años, 31.98 ± 12.82 ng/dL; de 40 a 65 años, 33.73 ± 13.07 ng/dL; mayores de 65 años, 33.73 ± 13.77 ng/dL, p < 0.001).

Tabla 1 Estado de 25(OH)D por año analizado 

25(OH) D	2019 (n = 1696)		2020 (n = 2538)		2021 (n = 3206)
	n	%	n	%	n	%
Deficiencia severa	35	2.1	56	2.2	49	1.5
Deficiencia	253	14.9	456	18	427	13.3
Insuficiencia	486	28.7	823	32.4	948	29.6
Suficiencia	922	54.4	1203	47.4	1782	55.6

Chi-cuadrada, p < 0.0001. Posprueba de Bonferroni: p = 0.0004 al comparar 2020 versus 2019; p < 0.0001 al comparar 2020 versus 2021.

Los niveles de 25(OH)D variaron según los diferentes periodos de la pandemia y fueron menores en la primera ola. Dado que la edad varió según la cohorte analizada, se realizó análisis de covarianza, en el que mantuvieron las diferencias (Tabla 2). La frecuencia de deficiencia y deficiencia severa fue mayor en la primera ola (Tabla 3).

Tabla 2 Niveles de 25(OH)D (ng/dL) durante las fases de la pandemia de COVID-19 

ASPO (n = 299)	Primera ola (n = 1331)	Segunda ola (n = 3206)	Valor de p
			No ajustado	Ajustado por edad
36.57 ± 13.27	29.38 ± 12.01	33.54 ± 13.05	< 0.001*	< 0.001**

^*ANOVA (posprueba de Bonferroni). p < 0.001 al comparar el periodo de ASPO versus primera ola; p = 0.0002 al comparar periodo de ASPO versus segunda ola; p < 0.0001 al comparar primera ola versus segunda ola.

^**Análisis de covarianza.

Tabla 3 Estado de 25(OH)D durante las fases de la pandemia de COVID-19 

25(OH) D	ASPO (n = 299)		Primera ola (n = 1331)		Segunda ola (n = 3206)
	n	%	n	%	n	%
Deficiencia severa	3	1	36	2.7	49	1.3
Deficiencia	31	10.4	291	21.9	427	13.3
Insuficiencia	74	24.7	459	34.5	948	29.6
Suficiencia	191	63.9	545	40.9	1782	55.6

Chi-cuadrada, p < 0.0001. Posprueba de Bonferroni: p = 0.0004 al comparar periodo de ASPO versus primera ola; p < 0.0001 al comparar primera ola versus segunda ola; p = 0.15 al comparar periodo de ASPO versus segunda ola.

Efecto del confinamiento

Para verificar si la estrategia de confinamiento implementada por el gobierno argentino entre el 20 de marzo y el 4 de junio de 2020 tuvo algún efecto sobre los niveles de 25(OH)D, primero comparamos los años 2019 y 2020 en términos de UVDVC en la zona de Rosario entre el 1 de enero y el 31 de agosto. También analizamos la temperatura diaria y la temperatura diurna. La Figura 2A muestra que la radiación UV apta para la biosíntesis de vitamina D que llegó a la zona en los primeros ocho meses de 2020 no difirió significativamente de la de 2019 (5.41 ± 4.46 kJ/m^{2 o}C en 2019 versus 5.60 ± 4.49 kJ/m² en 2020, p = 0.60). Lo mismo sucedió con la temperatura total (17.08 ± 5.98 ^oC en 2019 versus 17.29 ± 6.53 ^oC en 2020, p = 0.71), como puede apreciarse en la Figura 2B, y la temperatura diurna (19.21 ± 5.78 ^oC en 2019 versus 19.92 ± 6.28 ^oC en 2020, p = 0.71). UVDVC fue significativamente menor en el período pos-ASPo en comparación con el periodo de ASPo (31.91 ± 4.69 versus 35.19 ± 8.29, p = 0.03). No existió diferencia de UVDVC entre el período pos-ASPo y el mismo período en 2019 (31.91 ± 4.69 kJ/m² versus 32.90 ± 5.11 kJ/m², p = ns).

Figura 2 A: variabilidad semanal de UVDVC (dosis recomendada de radiación UV modificada por las nubes para la síntesis de vitamina D) entre el 1 de enero y el 31 de agosto de 2019 (línea negra) y 2020 (línea magenta). B: variabilidad de la temperatura media diaria semanal; el área azul representa el período de aislamiento social preventivo obligatorio (ASPO), del 20 de marzo al 6 de junio de 2020. 

Los niveles de 25(OH)D fueron más altos durante el periodo de ASPO en comparación con el mismo período de 2019 (36.58 ± 13.28 versus 33.98 ± 13.52, p = 0.018). No se identificaron diferencias en los niveles de 25(OH)D entre el periodo pos-ASPO y el mismo periodo de 2019 (32.57 ± 12.85 versus 33.8 ± 12.97, p = ns). Se encontraron niveles más bajos de 25(OH)D en el período pos-ASPO en comparación con el periodo de ASPO (p < 0.00001), pero no entre los mismos períodos de 2019. La frecuencia de hipovitaminosis D también fue mayor en el período pos-ASPO en comparación con el periodo de ASPO (48.6 % versus 36.1 %, p = 0.01), sin diferencias en la comparación entre períodos similares de 2019. La Figura 3 muestra la comparación de los niveles de 25(OH)D promediados semanalmente entre el 20 de marzo y el 31 de agosto de 2019 y 2020. En la Figura 3 también se aprecia que durante el período entre la segunda quincena de julio y la primera quincena de agosto de 2020, los niveles de 25(OH)D fueron más bajos respecto al período de ASPO. Ese tiempo corresponde a las semanas 6 a 9 después de la finalización del ASPO.

Figura 3 Variabilidad de los niveles semanales de 25(OH)D del 20 de marzo al 31 de agosto. Comparación entre 2019 y 2020. El área azul representa el período de aislamiento social preventivo obligatorio (ASPO), del 20 de marzo al 6 de junio de 2020. 

Se encontró una correlación positiva entre los niveles de 25(OH)D y UVDVC en 2019 (r = 0.116, p < 0.0001). No se demostró esta correlación en 2020 (r = −00218, p = 0.433).

Discusión

Nuestro estudio tuvo como objetivo evaluar la posible asociación entre el ASPO y los niveles plasmáticos de 25(OH)D en una población adulta de la ciudad de Rosario y relacionarlos con la UVDVC. Demostramos que las medias de los niveles de 25(OH)D fueron menores durante 2020, principalmente durante la primera ola de COVID-19, ocurrida entre septiembre y noviembre. Además, encontramos una disminución de los niveles de 25(OH)D en el período pos-ASPO en comparación con el periodo de ASPO. Este hallazgo no se reproduce durante los mismos períodos de 2019, lo que plantea la hipótesis de que los menores niveles de 25(OH)D se debieron a una menor biosíntesis asociada a una menor exposición solar inducida por el confinamiento estricto durante el ASPO, ya que tanto la UVDVC como la temperatura ambiente no variaron. Estos resultados son similares a los demostrados por otros autores que analizaron los niveles de 25(OH)D en niños,¹³,²³ pero difieren de los reportados por Ferrari et al.¹⁴ en una cohorte de pacientes adultos.

El ASPO se estableció con el objetivo de aplanar la curva de nuevas infecciones, aumentar la conciencia pública sobre los estándares de atención y preparar los servicios de salud con capacitación del personal y expansión de la capacidad técnica y tecnológica.²⁴ Sin embargo, su implementación también redujo los niveles de vitamina D, situación que podría conducir a un mayor riesgo de infecciones respiratorias, entre ellas COVID-19.²⁵ En este sentido, demostramos niveles más bajos de vitamina D durante la primera ola de COVID-19 en comparación con el periodo de ASPO y la segunda ola, junto con mayor prevalencia de deficiencia e insuficiencia de 25(OH)D. Esta situación también fue evidenciada por Ferrari et al.¹⁴

En cuanto a la asociación entre la infección por SARS-CoV-2 y las tasas de mortalidad por COVID-19 con la exposición a la luz solar, casi se ha descuidado un factor implicado en la biosíntesis endógena de la vitamina D. Los escasos estudios publicados indican la existencia de una asociación entre el brote de la enfermedad y la latitud, aunque se limitan a los primeros meses de la pandemia.¹⁵,²⁶ En nuestro análisis demostramos una menor UVDVC en el período pos-ASPO en comparación con el periodo de ASPO durante 2020. En esta fase se desarrolló la primera ola de COVID-19, con aumento significativo en el número de casos y tasas de mortalidad. Como la radiación UV participa en la biosíntesis de la vitamina D, se podría justificar el aumento en el número de pacientes con COVID-19 con mayor prevalencia de hipovitaminosis D.

Un análisis más actualizado ha demostrado una posible correlación entre los casos de COVID-19 por millón de habitantes y niveles de 25(OH)D, pero no con tasas de mortalidad relacionadas con COVID-19.²⁷ En forma similar, Moozhipurath et al. identificaron una asociación negativa entre la intensidad de los rayos UV y las muertes por COVID-19.²⁸ Sin embargo, no podemos establecer una relación causal porque no analizamos los niveles de 25(OH)D o UVDVC en función de la presencia de COVID-19. En este sentido, en una cohorte de pacientes adultos no se observaron diferencias en los niveles de vitamina D entre los individuos con resultado positivo o negativo de infección por SARS-CoV-2.¹⁴ En cambio, en un estudio realizado en pacientes pediátricos con COVID-19 se encontraron niveles más bajos de vitamina D en comparación con el grupo de control.²⁹

Finalmente, no puede desestimarse que la vitamina D sea solo un marcador de gravedad y que no exista una causalidad. En este sentido, un gran estudio de aleatorización mendeliana de vitamina D evaluó la evidencia de causalidad entre los niveles de vitamina D y la gravedad y susceptibilidad a la infección por SARS-CoV-2; después de que se excluyeron todos los posibles factores de confusión, no se encontró ninguna asociación.³⁰

La variabilidad estacional de los niveles séricos de vitamina D se observa comúnmente en numerosos países del mundo;⁷ se relaciona principalmente con las diferentes exposiciones solares durante el año y, precisamente, con la intensidad de la radiación UV.⁵-⁷ Sin embargo, la síntesis cutánea de vitamina D puede verse afectada por otros factores, como el clima y la cultura.³¹,³² No observamos la variabilidad estacional característica de la vitamina D en el período previo al inicio de la pandemia, pero observamos niveles más bajos de 25(OH)D y una mayor prevalencia de hipovitaminosis D en el período pos-ASPO. Dado que el efecto de la radiación UV en los niveles de 25(OH)D suele apreciarse después de dos meses,³³ cualquier efecto causado por el confinamiento relacionado con COVID-19 debió observarse aproximadamente entre mayo y septiembre de 2020. Precisamente, durante el mes de julio y la primera semana de agosto de 2020 se registraron los niveles más bajos de 25(OH) D, correspondientes a las semanas 6 a 9 posteriores a la culminación del ASPO.

Los hallazgos anteriores no serían explicados por los perfiles de UVDVC, los cuales se superpusieron durante los períodos analizados (Figura 2A). Tampoco se explican por la temperatura ambiente. Asimismo, la falta de correlación entre los niveles de UVDVC y 25(OH)D durante 2020 muestra que si bien la dosis de UVDVC no varió entre 2019 y 2020, el confinamiento podría conllevar menor exposición a la luz solar y disminución de la síntesis cutánea de vitamina D.

Finalmente, encontramos una correlación positiva entre los niveles de 25(OH)D y la edad, junto con niveles más bajos de 25(OH)D en personas menores de 40 años. Aunque resulta una especulación, es posible plantear la hipótesis de que durante el período de ASPO, y para limitar los efectos negativos del confinamiento, se sugirió la suplementación sistemática con vitamina D en personas mayores, como se ha demostrado en estudios previos.³⁴ Sin embargo, no puede soslayarse que la correlación constatada en nuestro análisis fue muy débil (rho = 0.037) para delinear conclusiones categóricas al respecto.

Nuestro estudio tiene limitaciones que podrían haber resultado en estimaciones sesgadas. En primer lugar, no se consideró la ingesta promedio de vitamina D debido a la falta de información sobre la suplementación con esa vitamina o los hábitos dietéticos de los pacientes. En segundo lugar, en los participantes fue imposible determinar la duración exacta y el área de la piel expuesta a la luz solar. Sin embargo, el número de pacientes analizados en nuestra cohorte es una muestra representativa y fiable de la población general, y los resultados presentados son un punto de partida que permite evaluar aspectos más específicos del impacto de la pandemia en los niveles de vitamina D y la relación entre la vitamina D y la evolución de la infección por SARS-CoV-2.

Conclusiones

El confinamiento estricto implementado durante la primera etapa de la pandemia de COVID-19 llevó, independientemente de la UVDVC y de la temperatura ambiente, a una mayor frecuencia de hipovitaminosis D durante los períodos sucesivos.