D’un point de vue évolutif, la vitamine D et la mélatonine sont apparues très tôt et partagent des fonctions liées aux mécanismes de défense. Dans le contexte clinique actuel, la vitamine D est exclusivement associée au métabolisme phosphocalcique. La mélatonine, quant à elle, a des effets chronobiologiques et influence le cycle veille-sommeil.
Des preuves scientifiques ont toutefois permis d’identifier de nouvelles actions des deux molécules dans différents contextes physiologiques et pathologiques. Les voies de biosynthèse de la vitamine D et de la mélatonine sont inversement liées à l’exposition au soleil. Une carence en ces molécules a été associée à la pathogenèse des maladies cardiovasculaires, y compris l’hypertension artérielle, les maladies neurodégénératives, les troubles du sommeil, les maladies rénales, le cancer, les troubles psychiatriques, les maladies osseuses, le syndrome métabolique et le diabète, entre autres. Au cours du vieillissement, l’apport et la synthèse cutanée de la vitamine D, ainsi que la synthèse endogène de la mélatonine, sont remarquablement réduits, produisant ainsi un état caractérisé par une augmentation du stress oxydatif, de l’inflammation et du dysfonctionnement mitochondrial. Ces deux molécules sont impliquées dans le fonctionnement homéostatique des mitochondries.
Compte tenu de la présence de récepteurs spécifiques dans l’organite, de l’antagonisme du système rénine-angiotensine-aldostérone (SRAA), de la diminution des espèces réactives de l’oxygène (ROS), en conjonction avec des modifications de l’autophagie et de l’apoptose, des propriétés anti-inflammatoires entre autres, les mitochondries apparaissent comme la cible commune finale de la mélatonine et de la vitamine D. L’objectif principal de cette étude est d’élucider les mécanismes moléculaires communs par lesquels la vitamine D et la mélatonine pourraient avoir un effet synergique dans la protection du bon fonctionnement des mitochondries.