Da un punto di vista evolutivo, la vitamina D e la melatonina sono comparse molto presto e condividono funzioni legate ai meccanismi di difesa. Nell’attuale contesto clinico, la vitamina D è associata esclusivamente al metabolismo fosfocalcico. La melatonina, invece, ha effetti cronobiologici e influenza il ciclo sonno-veglia.

L’evidenza scientifica, tuttavia, ha identificato nuove azioni di entrambe le molecole in diversi contesti fisiologici e patologici. Le vie biosintetiche della vitamina D e della melatonina sono inversamente correlate all’esposizione solare. Una carenza di queste molecole è stata associata alla patogenesi di malattie cardiovascolari, tra cui l’ipertensione arteriosa, malattie neurodegenerative, disturbi del sonno, malattie renali, cancro, disturbi psichiatrici, malattie ossee, sindrome metabolica e diabete, tra gli altri. Durante l’invecchiamento, l’assunzione e la sintesi cutanea di vitamina D, così come la sintesi endogena di melatonina, si riducono notevolmente, producendo uno stato caratterizzato da un aumento dello stress ossidativo, dell’infiammazione e della disfunzione mitocondriale. Entrambe le molecole sono coinvolte nel funzionamento omeostatico dei mitocondri.

Data la presenza di recettori specifici nell’organello, l’antagonismo del sistema renina-angiotensina-aldosterone (RAAS), la diminuzione delle specie reattive dell’ossigeno (ROS), insieme alle modifiche dell’autofagia e dell’apoptosi, le proprietà antinfiammatorie tra l’altro, i mitocondri emergono come il bersaglio finale comune della melatonina e della vitamina D. Lo scopo principale di questa rassegna è quello di chiarire i meccanismi molecolari comuni attraverso i quali la vitamina D e la melatonina potrebbero condividere un effetto sinergico nella protezione del corretto funzionamento dei mitocondri.