Rola witaminy D w sporcie

Witamina D jest powszechnie znanym związkiem rozpuszczalnym w tłuszczach, który charakteryzuje się wszechstronnym działaniem na organizm człowieka. Występuje ona w naturze w postaci witaminy D2 (ergokalcyferol) i witaminy D3 (cholekalcyferol). Witamina D2 jest wytwarzana przez drożdże i grzyby w wyniku ekspozycji ergosterolu (prowitaminy D2) na promieniowanie UVB, dlatego ergokalcyferol naturalnie znajduje się w grzybach suszonych na słońcu oraz w produktach pochodzenia roślinnego na skutek zanieczyszczenia grzybami. W związku z tym, witamina D2 jest ogólnie znana jako roślinna forma witaminy D, podczas gdy witamina D3 jest wytwarzana w rezultacie ekspozycji na światło słoneczne 7-dehydrocholesterolu (prowitaminy D3) w skórze wielu kręgowców, w tym ludzi. Stale rosnąca liczba dowodów naukowych sugeruje, że witamina D wywiera ważny wpływ na zachowanie równowagi gospodarki wapniowo-fosforanowej oraz prawidłowej kondycji układu sercowo-naczyniowego, endokrynnego, nerwowego, immunologicznego, jak również mięśniowo-szkieletowego. Warto podkreślić, że szerokie spektrum aktywności biologicznej witaminy D w organizmie ludzkim wynika z obecności receptorów jądrowych witaminy D (VDR) w niemal każdej komórce jądrzastej w ciele człowieka. Ponadto witamina D jako prohormon ulega dalszym przemianom metabolicznym w wątrobie i nerkach, w wyniku czego powstaje aktywna biologicznie forma witaminy D, czyli kalcytriol, który właściwie pełni szereg istotnych funkcji w organizmie ludzkim, w tym wiąże się z receptorem VDR w celu regulacji ekspresji różnych genów.

Jaką rolę pełni witamina D w organizmie ludzkim?

• Wspomaga jelitową absorpcję wapnia oraz fosforanów,

• Reguluje uwalnianie parathormonu (PTH) przez komórki przytarczyc,

• Odpowiada za proces kościotworzenia,

• Bierze udział w rozmnażaniu i różnicowaniu komórek odpornościowych,

• Obniża stężenie cytokin prozapalnych oraz zarazem zwiększa poziom cytokin przeciwzapalnych,

• Utrzymuje integralność bariery jelitowej,

• Chroni przed stresem oksydacyjnym,

• Reguluje ciśnienie tętnicze krwi,

• Hamuje proces włóknienia nerek,

• Przeciwdziała namnażaniu się komórek nowotworowych,

• Zapobiega obniżaniu wydzielania insuliny,

• Wykazuje właściwości immunomodulujące co podkreśla jej ważną rolę w stymulacji odporności przeciwzakaźnej organizmu, w przebiegu ostrych i przewlekłych stanów zapalnych, jak również w chorobach o podłożu autoimmunizacyjnym,

• Reguluje ekspresję ponad 900 wariantów genów,

• Wspomaga funkcjonowanie gospodarki żelazowej organizmu poprzez obniżanie stężenia hepcydyny.

Czy witamina D jest ważna dla sportowców?

Wyniki badań przeprowadzonych w ostatniej dekadzie wykazały, że u dorosłych osób z optymalnym stężeniem witaminy D we krwi obserwuje się:

• mniejszą liczbę urazów,

• poprawę czynności nerwowo-mięśniowych,

• polepszenie efektów rehabilitacji,

• redukcję stanów zapalnych,

• zmniejszone ryzyko rozwoju infekcji górnych dróg oddechowych (w tym u sportowców podczas szczególnie intensywnych okresów treningowych),

• obniżone ryzyko wystąpienia złamań przeciążeniowych,

• poprawę funkcji lewej komory serca,

• większy rozmiar włókien mięśniowych szybkokurczliwych (włókien typu II),

• wzrost siły mięśni (szczególnie u osób z uprzednio stwierdzonym jej niedoborem),

• poprawę wyników sportowych.

Warto również podkreślić, że niedobór witaminy D może z kolei przyczyniać się do miopatii, obniżenia napięcia mięśniowego, zaburzenia równowagi oraz degradacji włókien mięśniowych typu II co może mieć negatywny wpływ na siłę, moc i pracę mięśni. Niewłaściwy stan zaopatrzenia organizmu w witaminę D wiąże się również z rozwojem stresu oksydacyjnego w mięśniach szkieletowych, który negatywnie wpływa na funkcje mitochondriów i tempo zużycia tlenu. Zauważono także, że zawodnicy z ciężkim niedoborem witaminy D charakteryzują się znacznie mniejszymi parametrami strukturalnymi i funkcjonalnymi układu krążenia co może niekorzystnie wpływać na wydolność tlenową. Ponadto, sportowcy są bardziej narażeni na urazy mięśniowo-szkieletowe i kontuzje oraz niską gęstość mineralną kości, gdy stwierdza się u nich niedobór witaminy D.

Czy suplementacja witaminą D może poprawiać osiągi sportowe?

Odkrycie obecności receptorów VDR w mięśniach szkieletowych wzbudziło duże zainteresowanie badaczy możliwym wpływem witaminy D na siłę i funkcję mięśni. Wyniki niektórych badań wykazały istotny wpływ suplementacji witaminą D na siłę mięśni kończyn dolnych, szczególnie u sportowców trenujących przez cały rok w zamkniętych pomieszczeniach. Ponadto zaobserwowano, że aktywna biologicznie postać witaminy D stymuluje syntezę określonych białek mięśniowych co może skutkować zwiększeniem masy i siły mięśni. Z kolei najświeższe doniesienia polskich naukowców wykazały, że kilkutygodniowe stosowanie witaminy D w zalecanej dawce (najczęściej 2000 IU na dobę) może znacznie zmniejszyć uszkodzenia komórek mięśniowych wywołane ekscentrycznymi ćwiczeniami oraz poprawić proces regeneracji powysiłkowej, a także zapobiegać dolegliwościom mięśniowo-szkieletowym u wytrenowanych sportowców. Choć ciągle rośnie liczba publikacji naukowych, które sugerują, iż suplementacja witaminą D znacznie poprawia stan zaopatrzenia organizmu w witaminę D i zarazem korzystnie wpływa zarówno na wydolność tlenową, jak i beztlenową u osób aktywnych fizycznie z wyjściowym obniżonym stężeniem metabolitu 25 (OH) D, to jednak wymagane są kolejne dobrze zaprojektowane badania w tej materii, aby lepiej poznać jej wpływ na wyniki sportowe. W świetle aktualnych dowodów naukowych, suplementację witaminą D u sportowców należy zatem postrzegać przede wszystkim w kontekście korzyści zdrowotnych, takich jak choćby utrzymanie prawidłowych funkcji układu odpornościowego i ochrony układu mięśniowo-szkieletowego, a nie jej działania ergogenicznego, zwłaszcza u zawodniczek i zawodników z optymalnym stężeniem metabolitu 25 (OH) D.

Czy osoby uprawiające sport są narażone na niedobór witaminy D?

Nie ulega żadnej wątpliwości, że w ostatnich dwóch dziesięcioleciach wyraźnie wzrosło zainteresowanie naukowców oceną stanu zaopatrzenia organizmu w witaminę D u osób wyczynowo uprawiających sport. Jak bowiem wykazały rezultaty licznych badań naukowych z udziałem sportowców, u ponad połowy zawodniczek i zawodników rożnych dyscyplin sportowych na całym świecie stwierdzono w ostatnich latach niedobór witaminy D, tj. stężenie metabolitu wątrobowego 25 (OH) D w surowicy krwi poniżej 20 nmol/L. Warto podkreślić, że nieprawidłowy stan zaopatrzenia organizmu w witaminę D był relatywnie często obserwowany u sportowców zamieszkałych na co dzień w krajach położonych na wyższych szerokościach geograficznych, w tym między innymi w Polsce, Wielkiej Brytanii, Belgii oraz Holandii, zwłaszcza w miesiącach zimowych. Obecnie dobrze wiadomo, że ryzyko wystąpienia niedoboru witaminy D znacznie wzrasta na wyższych szerokościach geograficznych (> 40°N), w okresie jesienno-zimowym i wczesną wiosną oraz podczas uprawiania sportu w pomieszczeniach zamkniętych (np. sporty halowe). Na domiar tego sportowcy trenujący i startujący w zawodach, które odbywają się przez okrągły rok w pomieszczeniach zamkniętych są narażeni na większe ryzyko niedoboru witaminy D. Znaczne rozpowszechnienie niskiego poziomu 25 (OH) D we krwi wśród sportowców wynika w gruncie rzeczy z niewystarczającej endogennej produkcji skórnej, związanej z niedostateczną ekspozycją na promieniowanie słoneczne (UVB) w ciągu dnia w okresie późnej wiosny i lata, a także ze zbyt małej konsumpcji pokarmów będących bogatym źródłem witaminy D oraz nierzadko z braku świadomości, że suplementacja tym związkiem jest niezbędna, zwłaszcza w okresie jesienno-zimowym.

Które czynniki zwiększają ryzyko niedoboru witaminy D u sportowców?

• Położenie geograficzne,

• Ciemna karnacja,

• Wysoka zawartość tkanki tłuszczowej w organizmie,

• Wykonywanie sesji treningowych wewnątrz pomieszczenia,

• Podejmowanie aktywności fizycznej na zewnątrz jedynie w godzinach wczesno porannych lub wieczornych (w tym także po zachodzie słońca), kiedy poziom promieniowania UVB jest niski w okresie wiosenno-letnim,

• Blokowanie ekspozycji na promienie UVB poprzez stosowanie kremów do opalania, noszenie odzieży z długim rękawem oraz używanie specjalnego sprzętu sportowego.
  
  

Jakie jest właściwe stężenie metabolitu 25 (OH) D w surowicy krwi?

• Toksyczne stężenie witaminy D: ponad 100 ng/ml (> 250 nmol/l).

• Wysokie stężenie witaminy D: 50 – 100 ng/ml (> 125 nmol/l).

• Optymalne stężenie witaminy D: 30 – 50 ng/ml (75 – 125 nmol/l).

• Suboptymalne stężenie witaminy D: 20 – 30 ng/ml (50 – 75 nmol/l).

• Niedobór witaminy D: poniżej 20 ng/ml (< 50 nmol/l).
  
  

Kiedy badać stan zaopatrzenia organizmu w witaminę D?

Fachowe piśmiennictwo sugeruje, że zawodnicy, którzy doświadczyli przetrenowania, złamań przeciążeniowych, kontuzji układu kostnego lub stawowego, bolesności i osłabienia mięśni, a ich styl życia wiąże się z małą ekspozycją na światło słoneczne, wymagają w szczególności oceny stężenia metabolitu 25 (OH) D we krwi. Niemniej jednak znaczne rozpowszechnienie niedostatecznego poziomu witaminy D wśród sportowców trenujących w Polsce na szerokości geograficznej 49 - 54˚N i głównie na świeżym powietrzu sprawia, że konieczne jest zalecenie wszystkim sportowcom regularnego monitorowania stężenia metabolitu wątrobowego 25 (OH) D w celu dobrania przez specjalistę indywidualnej dawki witaminy D oraz odpowiedniego preparatu.

Czy regularna ekspozycja na promieniowanie słoneczne jest wystarczająca, aby zapewnić optymalne stężenie witaminy D?

Jak dobrze wiadomo, większość witaminy D w ludzkim organizmie może być produkowana w skórze w wyniku ekspozycji na słońce, a dokładnie promieniowane ultrafioletowe B (UVB). Choć powszechnie uważa się, że produkcja skórna może pokryć nawet 80 – 100 % dziennego zapotrzebowania na witaminę D, to jednak w Polsce jest ona skuteczna wyłącznie w okresie wiosenno-letnim (od maja do września), w godzinach od 10 do 15, przy odpowiednim kącie nasłonecznienia, temperaturze powietrza sprzyjającej kąpieli słonecznej i przeważającej bezchmurnej pogodzie. Dopiero w takich warunkach pogodowych, ekspozycja co najmniej 18 % powierzchni ciała, tj. odsłoniętych przedramion i kończyn dolnych przez około 15 minut może prowadzić do naturalnej syntezy witaminy D w ilości odpowiadającej na ogół zalecanej dziennej dawce preparatu farmaceutycznego w okresie jesienno-zimowym, czyli 2000 – 4000 IU. Należy jednak zaznaczyć, że istnieje wiele czynników endogennych i środowiskowych, takich jak chociażby podeszły wiek, intensywna pigmentacja skóry, zachmurzenie nieba, zanieczyszczenie powietrza, nadmierne stosowanie kosmetyków o współczynniku ochrony przeciwsłonecznej powyżej 15 (SPF > 15), które znacząco wydłużają czas ekspozycji niezbędny do osiągnięcia wystarczającego stężenia witaminy D, bądź mogą nawet całkowicie uniemożliwić produkcję skórną witaminy D, pomimo, iż zapewniona jest adekwatna ilość czasu spędzonego na słońcu wiosną i latem.

Jakie są źródła pokarmowe witaminy D?

Witaminę D można znaleźć w produktach żywnościowych pochodzenia zwierzęcego, głównie rybach, takich jak węgorz, łosoś (zwłaszcza dziki), śledź, makrela, sardynki, olej z wątroby dorsza (tran) oraz w mniejszym stopniu w żółtku jaja kurzego, pełnotłustych serach, mleku, jak również żywności wzbogaconej (np. napoje roślinne) i niektórych gatunkach grzybów (szczególnie Shitake). Szacuje się, że właściwie zbilansowana dieta tradycyjna pokrywa do 20 % dziennego zapotrzebowania na witaminę D, niemniej jednak w wypadku diety całkowicie roślinnej (np. wegańskiej) spożycie witaminy D wydaje się być wyraźnie niższe.

Czy suplementacja witaminą D jest zatem nieodzowna?

Mając na uwadze fakt, iż wśród sportowców obserwuje się ogólną tendencję do niskiej podaży witaminy D wraz z pożywieniem, a dodatkowo interwencja dietetyczna okazuje się najczęściej niewystarczającym sposobem na zwiększenie jej stężenia we krwi, to regularna suplementacja witaminą D w odpowiedniej dawce i/lub świadoma ekspozycja na promieniowanie UVB w ciągu dnia wiosną oraz latem może się okazać rzeczywiście niezbędna. Zgodnie z aktualnie obowiązującymi wytycznymi dotyczącymi suplementacji witaminą D dla populacji polskiej, aby uzyskać plejotropowe działanie witaminy D należy utrzymywać wartości metabolitu 25 (OH) D na docelowym poziomie 30 – 50 ng/ml (75 – 125 nmol/l) przez cały rok. Suplementacja odpowiednio dobraną dawką i dobrej jakości preparatem zawierającym witaminę D pozwala na osiągnięcie optymalnego stężenia 25 (OH) D w surowicy krwi i może mieć korzystny wpływ na ogólną kondycję zdrowotną oraz w niektórych sytuacjach także na wybrane parametry sprawności fizycznej.

Jaką dawkę witaminy D stosować?

Biorąc pod uwagę obecne zalecenia dla populacji polskiej, osobom dorosłym rekomenduje się przyjmować od 800 do 2000 IU witaminy D na dobę, zależnie od masy ciała i spożycia w diecie w miesiącach od września do końca kwietnia lub nawet przez cały rok (szczególnie u osób starszych), jeżeli nie jest zapewniona efektywna synteza skórna tej witaminy w miesiącach letnich. Odpowiedni dobór dawki suplementacji zależny jest od stanu zdrowia, masy ciała, wieku, przebytych i obecnych chorób oraz pochodzenia etnicznego. Warto zauważyć, że u otyłych nastolatków, dorosłych i seniorów (65 – 75 lat) wymagana jest suplementacja witaminą D w dawce od 1600 do 4000 IU na dobę, w zależności od stopnia otyłości. Z kolei pacjenci powyżej 19 roku życia ze zdiagnozowanym niedoborem witaminy D powinni otrzymywać dawki lecznicze wspomnianej witaminy (pod ścisłym nadzorem lekarza), które mogą wynosić nawet do 10000 IU na dobę w zależności do indywidualnej sytuacji, aż do uzyskania optymalnego stężenia 25 (OH) D w surowicy krwi, czyli 30 – 50 ng/ml.

Kiedy spożywać preparat zawierający witaminę D?

Dobrze wiadomo, iż witamina D jest w około 50 - 80 % wchłaniana w jelicie cienkim. Oznacza to, że wymagana jest obecność tłuszczów w celu pobudzenia uwalniania kwasów żółciowych i ułatwienia jej absorpcji przez błonę śluzową jelita. Mając na uwadze niniejszy fakt, warto spożywać preparat zawierający odpowiednią dawkę witaminy D z posiłkiem, który zapewni umiarkowaną ilość tłuszczów, np. dodatkiem oleju rzepakowego, oliwy z oliwek z pierwszego tłoczenia, awokado, orzechów, pestek, bądź nasion.

Czy przyjmowanie witaminy D w wysokich dawkach niesie za sobą jakiekolwiek ryzyko zdrowotne?

Stosowanie ekstremalnie wysokich dawek witaminy D przez zawodniczki i zawodników różnych dyscyplin sportowych nie przyczynia się do poprawy wyników sportowych, natomiast może wywoływać wręcz odwrotne skutki. Istnieją dowody na to, że nie tylko niskie, lecz również wysokie stężenia metabolitu 25 (OH) D są związane z pogorszeniem kondycji zdrowotnej, choćby w postaci zwiększonej śmiertelności i częstotliwości upadków, zahamowania syntezy kalcytriolu oraz obniżenia jakości nasienia w wypadku mężczyzn.

Kluczowe informacje do zapamiętania

• Witamina D jest witaminą rozpuszczalną w tłuszczach, która może być wytwarzana w skórze człowieka pod wpływem światła słonecznego przy zachowaniu odpowiednich warunków w miesiącach od maja do końca września w szerokości geograficznej, w której leży Polska.

• Witamina D jest związkiem o wielokierunkowej aktywności biologicznej, który odgrywa ważną rolę w wielu procesach fizjologicznych, w tym jest niezbędny do jelitowego wchłaniania wapnia oraz fosforanów, regulacji wydzielania parathormonu, jak również zachowania optymalnego zdrowia układu mięśniowo-szkieletowego.

• Regularna ocena stanu zaopatrzenia organizmu w witaminę D, czyli badanie stężenia metabolitu wątrobowego 25 (OH) D w surowicy krwi oraz właściwie dobrana na podstawie uzyskanego wyniku suplementacja to niezbędne działania, aby zapewnić prawidłową kondycję zdrowotną osobom uprawiającym sport (w szczególności utrzymanie optymalnej funkcji układu odpornościowego, prewencji dolegliwości mięśniowo-szkieletowych i poprawy regeneracji powysiłkowej).

• W sytuacji, gdy synteza skórna witaminy D występuje rzadko lub w ogóle nie jest możliwa (okres jesienno-zimowy w Polsce), nawet dobrze skomponowana i prawidłowo zbilansowana dieta tradycyjna nie jest w stanie zaspokoić zapotrzebowania na tę witaminę, stąd też istnieje konieczność dodatkowej suplementacji witaminą D.

• Wyniki licznych badań naukowych sugerują, że wpływ suplementacji witaminą D na skład ciała, spoczynkową przemianę materii, siłę mięśniową oraz wydolność fizyczną może być najbardziej znaczący w populacjach z niedoborem witaminy D, u osób otyłych i/lub w podeszłym wieku, lecz nie u aktywnych fizycznie młodych dorosłych oraz sportowców z prawidłowym stanem zaopatrzenia organizmu w witaminę D.
  
  

Piśmiennictwo:

1. Farrokhyar F., Tabasinejad R., Dao D., et al.: Prevalence of vitamin D inadequacy in athletes: a systematic-review and meta-analysis. Sports Med. 2015 Mar;45(3):365-78.

2. Farrokhyar F., Sivakumar G., Savage K., et al.: Effects of Vitamin D Supplementation on Serum 25-Hydroxyvitamin D Concentrations and Physical Performance in Athletes: A Systematic Review and Meta-analysis of Randomized Controlled Trials. Sports Med. 2017 Nov;47(11):2323-2339.

3. Owens D.J., Allison R., Close G.L.: Vitamin D and the Athlete: Current Perspectives and New Challenges. Sports Med. 2018 Mar;48(Suppl 1):3-16.

4. Allison R.J., Close G.L., Farooq A., et al.: Severely vitamin D-deficient athletes present smaller hearts than sufficient athletes. Eur J Prev Cardiol. 2015 Apr;22(4):535-42.

5. Książek A., Zagrodna A., Słowińska-Lisowska M.: Vitamin D, Skeletal Muscle Function and Athletic Performance in Athletes-A Narrative Review. Nutrients. 2019 Aug 4;11(8):1800.

6. Wiciński M., Adamkiewicz D., Adamkiewicz M., et al.: Impact of Vitamin D on Physical Efficiency and Exercise Performance—A Review. Nutrients. 2019 Nov; 11(11): 2826.

7. Dzik K.P., Kaczor J.J.: Mechanisms of vitamin D on skeletal muscle function: oxidative stress, energy metabolism and anabolic state. Eur J Appl Physiol. 2019; 119(4): 825–839.

8. Żebrowska A., Sadowska-Krępa E., Stanula A., et al.: The effect of vitamin D supplementation on serum total 25(OH) levels and biochemical markers of skeletal muscles in runners. J Int Soc Sports Nutr. 2020 Apr 9;17(1):18.

9. Pilch W., Kita B., Piotrowska A., et al.: The effect of vitamin D supplementation on the muscle damage after eccentric exercise in young men: a randomized, control trial. J Int Soc Sports Nutr. 2020; 17: 53.

10. Kujach S., Lyzwinski D., Chroboczek M., et al.: The Effect of Vitamin D 3 Supplementation on Physical Capacity among Active College-Aged Males. Nutrients. 2020 Jun 30;12(7):1936.

11. de la Puente Yagüe M., Collado Yurrita L., Ciudad Cabañas M.J., et al.: Role of Vitamin D in Athletes and Their Performance: Current Concepts and New Trends. Nutrients. 2020 Feb; 12(2): 579.

12. Chiang C.M., Ismaeel A., Griffis R.B., et al.: Effects of Vitamin D Supplementation on Muscle Strength in Athletes: A Systematic Review. J Strength Cond Res. 2017 Feb;31(2):566-574.

13. Han Q., Li X., Qiushi Tan Q., et al.: Effects of vitamin D3 supplementation on serum 25(OH)D concentration and strength in athletes: a systematic review and meta-analysis of randomized controlled trials. J Int Soc Sports Nutr. 2019 Nov 26;16(1):55.

14. Zhang L., Quan M., Cao Z.B.: Effect of vitamin D supplementation on upper and lower limb muscle strength and muscle power in athletes: A meta-analysis. PLoS One. 2019 Apr 30;14(4):e0215826.

15. Montenegro K.R., Cruzat V., Melder H., et al.: Vitamin D Supplementation Does Not Impact Resting Metabolic Rate, Body Composition and Strength in Vitamin D Sufficient Physically Active Adults. Nutrients. 2020 Oct; 12(10): 3111.

16. Krzywański J., Pokrywka A., Młyńczak M., et al.: Is vitamin D status reflected by testosterone concentration in elite athletes? Biol Sport. 2020 Sep; 37(3): 229–237.

17. Rusińska A., Płudowski P., Walczak M., et al.: Vitamin D Supplementation Guidelines for General Population and Groups at Risk of Vitamin D Deficiency in Poland—Recommendations of the Polish Society of Pediatric Endocrinology and Diabetes and the Expert Panel With Participation of National Specialist Consultants and Representatives of Scientific Societies—2018 Update. Front Endocrinol (Lausanne). 2018 May 31;9:246.

image: Freepik.com