維生素D補(bǔ)充對運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)能力影響的研究進(jìn)展

廖立宏 曹嘉博 常莉偉 王佳弘

(1.吉林省體育科學(xué)研究所(吉林省反興奮劑中心) 吉林長春 130022;2.吉林譜尼醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室有限公司 吉林長春 130000)

近年來，人們對維生素D的認(rèn)識(shí)和研究不斷加深，主要原因是維生素D 缺乏與多種疾病之間具有關(guān)聯(lián)性。目前關(guān)于維生素D和運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)之間關(guān)系的證據(jù)越來越多，較高的血清維生素D 水平與損傷率的降低和更好的運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)有關(guān)。由于高強(qiáng)度的訓(xùn)練和比賽對運(yùn)動(dòng)員的體能要求很高，因此，除了基本的供能物質(zhì)以外，許多運(yùn)動(dòng)員將維生素D 作為他們?nèi)粘ｏ嬍车囊徊糠?。維生素D 作為一種需要依靠外源補(bǔ)充的營養(yǎng)素［1］，能調(diào)節(jié)鈣穩(wěn)態(tài)，影響細(xì)胞代謝和蛋白質(zhì)合成，同時(shí)在調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)功能、肌肉功能、心血管功能、炎癥反應(yīng)、細(xì)胞生長和骨骼健康［2］等方面有積極作用，并且會(huì)對運(yùn)動(dòng)員的耐力造成影響［3］。本文將近10年關(guān)于維生素與運(yùn)動(dòng)水平之間相關(guān)聯(lián)的文獻(xiàn)進(jìn)行匯總、凝練并加以分析，以說明維生素D對運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)能力的影響。

1 維生素D的作用機(jī)制

維生素D 最早是在20 世紀(jì)初由生物化學(xué)的先驅(qū)McCollum 發(fā)現(xiàn)的［4］，是人體不可或缺的一種脂溶性維生素，主要包括維生素D2（麥角鈣化醇）和維生素D3（膽鈣化醇）兩種形式，這兩種形式均可通過飲食補(bǔ)充經(jīng)腸道吸收進(jìn)入血液循環(huán)。其中，維生素D3是內(nèi)源性維生素D的主要來源，可通過陽光照射后的紫外線B（UVB）輻射與儲(chǔ)存在每個(gè)皮膚細(xì)胞質(zhì)膜內(nèi)的7-脫氫膽固醇相互作用形成。而維生素D2主要源于外源性膳食攝入（如三文魚、金槍魚、雞蛋、乳制品及動(dòng)物肝臟），占比相對較小。

維生素D 最廣為人知的作用是調(diào)節(jié)體內(nèi)的鈣平衡，在大眾心中，骨骼健康與維生素D之間有密不可分的關(guān)系，“抗佝僂病維生素”因此得名。人體內(nèi)幾乎所有組織都存在維生素D 受體，調(diào)節(jié)身體重要功能的數(shù)百個(gè)基因，包括肌肉功能、睪酮水平、免疫系統(tǒng)和骨骼健康［5］。人體內(nèi)25-（OH）D 在體內(nèi)是維生素D 的主要儲(chǔ)存形式，不易受其他因素影響且半衰期較長，在血中濃度穩(wěn)定，是評價(jià)維生素D營養(yǎng)狀況的黃金指標(biāo)。

維生素D在人體內(nèi)主要有內(nèi)分泌和自分泌兩種機(jī)制［6］。目前研究最多的是內(nèi)分泌，內(nèi)分泌合成的維生素D 通過增加腸道鈣吸收和破骨細(xì)胞活性發(fā)揮作用，當(dāng)體內(nèi)維生素D水平降至正常以下時(shí)，PTH（甲狀旁腺素）會(huì)增加骨吸收，以滿足身體對鈣的需求。這意味著如果體內(nèi)維生素D 水平偏低則會(huì)導(dǎo)致骨代謝增加，進(jìn)而增加骨損傷的風(fēng)險(xiǎn)，如運(yùn)動(dòng)中常見的應(yīng)力性骨折。維生素D 自分泌雖然目前相關(guān)研究不多，卻是必不可少的［7］，因?yàn)樗休d著生物體如信號(hào)傳導(dǎo)過程、表達(dá)和遺傳反應(yīng)、激素蛋白質(zhì)合成、免疫、炎癥反應(yīng)以及細(xì)胞合成等關(guān)鍵代謝過程。

目前，現(xiàn)有的理論是，血液中足夠濃度的維生素D是優(yōu)化基因組學(xué)功能所必需的［8］。維生素D可作為多達(dá)2 000個(gè)參與細(xì)胞生長、免疫和蛋白合成的基因調(diào)節(jié)劑，VDR（維生素D 受體）調(diào)節(jié)數(shù)百個(gè)執(zhí)行基本身體功能的基因的表達(dá)。這種作為遺傳調(diào)節(jié)劑的作用解釋了維生素D如何影響各種生理功能，如骨骼健康、肌肉功能、炎癥和免疫力，所有這些對健康、訓(xùn)練和運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)都很重要。

2 維生素D對運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)水平的影響

近年來，國內(nèi)外學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)維生素D 在生物體中的重要性和多功能性正變得越來越明顯，尤其在免疫功能、蛋白質(zhì)合成、肌肉功能、心血管功能、炎癥反應(yīng)、細(xì)胞生長和肌肉骨骼調(diào)節(jié)中起積極作用。目前關(guān)于維生素D 及其在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中的作用，主要集中在其對骨骼代謝平衡、肌肉阻力和運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)的影響等方面。

2.1 維生素D與骨骼肌損傷和疲勞恢復(fù)

目前維生素D已被證實(shí)是骨骼肌生理學(xué)的強(qiáng)效調(diào)節(jié)劑，通過激活影響肌肉生長和分化的基因表達(dá)來影響，特別是在快肌纖維（Ⅱ型肌纖維）中［9］。Einas 等人［10］讓12 例維生素D 缺乏癥患者在接受維生素治療前后進(jìn)行活檢，發(fā)現(xiàn)治療后的受試者Ⅱ型肌纖維萎縮情況明顯改善。補(bǔ)充維生素D可以顯著改善維生素缺乏導(dǎo)致的疲勞，維生素D可減弱炎癥生物標(biāo)志物，從而加速肌肉的再生與恢復(fù)。事實(shí)上，維生素D 會(huì)影響肌肉通過細(xì)胞膜轉(zhuǎn)運(yùn)鈣和磷酸鹽、磷脂代謝以及肌肉細(xì)胞的增殖分化。Barker等人［11］發(fā)現(xiàn)較高水平的維生素D 可能對異常肌肉損傷、改善疲勞有積極預(yù)防作用。維生素D 水平的降低會(huì)抑制訓(xùn)練后肌肉的放松，增加肌肉疼痛，同時(shí)還會(huì)導(dǎo)致肌肉能量損失和骨密度降低，從而引發(fā)受傷風(fēng)險(xiǎn)和應(yīng)力性骨折。此外，在受傷運(yùn)動(dòng)員中，維生素D 的缺乏似乎也會(huì)延遲骨科手術(shù)后的恢復(fù)，出現(xiàn)非特異性肌肉骨骼疼痛的臨床患者中有93%患有維生素D 缺乏癥。

總而言之，維生素D可以促進(jìn)肌肉蛋白質(zhì)的合成，增加ATP（三磷酸腺苷）的濃度，提高骨骼肌力量以及有氧和無氧運(yùn)動(dòng)能力，保持足夠的維生素D 水平可以減緩肌肉疲勞和防止肌肉退化。

2.2 維生素D與免疫功能

研究證明，維生素D 在先天和獲得性免疫功能方面都起著重要作用。Mountjoy 等人［12］研究發(fā)現(xiàn)，在單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、T淋巴細(xì)胞和B淋巴細(xì)胞中不僅含有VDR，還有1-α羥化酶，這一事實(shí)表明維生素D 對免疫系統(tǒng)具有重要功能。Heureux 等人［13］的研究發(fā)現(xiàn)，維生素D可抑制促炎細(xì)胞因子（如白細(xì)胞介素-6和腫瘤壞死因子-37）。在一項(xiàng)針對大學(xué)運(yùn)動(dòng)員的研究中，冬季和春季的維生素D 濃度與急性尿路感染的記錄頻率呈負(fù)相關(guān)［14］。另一項(xiàng)針對大學(xué)運(yùn)動(dòng)員的對照試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，與安慰劑對照組相比，連續(xù)14 周每天補(bǔ)充5 000 IU維生素D3可顯著增加分泌免疫球蛋白A的唾液分泌率，從而提高對呼吸道感染的抵抗力［15］。

通過以上研究發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動(dòng)員維生素D 的不足與更高的患病率呈正相關(guān)，包括普通感冒、流感和腸胃炎，尤其在高水平的專業(yè)運(yùn)動(dòng)員中，呼吸系統(tǒng)疾病的發(fā)病率越高，表明越低的維生素D 水平會(huì)導(dǎo)致他們更容易感染上呼吸道疾病，而維生素D 水平較高的個(gè)體則表現(xiàn)出低傾向。

2.3 維生素D與骨骼健康

維生素D 在骨骼健康中起著重要作用，應(yīng)力性骨折在運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域占所有臨床損傷的7%～20%。目前，已被證實(shí)維生素D 通過激活可改善腸胃對鈣的吸收和腎臟重吸收的基因表達(dá)，進(jìn)而影響骨骼健康，此外，研究表明維生素D 可通過誘導(dǎo)核因子-κB 配體受體激活因子和磷酸鹽穩(wěn)態(tài)，對成骨細(xì)胞和骨重塑產(chǎn)生積極影響，調(diào)節(jié)鈣磷平衡，因此，補(bǔ)充維生素D 對減輕骨折風(fēng)險(xiǎn)有積極作用。Kohrt［16］的研究表明運(yùn)動(dòng)期間血清離子鈣減少，促使甲狀旁腺激素活性增加，機(jī)體為維持體內(nèi)鈣循環(huán)水平，使鈣從骨中過度動(dòng)員而犧牲骨礦物質(zhì)密度。與此同時(shí)，習(xí)慣性低鈣飲食攝入與低骨密度有關(guān)，對于運(yùn)動(dòng)員而言，為滿足增加的代謝需求和支持骨骼健康，每天最適攝入鈣量為1500 mg［17］。

雖然已有研究明確指出維生素D水平會(huì)影響骨密度，發(fā)現(xiàn)骨骼延遲愈合的患者血清25-（OH）水平較低，但也有研究顯示骨干骨折患者與延遲愈合患者之間不存在明顯差異［18］，因此，對于維生素D在骨愈合中的作用有待進(jìn)一步探索。

3 運(yùn)動(dòng)員維生素D的缺乏與補(bǔ)充

運(yùn)動(dòng)員由于經(jīng)常進(jìn)行高強(qiáng)度的訓(xùn)練，機(jī)體代謝水平較普通人相對較高，體內(nèi)維生素流失更快，因此，外源性補(bǔ)充維生素D顯得尤為重要。然而維生素D缺乏的現(xiàn)象在運(yùn)動(dòng)員中普遍存在。杜春雨等人［19］研究發(fā)現(xiàn)，全球范圍內(nèi)約有10億人患有維生素D缺乏癥，王晨等人［20］以上海部分運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員為研究對象，得出維生素D缺乏及不足的狀況在高水平運(yùn)動(dòng)員群體中也普遍存在。因此，定期檢測運(yùn)動(dòng)員25-（OH）D 水平以評估體內(nèi)維生素D 營養(yǎng)狀況十分必要，維生素D 缺乏會(huì)導(dǎo)致機(jī)體出現(xiàn)骨軟化癥和骨質(zhì)疏松癥等相關(guān)并發(fā)癥。Close 等人［21］提出“食物優(yōu)先，但不總是只吃食物”，側(cè)面說明補(bǔ)充外源性維生素D 的重要性。Wyon等人［22］在一項(xiàng)口服維生素D3補(bǔ)充劑的研究中發(fā)現(xiàn)，精英芭蕾舞演員的神經(jīng)肌肉有所改善。運(yùn)動(dòng)員體內(nèi)微量營養(yǎng)素狀況會(huì)影響他們的身體表現(xiàn)，研究發(fā)現(xiàn)，鎂的攝入可以增強(qiáng)維生素D 的有效性［23］，因?yàn)殒V對于活性維生素D的合成具有積極影響。

眾所周知，對維生素D 水平影響最大的因素是日曬。已經(jīng)發(fā)表的實(shí)驗(yàn)研究數(shù)據(jù)表明，關(guān)于維生素D 需求的意見和建議存在爭議，尤其是針對于運(yùn)動(dòng)員的劑量。Carlberg等人［24］認(rèn)為，維生素D的閾值水平不足以斷言個(gè)體對維生素D 的需求，個(gè)體補(bǔ)充維生素D 及其劑量應(yīng)與“個(gè)人維生素D 反應(yīng)指數(shù)”有關(guān)。此外，還應(yīng)考慮過量補(bǔ)充維生素D 而導(dǎo)致的中毒，產(chǎn)生的相關(guān)癥狀如厭食、尿頻惡心嘔吐，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致精神萎靡和腎衰竭，多數(shù)維生素D 中毒病例是由于補(bǔ)充劑使用不當(dāng)?shù)慕Y(jié)果。另外，要特別注意，已有研究表明，如果不加以控制，陽光的照射可能會(huì)導(dǎo)致皮膚癌。

4 結(jié)語

關(guān)于維生素D和運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)之間關(guān)系的證據(jù)越來越多，這為控制運(yùn)動(dòng)員體內(nèi)維生素D 濃度的必要性提供了有力支持。因此，定期檢測運(yùn)動(dòng)員25-（OH）D 水平以評估體內(nèi)維生素D濃度對于運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)水平影響具有重要意義。毫無疑問，缺乏維生素D 會(huì)直接或間接地影響運(yùn)動(dòng)員的表現(xiàn)，目前已證實(shí)適量的維生素D 補(bǔ)充劑可以作為一種有效的營養(yǎng)補(bǔ)充手段改善運(yùn)動(dòng)員的肌肉力量、有氧和無氧運(yùn)動(dòng)能力，并且對于專業(yè)運(yùn)動(dòng)員，維生素D 補(bǔ)充劑對有氧運(yùn)動(dòng)能力的促進(jìn)效果更加明顯。但是，目前就維生素D 補(bǔ)劑的推薦攝入量尚存爭議，還需更多實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的支持。