Effekter af vitamin D-tilskud på muskelproteinsyntese (VIPER)

Nylige in vitro undersøgelser har vist en anabolsk rolle af vitamin D, der direkte målretter skeletmuskulatur via vitamin D-receptorer (VDR), der er til stede i myotuber [1,2,3]. Dette er dog endnu ikke blevet oversat til in vivo menneskelige modeller.

25-hydroxyvitamin-D (25OHD) er den primære cirkulerende metabolit og referencemåling for D-vitaminstatus. Dette kan derefter enten omdannes til 24,25-dihydroxyvitamin D3 (24,25OHD) for at forhindre forgiftning [4] eller aktiveres i nyrerne til 1,25-dihydroxyvitamin D (1,25OHD)[5].

Beviser understøtter en biologisk rolle for 1,25OHD i skeletmuskulatur[1-4,7]. Med fokus på muskelhypertrofi viste en undersøgelse, at 25OHD også kan aktiveres til 1,25OHD i myotuber[8] og fremme celleproliferation, vækst og differentiering af myocytter i in vitro skeletmuskelceller[7,9-13]. De foreslåede mekanismer inkluderer (i) genekspression af endocytiske receptorer for vitamin D-bindende protein (VDP) (megalin/cubulin) på muskelcelleoverflademembranen og (ii) høj affinitet for VDP til at binde til actin inde i muskelcellen. Desuden understøtter epidemiologiske undersøgelser en positiv rolle for vitamin D i menneskelig muskelfunktion [14-21] og mekanistiske undersøgelser implicerer intracellulær 25OHD i reguleringen af ​​proteinmetabolisme. Cellekultur og in vivo dyremodeller viser, at 25OHD aktiverer anabolske cellesignalproteiner i mTORC1-vejen som reaktion på anabolske stimuli[21,22], hvilket udmønter sig i en øget stimulering af muskelproteinsyntese[17]. På trods af disse spændende resultater fra cellekultur og in vivo dyreforsøg, har ingen undersøgelse gentaget disse resultater i in vivo humane modeller.

Længden af ​​interventionen i undersøgelser, der undersøger virkningerne af D-vitamintilskud på muskelsundhedsresultater og MPS varierer mellem undersøgelserne; dog understøtter beviser forbedringer i hurtige muskelfibre hos ældre kvinder[18], muskelstyrke hos mennesker og dyr og en stigning i MPS hos rotter og mus efter minimum 12 ugers intervention [22]. Denne undersøgelse planlægger således at have 12 ugers intervention for at sikre, at der er tilstrækkelig tid til, at en fysiologisk effekt kan finde sted. Sæsonvariationer i blodets 25OHD-koncentrationer er blevet evalueret hos kaukasiere bosat i Nordirland[4]. 34 procent havde mangel (<25nmol/L) i vintermånederne[4]; på trods af utilstrækkeligt sollys om vinteren til at syntetisere D-vitamin i huden, opretholdt en betydelig del af en befolkning bosat på samme breddegrad, i Skotland, blodets 25OHD-koncentrationer >50nmol/L[6]. Disse data og en nylig gennemgang[8] tyder på, at mennesker har udviklet en lagringsmekanisme, som gør det muligt at bevare 25OHD, produceret om sommeren, og blive brugt mere effektivt om vinteren.