D-vitamiinilisän vaikutukset lihasproteiinisynteesiin (VIPER)

Viimeaikaiset in vitro -tutkimukset ovat osoittaneet D-vitamiinin anabolisen roolin, joka kohdistuu suoraan luustolihakseen myotubeissa olevien D-vitamiinireseptorien (VDR) kautta [1,2,3]. Tätä ei kuitenkaan ole vielä muutettu in vivo -ihmismalleiksi.

25-hydroksi-D-vitamiini (25OHD) on ensisijainen verenkierrossa oleva metaboliitti ja D-vitamiinin tilan vertailumitta. Tämä voidaan sitten joko muuttaa 24,25-dihydroksi-D3-vitamiiniksi (24,25OHD) myrkytyksen estämiseksi [4] tai aktivoida munuaisissa 1,25-dihydroksi-D-vitamiiniksi (1,25OHD)[5].

Todisteet tukevat 1,25OHD:n biologista roolia luurankolihaksissa[1-4,7]. Lihashypertrofiaan keskittyvä tutkimus osoitti, että 25OHD voidaan aktivoida myös 1,25OHD:ksi myoputkissa[8] ja edistää solujen lisääntymistä, kasvua ja myosyyttien erilaistumista in vitro luurankolihassoluissa[7,9-13]. Ehdotettuja mekanismeja ovat (i) D-vitamiinia sitovan proteiinin (VDP) (megaliini/kubuliini) endosyyttisten reseptorien geeniekspressio lihassolun pintakalvolla ja (ii) korkea affiniteetti VDP:lle sitoutua aktiiniin lihassolun sisällä. Lisäksi epidemiologiset tutkimukset tukevat D-vitamiinin positiivista roolia ihmisen lihastoiminnassa[14-21], ja mekanistiset tutkimukset viittaavat solunsisäiseen 25OHD:hen proteiiniaineenvaihdunnan säätelyyn. Soluviljelmä ja in vivo -eläinmallit osoittavat, että 25OHD aktivoi mTORC1-reitin anabolisia solujen signalointiproteiineja vasteena anabolisille ärsykkeille [21,22], mikä johtaa lihasproteiinisynteesin lisääntyneeseen stimulaatioon[17]. Huolimatta näistä jännittävistä tuloksista soluviljelmistä ja in vivo eläintutkimuksista, mikään tutkimus ei ole toistanut näitä löydöksiä in vivo -ihmismalleissa.

Intervention pituus tutkimuksissa, joissa tutkitaan D-vitamiinilisän vaikutuksia lihasten terveyteen ja MPS:ään, vaihtelee tutkimusten välillä; todisteet kuitenkin tukevat parantumista nopeissa lihassyissä iäkkäillä naisilla[18], lihasvoimalla ihmisillä ja eläimillä ja MPS:n lisääntymiseen rotilla ja hiirillä vähintään 12 viikon hoidon jälkeen [22]. Siten tässä tutkimuksessa on tarkoitus toteuttaa 12 viikkoa interventiota sen varmistamiseksi, että fysiologisen vaikutuksen toteutumiseen on riittävästi aikaa. Vuodenaikojen vaihtelua veren 25OHD-pitoisuuksissa on arvioitu Pohjois-Irlannissa asuvilla valkoihoisilla[4]. 34 prosenttia oli puutteellisia (<25 nmol/l) talvikuukausina[4]; vaikka talvella ei ollut riittävästi auringonvaloa D-vitamiinin syntetisoimiseksi ihossa, merkittävä osa samalla leveysasteella Skotlannissa asuvasta väestöstä säilytti veren 25OHD-pitoisuudet >50 nmol/l[6]. Nämä tiedot ja äskettäinen katsaus[8] viittaavat siihen, että ihmiset ovat kehittäneet varastointimekanismin, jonka avulla kesällä tuotettua 25OHD:tä voidaan säilyttää ja käyttää tehokkaammin talvella.