Effekter av vitamin D-tilskudd på muskelproteinsyntese (VIPER)

Nyere in vitro-studier har vist en anabol rolle av vitamin D som direkte retter seg mot skjelettmuskulatur via vitamin D-reseptorer (VDR) tilstede i myotuber [1,2,3]. Imidlertid har dette ennå ikke blitt oversatt til in vivo menneskelige modeller.

25-hydroksyvitamin-D (25OHD) er den primære sirkulerende metabolitten og referansemålingen for vitamin D-status. Dette kan da enten omdannes til 24,25-dihydroksyvitamin D3 (24,25OHD) for å forhindre forgiftning [4] eller aktiveres i nyrene til 1,25-dihydroksyvitamin D (1,25OHD)[5].

Bevis støtter en biologisk rolle for 1,25OHD i skjelettmuskulaturen [1-4,7]. Med fokus på muskelhypertrofi, viste en studie at 25OHD også kan aktiveres til 1,25OHD i myotuber[8] og fremme celleproliferasjon, vekst og differensiering av myocytter i in vitro skjelettmuskelceller[7,9-13]. Mekanismene som foreslås inkluderer (i) genuttrykk av endocytiske reseptorer for vitamin D-bindende protein (VDP) (megalin/cubulin) på muskelcelleoverflatens membran og (ii) høy affinitet for VDP til å binde seg til aktin inne i muskelcellen. Videre støtter epidemiologiske studier en positiv rolle for vitamin D i menneskelig muskelfunksjon [14-21] og mekanistiske studier impliserer intracellulær 25OHD i reguleringen av proteinmetabolismen. Cellekultur og in vivo dyremodeller viser at 25OHD aktiverer anabole cellesignalproteiner i mTORC1-banen som respons på anabole stimuli [21,22], som oversetter til en økt stimulering av muskelproteinsyntese [17]. Til tross for disse spennende resultatene fra cellekultur og in vivo dyrestudier, har ingen studier replikert disse funnene i in vivo humane modeller.

Lengden på intervensjonen i studier som undersøker effekten av vitamin D-tilskudd på muskelhelseutfall og MPS varierer mellom studiene; bevis støtter imidlertid forbedringer i raske muskelfibre hos eldre kvinner [18], muskelstyrke hos mennesker og dyr og en økning i MPS hos rotter og mus etter minimum 12 ukers intervensjon [22]. Derfor planlegger denne studien å ha 12 ukers intervensjon for å sikre at det er tilstrekkelig tid til at en fysiologisk effekt kan finne sted. Sesongvariasjoner i blod 25OHD-konsentrasjoner er evaluert hos kaukasiere bosatt i Nord-Irland[4]. Trettifire prosent hadde mangel (<25nmol/L) i vintermånedene[4]; Til tross for utilstrekkelig sollys om vinteren til å syntetisere vitamin D i huden, opprettholdt imidlertid en betydelig andel av en befolkning bosatt på samme breddegrad, i Skottland, blod 25OHD-konsentrasjoner >50nmol/L[6]. Disse dataene og en nylig gjennomgang[8] tyder på at mennesker har utviklet en lagringsmekanisme som gjør at 25OHD, produsert om sommeren, kan konserveres og brukes mer effektivt om vinteren.