Wpływ suplementacji witaminą D na syntezę białek mięśniowych (VIPER)

Ostatnie badania in vitro wykazały anaboliczną rolę witaminy D bezpośrednio oddziałującą na mięśnie szkieletowe poprzez receptory witaminy D (VDR) obecne w miotubach [1,2,3]. Należy to jednak jeszcze przełożyć na modele ludzkie in vivo.

25-hydroksywitamina-D (25OHD) jest głównym krążącym metabolitem i referencyjnym wskaźnikiem poziomu witaminy D. Można ją następnie przekształcić w 24,25-dihydroksywitaminę D3 (24,25OHD), aby zapobiec zatruciu [4], lub aktywować w nerkach do 1,25-dihydroksywitaminy D (1,25OHD) [5].

Dowody potwierdzają biologiczną rolę 1,25OHD w mięśniach szkieletowych [1-4,7]. Koncentrując się na przeroście mięśni, badanie wykazało, że 25OHD można również aktywować do 1,25OHD w miotubach[8] i promować proliferację, wzrost i różnicowanie komórek miocytów w komórkach mięśni szkieletowych in vitro[7,9-13]. Proponowane mechanizmy obejmują (i) ekspresję genów endocytarnych receptorów dla białka wiążącego witaminę D (VDP) (megalina/kubulina) na błonie powierzchniowej komórki mięśniowej oraz (ii) wysokie powinowactwo do wiązania VDP z aktyną wewnątrz komórki mięśniowej. Co więcej, badania epidemiologiczne potwierdzają pozytywną rolę witaminy D w funkcjonowaniu ludzkich mięśni [14-21], a badania mechanistyczne wskazują, że wewnątrzkomórkowy 25OHD odgrywa rolę w regulacji metabolizmu białek. Hodowle komórkowe i modele zwierzęce in vivo wykazują, że 25OHD aktywuje anaboliczne białka sygnalizacyjne komórkowe szlaku mTORC1 w odpowiedzi na bodźce anaboliczne[21,22], co przekłada się na zwiększoną stymulację syntezy białek mięśniowych[17]. Pomimo tych ekscytujących wyników z hodowli komórkowych i badań in vivo na zwierzętach, w żadnym badaniu nie powtórzono tych wyników w modelach ludzkich in vivo.

Długość interwencji w badaniach oceniających wpływ suplementacji witaminą D na stan zdrowia mięśni i MPS różni się w zależności od badania; jednakże dowody potwierdzają poprawę szybkokurczliwych włókien mięśniowych u starszych kobiet[18], siłę mięśni u ludzi i zwierząt oraz wzrost MPS u szczurów i myszy po co najmniej 12-tygodniowej interwencji [22]. Dlatego w tym badaniu zaplanowano 12 tygodni interwencji, aby zapewnić wystarczającą ilość czasu na wystąpienie efektu fizjologicznego. U osób rasy białej zamieszkującej Irlandię Północną oceniano sezonowe wahania stężenia 25OHD we krwi[4]. Niedobory (<25 nmol/l) występowały u 34% w miesiącach zimowych[4]; jednakże pomimo niewystarczającej ilości światła słonecznego w zimie do syntezy witaminy D w skórze, znaczna część populacji zamieszkującej tę samą szerokość geograficzną, w Szkocji, utrzymywała stężenie 25OHD we krwi > 50 nmol/l [6]. Dane te oraz niedawny przegląd[8] sugerują, że u ludzi wykształcił się mechanizm przechowywania, który pozwala na konserwację 25OHD produkowanego latem i efektywniejsze wykorzystanie zimą.