Autor: Sławomir Ambroziak
Słowa kluczowe: witamina K2, witamina D3, sterydy anaboliczne, IGF-1, komórki satelitarne, miogeneza, proliferacja, dyferencjacja, fuzja, migracja, dominacja jąder miocytów, masa i siła mięśni.
W ostatnich latach wzrasta popularność łącznej suplementacji witamin K2 i D3. Witamina K, odkryta w 1929 roku przez Dama, długo znana była jedynie jako czynnik przeciwkrwotoczny. Podobnie witamina D, odkryta w 1921 roku przez McColluma, długo znana była jednie jako czynnik przeciwkrzywiczy. Dzisiaj już wiemy, że witamina K wpływa dodatnio na masę kostną, chroni naczynia krwionośne i inne tkanki miękkie przed wapnieniem oraz wykazuje aktywność przeciwnowotworową. Co do witaminy D natomiast ustalono, że ma ona szerokie znacznie prozdrowotne, a jednocześnie pełni funkcję hormonu anabolicznego, niezbędnego do rozwoju muskulatury, podobnego do hormonów znanych jako sterydy anaboliczne.
Łączna suplementacja obu witamin w celach zdrowotnych proponowana jest głównie z tego powodu, że obie witaminy wzmacniają wzajemnie swoje działania ochronne względem tkanki kostnej (przeciwosteoporotyczne), a jednocześnie witamina K2 chroni naczynia krwionośne oraz inne tkanki miękkie przed kalcyfikacją (wapnieniem), która potencjalnie mogłaby być niepożądanym efektem stosowania zbyt wysokich dawek witaminy D3. Łączna suplementacja obu witamin proponowana jest również sportowcom. Tutaj głównie z tego powodu, że pozytywny wpływ witaminy D3 na mięśnie i tężyznę fizyczną pojawia się dopiero przy wysokim jej dawkowaniu, a więc zagrażającym kalcyfikacją, której zapobiegać miałoby właśnie jednoczesne uzupełnianie witaminy K2. Czy jednak witamina K2, poza rolą protektora kalcyfikacji, pełni również jakieś funkcje w mięśniach i dzięki temu wzmacnia działanie witaminy D3 w tkance mięśniowej, tak jak zwiększa jej aktywność w tkance kostnej? Jeszcze do niedawna mieliśmy tylko pewne dane pośrednie, świadczące o takiej możliwości, jak również nie wiedzieliśmy w zasadzie nic o znaczeniu witaminy K2 dla muskułów. Tę sytuację odmieniło dopiero najnowsze badanie, o którym – za chwilę…
Natomiast wspomniane dane pośrednie, świadczące o ewentualnej współpracy obu witamin w rozwoju muskulatury, opierały się m.in. na zachodzącym pomiędzy nimi synergizmie w tkance kostnej, która charakteryzuje się podobnym do mięśniowej środowiskiem czynników wzrostu. Otóż autorzy tego badania (Kanellakis, 2012) podzielili na 4 grupy 173 kobiety po menopauzie, gdzie pierwsza grupa otrzymywała przez 12 miesięcy 800 mg wapnia i 10 mcg witaminy D3 dziennie, druga i trzecia – to samo, tyle że z dodatkiem – albo 100 mcg witaminy K1, albo K2, zaś czwarta – kontrolna – pozostawała na standardowej diecie, bez żadnych dodatków mineralno-witaminowych. Badano tutaj wpływ takiego postępowania na różne parametry metabolizmu kości. Najciekawszy będzie w tym kontekście pomiar poziomu IGF-1 we krwi; okazało się, że – w odniesieniu do grupy kontrolnej – w pierwszej grupie był on o ok. 190% wyższy, w drugiej – nieco ponad 190%, za to w trzeciej – wyższy o ponad 280%. Tak więc witamina D3 podnosi poziom IGF-1, witamina K1 nieznacznie wzmacnia ten efekt jej działania, podczas gdy witamina K2 wzmacnia bardzo silnie. A tak wysoki wzrost poziomu silnie anabolicznego czynnika IGF-1 nie może przecież pozostać obojętny dla stanu naszego umięśnienia, albowiem IGF-1 jest nie tylko czynnikiem wzrostowym kości, ale również, a nawet przede wszystkim, czynnikiem wzrostowym mięśni.
Pewne mgliste światło na to zagadnienie rzucała też stara praca Dreizena z 1990 r., gdzie autor zaobserwował korelację pomiędzy wyniszczeniem mięśni a deficytem witaminy K. Mogło bowiem z tej obserwacji wynikać, że niedobory witaminy K prowadzą do utraty tkanki mięśniowej, gdyż witamina ta pełni w mięśniach jakieś ważne funkcje. Dysponowaliśmy dotąd też obserwacjami poczynionymi w innym badaniu, w którym wykryto relatywnie wysokie stężenie witaminy K2 w mięsie bydła, a ponieważ jej molekuły nie były związane tu z tłuszczem śródmięśniowym, dlatego autorzy wysunęli przypuszczenie, że witamina K2 pełni jakieś swoiste funkcje fizjologiczne w komórkach tkanki mięśniowej (Rødbotten, 2014).
W najnowszym badaniu (Rønning, 2018) naukowcy wykorzystali macierzyste komórki mięśniowe, znane lepiej jako komórki satelitarne, hodowane na podłożu bez dodatku lub z dodatkiem witaminy K2. Komórki satelitarne odpowiadają bowiem za miogenezę – proces o strategicznym znaczeniu dla regeneracji mięśni i przyrostu ich masy. Komórki satelitarne aktywowane są uszkodzeniem lub przeciążeniem mięśni. W efekcie aktywacji komórki satelitarne dzielą się intensywnie, czyli rozmnażają, co nazywamy proliferacją, i migrują w kierunku uszkodzonych lub przeciążonych włókien mięśniowych. Tu zaczynają zlewać się ze sobą lub z włóknami mięśniowymi, co nazywane jest fuzją. Zlewanie się ze sobą komórek satelitarnych to proces różnicowania (dyferencjacji) prowadzący do wytwarzania nowych włókien mięśniowych. Natomiast zlewanie się ze starymi włóknami mięśniowymi, nazywane dominacją jąder miocytów, zaopatruje włókna w dodatkowe mitochondria odpowiedzialne za energetykę mięśni oraz dodatkowe jądra komórkowe, odpowiedzialne za anabolizm – proces produkcji białek mięśniowych, wyznaczających masę i siłę muskułów.
Dzięki takiej metodzie badawczej naukowcy ustalili, że witamina K2 silnie pobudza proliferację i migrację komórek satelitarnych, jak również indukuje wczesne sygnały ich dyferencjacji. Jednocześnie spowalnia jednak ich fuzję oraz dalsze etapy procesu różnicowania. W tym miejscu naukowcy odwołali się do dwóch wcześniejszych prac innych zespołów badawczych (van der Meijden, 2016; Braga, 2017) i zauważyli, że jest to działanie dokładnie odwrotne, ale tym samym wzajemnie się uzupełniające, w odniesieniu do aktywności witaminy D3, która hamuje proliferację a stymuluje dyferencjację. Na migrację komórek satelitarnych obie witaminy działają podobnie, albowiem również witamina D3 zwiększa jej dynamikę (Owens, 2015). Autorzy sugerowali więc istnienie synergizmu pomiędzy aktywnością obu witamin w tkance mięśniowej, tak jak w przypadku tkanki kostnej albo układu sercowo-naczyniowego, choć ostatecznie ostrożnie stwierdzili, że „potrzeba więcej eksperymentów, aby określić możliwe interakcje pomiędzy witaminą D i K w mięśniach szkieletowych”.
Na dzień dzisiejszy nie wiemy, które etapy procesu miogenezy są ważniejsze dla wywoływanej treningiem siłowym hipertrofii (przerostu) mięśni – czy te związane z proliferacją, czy też z dyferencjacją… możliwe, że oba są równoważne. Obecnie np. wiemy, że zdolność starzejących się komórek satelitarnych do podziału obniża się o ok. 65%, co może być główną przyczyną występowania u starszych osób sarkopenii, czyli utraty masy i siły mięśni (Lim, 2013). Może więc z tego powodu, że witamina D3 stymuluje dyferencjację, ale hamuje proliferację, jej stosowanie jako suplementu sportowego przy treningach siłowych dawało w badaniach niejednoznaczne rezultaty… W jednym badaniu odnotowano np. ok. 25-procentowy przyrost siły u ochotników otrzymujących przez 6 tyg. 4000 jednostek witaminy D3 dziennie (Owens, 2015), ale już w drugim jedynie poprawę jakości mięśni i morfologii włókien mięśniowych, wskazujące na korzystną ich przebudowę, u ochotników przyjmujących przez 16 tygodni 2000 jednostek (Agergaard, 2015). Możliwe, że w tym drugim badaniu zastosowana dawka witaminy D3 była zbyt niska… Możliwe również, że w obu tych badaniach wyniki byłby znacznie lepsze, gdyby do programu suplementacyjnego trenujących siłowo ochotników dołożono witaminę K2…
Ale w tym najnowszym, omawianym tutaj badaniu dokonano jeszcze jednej, niezwykle wymownej obserwacji; w kulturze komórek hodowanych z dodatkiem witaminy K2, w porównaniu z hodowlą kontrolną, uległ mniej więcej 40-procentowemu obniżeniu poziom markera rozpadu komórek mięśniowych. A to niezbicie dowodzi, że witamina K2 pełni niezidentyfikowaną funkcję ochronną względem tkanki mięśniowej, prawdopodobnie niezależnie od roli stymulatora proliferacji i migracji w procesie miogenezy, i znakomicie tłumaczy wspominany wyżej, obserwowany już dawno (Dreizen, 1990), powiązany z jej deficytem efekt wyniszczenia mięśni.
