Słowa kluczowe: witamina D3, witamina D2, koenzym Q10, miostatyna, IGF-1, TNF alfa, kinaza kreatynowa, komórki satelitarne, AMPK, mTOR, sarkopenia, rabdomioliza, siła, masa mięśniowa, tężyzna fizyczna .
Rok temu opublikowałem na stronie „Sylwetka, Uroda, Zdrowie” artykuł o witaminie D: „Witamina D zwiększa zdolności wysiłkowe”. Porwałem się w nim na analizę badań dowodzących pozytywnego wpływu tej substancji na tężyznę fizyczną, wykonanych na przestrzeni lat: 1921-2012. A z prac tych jednoznacznie wynika, że witamina D jest w rzeczywistości hormonem anabolicznym, sprzyjającym rozwojowi sportowej formy i zapobiegającym deficytom masy i siły mięśni seniorów (sarkopenii). Ponieważ jednak rok – to w nauce astronomiczna miara czasu, dlatego w ostatnich miesiącach 2013. i pierwszych 2014. obserwowaliśmy istny wysyp publikacji kolejnych badań, dowodzących pozytywnego wpływu witaminy D na mięśnie i tężyznę fizyczną. Nie mogąc przejść obok tych faktów obojętnie, postanowiłem podążyć z duchem czasu i uzupełnić poprzedni artykuł o najnowsze doniesienia…
Zacznijmy może od pracy Choi, wykonanej na zwierzęcym modelu badawczym, z której płyną niezwykle pouczające wnioski… Autor podzielił tutaj szczury na trzy grupy: 1) nieaktywną fizycznie – kontrolną; 2) obciążoną bardzo intensywnym wysiłkiem fizycznym; 3) obciążoną bardzo ciężkim wysiłkiem fizycznym i wspomaganą jednocześnie witaminą D, porównując zachowanie różnych markerów stanu mięśni. Skupmy się więc może tylko na tych wynikach, które wydają się nieść najbardziej znamienne implikacje…
W porównaniu z nieaktywną grupą kontrolną, w grupie traktowanej bardzo ciężkim wysiłkiem wzrastał znacząco stopień aktywacji kinazy AMPK w mięśniach oraz poziom czynnika TNF alfa i kinazy kreatynowej (CK) w krwiobiegu. Natomiast wspomaganie witaminą D prowadziło do znacznego spadku stopnia aktywacji AMPK i produkcji TNF alfa w mięśniach oraz poziomu CK we krwi gryzoni, traktowanych ciężkim treningiem fizycznym. Autorzy ostatecznie konkludowali, że witamina D może odgrywać kluczowa rolę w ochronie mięśni przed uszkodzeniem.
W procesie rozwoju masy mięśni ważną rolę odgrywają dwa enzymy – kinaza mTOR i kinaza AMPK – na niektórych etapach współpracujące ze sobą, na niektórych działające do siebie przeciwstawnie (po szczegółowe informacje odsyłam do artykułu na tej stronie: „AMPK/mTOR – minus i plus zasilania muskulatury”). W tym miejscu dosyć powiedzieć, że generalnie AMPK pobudza procesy degradacji białek mięśniowych i blokuje aktywność kinazy mTOR, hamującej rozpad białek i napędzającej proces ich produkcji (szeroko o kinazie mTOR pisałem też w poprzedniej publikacji o witaminie D). Uzyskane tutaj przez Choi efekty mogą więc częściowo tłumaczyć nam też aktywujący wpływ witaminy D na kinazę mTOR, omówiony wyczerpująco w artykule: „Witamina D zwiększa zdolności wysiłkowe”.
Natomiast TNF alfa jest hormonem tkankowym, produkowanym m.in. przez włókna mięśniowe, biorącym udział – przy małych stężeniach – w regeneracji mięśni, ale hamującym rozwój muskulatury – przy wyższych wartościach. TNF alfa wykazuje np. antagonizm względem IGF-1 – jednego z najsilniejszych hormonów anabolicznych, a jednocześnie pobudza produkcję miostatyny – jednego z najsilniejszych hormonów katabolicznych i antyanabolicznych naszego organizmu (więcej informacji o IGF-1 i miostatynie – w poprzednim artykule o witaminie D). Tutaj znowu znajdujemy więc dodatkowe wytłumaczenie dla opisanych we wcześniejszej publikacji zjawisk: aktywacji szlaku sygnałowego IGF-1 i blokady produkcji miostatyny pod wpływem witaminy D.
Kinaza kreatynowa to z kolei enzym katalizujący energetyczne funkcje kreatyny we włóknach mięśniowych, zlokalizowany zasadniczo jedynie we wnętrzu komórek. Kiedy wartość CK w krwiobiegu rośnie – oznacza to, że doszło do rozpadu włókien mięśniowych i „wycieku” enzymu do krwi. Uzyskany przez Choi rezultat świadczy więc ewidentnie o ochronnej aktywności witaminy D względem mięśni. Odkrycie to może nieść brzemienne następstwa – nie tylko dla naszej formy, ale i zdrowia… Znaczne i rozległe uszkodzenie włókien mięśniowych, nazywane rabdomiolizą, zagraża bowiem życiu, kiedy to gremialnie rozpadające się komórki uwalniają do krwi ogromne ilości mioglobiny a kłębuszki nerkowe nie nadążają z jej filtracją, co prowadzi do ostrej niewydolności nerek. Ciężki wysiłek fizyczny, chociaż permanentnie uszkadza włókna mięśniowe, rzadko prowadzi do pełnoobjawowej rabdomiolizy; medycyna opisała do tej pory jedynie kilka tego typu przypadków. Niemniej, rabdomioliza i inne zaburzenia czynności mięśni są częstymi powikłaniami terapii przeciwcholesterolowej, prowadzonej z wykorzystaniem wskazanych do tego leków, z grupy statyn i fibratów. Najczęściej uważa się, iż to z tego powodu, że – hamując produkcję cholesterolu – blokujemy jednocześnie syntezę ważnego dla metabolizmu mięśni koenzymu O10 (szczegóły – w innym artykule na tej stronie: „Q10 – siłaczom”). Istnieje jeszcze przynajmniej kilka przyczyn takiego stanu rzeczy, a miedzy nimi i ten fakt, że cholesterol jest prekursorem bardzo silnych, sterydowych hormonów anabolicznych, ochraniających muskuły, takich jak chociażby testosteron czy estradiol. Cholesterol jest również prekursorem witaminy D… Możliwe więc, że – kiedy spada poziom cholesterolu – spada też zdolność organizmu do produkcji witaminy D, która – jak wynika z omawianej tu pracy – odgrywa kluczową rolę w ochronie mięśni przed uszkodzeniem.
Wszystkim, leczonym z uwagi na podwyższony poziom cholesterolu, proponuje się ostatnio suplementację koenzymu Q10. Nie można jednak przejść obojętnie obok przedstawionych wyżej wyników: bezwzględnie należy rozszerzyć zalecenia dla takich przypadków – o dodatkowe uzupełnienie witaminy D!!!
Komórki satelitarne to macierzyste komórki mięśniowe, egzystujące w bezpośrednim sąsiedztwie dojrzałych włókien mięśniowych. Gdy włókna ulegają uszkodzeniom, komórki satelitarne mnożą się i – albo odtwarzają całe włókna mięśniowe, albo przekazują uszkodzonym włóknom tylko swoje jądra komórkowe, prowadzące intensywną syntezę białek mięśniowych, regenerujących muskuły i powiększających ich masę. Witamina D wpływa wyraźnie na aktywność komórek satelitarnych, co omawiałem szerzej w poprzednim artykule. Jednakże komórki satelitarne, jako komórki macierzyste, są, jak mawiają naukowcy, multipotentne, co oznacza, że mogą różnicować się nie tylko w kierunku włókien mięśniowych, ale również komórek kostnych i komórek tłuszczowych. I właśnie Ryan postanowił ustalić – w jaki sposób na zjawisko różnicowania się komórek satelitarnych do włókien mięśniowych i komórek tłuszczowych wpływa witamina D, dodając do podłoża hodowli komórkowej różne stężenia tej substancji. Jak się okazało: przy niskich stężeniach witaminy D, charakterystycznych dla jej niedoborów w organizmie, komórki satelitarne chętniej różnicowały się w kierunku komórek tłuszczowych i gromadziły więcej kropli tłuszczu; natomiast wysokie stężenia, charakterystyczne dla wysokiej podarzy witaminy D, dawały efekt całkowicie przeciwstawny. To odkrycie może mieć ogromne znacznie, gdyż – jak już wcześniej obserwowano – infiltracja tkanki mięśniowej tłuszczem prowadzi do spadku jej funkcjonalności, co zresztą logiczne, gdyż – im więcej komórek satelitarnych przemieni się do niefunkcjonalnych komórek tłuszczowych – tym mniej zróżnicuje się do funkcjonalnych włókien mięśniowych lub przekaże włóknom mniej swoich regeneracyjnych jąder.
Przejdźmy może teraz do badań z udziałem ludzi… Bardzo ciekawe podejście do zagadnienia zaproponował Grimaldi… Autor zgromadził 419 zdrowych kobiet i mężczyzn, w wieku pomiędzy 20 a 76 lat, i zmierzył z użyciem komputerowego dynamometru siłę mięśni ich rąk i nóg, zestawiając wartość pomiaru z poziomem witaminy D w krwiobiegu ochotników. Wynik brzmiał jednoznacznie: poziom witaminy D wyraźnie przekłada się na siłę ludzkich mięśni.
Większość prac, dotyczących witaminy D, wykazywało głównie jej wpływ na siłę mięśni. Niemniej kilka badań dowodziło, że ma ona również związek z masą mięśniową i że może zapobiegać sarkopenii – ubytkom masy mięśniowej, będącym efektem procesu starzenia się organizmu. Yamada postanowił więc sprawdzić – jak wygląda to w populacji starszych, japońskich kobiet… Zmierzył więc metodą biolelektryczną wskaźnik masy mięśni szkieletowych dziewięćdziesięciu jeden japońskich seniorek (średnia wieku 73 lata) i zestawił go z poziomem pobrania witaminy D. Jak konkludował: wskaźnik masy mięśni szkieletowych wyraźnie korelował z poziomem witaminy D; poziom witaminy D był znaczącym i niezależnym czynnikiem determinującym wartość wskaźnika masy mięśni szkieletowych.
I może w końcu coś z podwórka sportowego… Barker podzielił 28 zdrowych, aktywnych fizycznie mężczyzn na dwie grupy, gdzie jednej podawał przez 35 dni 4000 jednostek witaminy D dziennie, zaś drugiej – placebo. Po 28 dniach suplementacji poddał ochotników ekstremalnie ciężkiemu treningowi fizycznemu, prowadzącemu do uszkodzenia włókien mięśniowych, badając następnie tempo regeneracji mięśni w kolejnych przedziałach czasowych. Jak się okazało: w dwadzieścia cztery godziny po zadziałaniu bodźca uszkadzającego – ochotnicy z grupy witaminy D, w porównaniu z kolegami z grupy placebo, rozwijali w przeprowadzonym teście większą o prawie 100% szczytową moc izometryczną i większą o ok. 30% szczytową wydajność siłową mięśni. Suplemetacja witaminy D osłabiała też wzrost stężenia markerów uszkodzenia mięśni – w okresie do 168 godzin po zakończeniu ekstremalnie ciężkiego treningu.
Natomiast Shanely postanowił sprawdzić – w jaki sposób zadziała na rozwój sportowej formy witamina D2. Witamina D występuje bowiem w dwóch postaciach – D3 i D2 – będących prohormonami, przekształcanymi w naszym organizmie do właściwych hormonów steroidowych, wykazujących aktywność biologiczną, przy czym przemiana jednej i drugiej witaminy biegnie indywidualnymi szlakami. Witaminę D3 uzupełniamy spożywając produkty pochodzące od zwierząt morskich, natomiast D2 znajdujemy głównie w drożdżach i innych grzybach. Ponieważ większość prac, dowodzących pozytywnego wpływu witaminy D na mięśnie i tężyznę fizyczną, wykonano z użyciem witaminy D3 – stąd zainteresowanie zespołu Shanely’a tą drugą substancją. Autor podzielił więc 33 młodych atletów płci męskiej na dwie grupy, gdzie jednej podawał przez 6 tygodni 600 jednostek witaminy D2 izolowanej z grzybów, zaś drugiej – placebo. Ponieważ powszechnie D2 uznawana jest za słabszą formę witaminy D, dlatego uzyskane tutaj wyniki nie zachwyciły i autorzy uznali je nawet za nie znamienne statystycznie. Niemniej, odnotowano jednak pewne postępy…: np. sportowcy z grupy witaminowej, w porównaniu z kolegami otrzymującymi placebo, poprawili moc swoich mięśni w teście skocznościowym o 90 watów.
Na koniec zostawiłem pakiet dosyć szokujących informacji… Starkey, w publikacji z listopada 2013 roku, przywoływał badania na świniach i kurczakach, dowodzące, że poprawa statusu witaminy D w organizmie matki – poprzez suplementację tego składnika pokarmowego – prowadzi do wzrostu liczby włókien mięśniowych oraz przerostu mięśni szkieletowych u jej przychówku. Jednak Harvey, w swojej publikacji ze stycznia 2014 roku, poszedł o krok dalej…: postanowił sprawdzić – jak to wszystko wygląda w przypadku ludzkiego potomstwa… Tutaj autor pobrał próbki krwi od 678 matek w 34. tygodniu ciąży, a następnie porównał relację pomiędzy poziomem witaminy D w takiej próbce a masą i siłą mięśni dzieci, w 4 lata po ich narodzeniu. Uzyskane wyniki wskazały jednoznacznie, że poziom witaminy D w organizmie ciężarnej matki koreluje dodatnio z masą i siłą mięśni czteroletniej pociechy, czyli – im więcej witaminy D – tym większa siła i masa. Z tym, że korelacja ta jest wyraźniejsza w przypadku siły, a nieco mniej dokładna – w przypadku masy. Jak uważa Harvey: zwiększona w ten sposób masa i siła mięśni czterolatków ma prawdopodobnie korzyści długoterminowe i utrzymuje się przez całe życie, i może przyczynić się do zapobiegania ubytkom masy mięśniowej, związanym z chorobą lub procesem starzenia się organizmu; ponadto, pozytywne efekty związane z wysokim poziomem witaminą D w okresie ciąży mogą poprawić zdrowie i tężyznę fizyczną przyszłych pokoleń.
Jeżeli więc rodzice, planujący potomstwo, myślą o zdrowiu i tężyźnie fizycznej przyszłej pociechy, albo jeszcze wróżą jej na przykład karierę sportową, potencjalna mamusia powinna korzystać latem z kąpieli słonecznych, a w okresie zimowym sięgać pod suplementy witaminy D.
Nie wiem, czy udało mi się wyłapać wszystkie ciekawostki ostatnich miesięcy, dotyczące witaminy D i tężyzny fizycznej…? Było bowiem tego – naprawdę (!) – bardzo, bardzo dużo. Niemniej, już chyba te, przedstawione wyżej nowinki potwierdzają w pełnej rozciągłości znaczenie witamin D dla naszego zdrowia i formy sportowców…
