維生素D補充對運動員運動能力影響的研究進展

廖立宏 曹嘉博 常莉偉 王佳弘

(1.吉林省體育科學研究所(吉林省反興奮劑中心) 吉林長春 130022;2.吉林譜尼醫學檢驗實驗室有限公司 吉林長春 130000)

近年來，人們對維生素D的認識和研究不斷加深，主要原因是維生素D 缺乏與多種疾病之間具有關聯性。目前關于維生素D和運動表現之間關系的證據越來越多，較高的血清維生素D 水平與損傷率的降低和更好的運動表現有關。由于高強度的訓練和比賽對運動員的體能要求很高，因此，除了基本的供能物質以外，許多運動員將維生素D 作為他們日常飲食的一部分。維生素D 作為一種需要依靠外源補充的營養素［1］，能調節鈣穩態，影響細胞代謝和蛋白質合成，同時在調節免疫系統功能、肌肉功能、心血管功能、炎癥反應、細胞生長和骨骼健康［2］等方面有積極作用，并且會對運動員的耐力造成影響［3］。本文將近10年關于維生素與運動水平之間相關聯的文獻進行匯總、凝練并加以分析，以說明維生素D對運動員運動能力的影響。

1 維生素D的作用機制

維生素D 最早是在20 世紀初由生物化學的先驅McCollum 發現的［4］，是人體不可或缺的一種脂溶性維生素，主要包括維生素D2（麥角鈣化醇）和維生素D3（膽鈣化醇）兩種形式，這兩種形式均可通過飲食補充經腸道吸收進入血液循環。其中，維生素D3是內源性維生素D的主要來源，可通過陽光照射后的紫外線B（UVB）輻射與儲存在每個皮膚細胞質膜內的7-脫氫膽固醇相互作用形成。而維生素D2主要源于外源性膳食攝入（如三文魚、金槍魚、雞蛋、乳制品及動物肝臟），占比相對較小。

維生素D 最廣為人知的作用是調節體內的鈣平衡，在大眾心中，骨骼健康與維生素D之間有密不可分的關系，“抗佝僂病維生素”因此得名。人體內幾乎所有組織都存在維生素D 受體，調節身體重要功能的數百個基因，包括肌肉功能、睪酮水平、免疫系統和骨骼健康［5］。人體內25-（OH）D 在體內是維生素D 的主要儲存形式，不易受其他因素影響且半衰期較長，在血中濃度穩定，是評價維生素D營養狀況的黃金指標。

維生素D在人體內主要有內分泌和自分泌兩種機制［6］。目前研究最多的是內分泌，內分泌合成的維生素D 通過增加腸道鈣吸收和破骨細胞活性發揮作用，當體內維生素D水平降至正常以下時，PTH（甲狀旁腺素）會增加骨吸收，以滿足身體對鈣的需求。這意味著如果體內維生素D 水平偏低則會導致骨代謝增加，進而增加骨損傷的風險，如運動中常見的應力性骨折。維生素D 自分泌雖然目前相關研究不多，卻是必不可少的［7］，因為它承載著生物體如信號傳導過程、表達和遺傳反應、激素蛋白質合成、免疫、炎癥反應以及細胞合成等關鍵代謝過程。

目前，現有的理論是，血液中足夠濃度的維生素D是優化基因組學功能所必需的［8］。維生素D可作為多達2 000個參與細胞生長、免疫和蛋白合成的基因調節劑，VDR（維生素D 受體）調節數百個執行基本身體功能的基因的表達。這種作為遺傳調節劑的作用解釋了維生素D如何影響各種生理功能，如骨骼健康、肌肉功能、炎癥和免疫力，所有這些對健康、訓練和運動表現都很重要。

2 維生素D對運動員運動水平的影響

近年來，國內外學者研究發現維生素D 在生物體中的重要性和多功能性正變得越來越明顯，尤其在免疫功能、蛋白質合成、肌肉功能、心血管功能、炎癥反應、細胞生長和肌肉骨骼調節中起積極作用。目前關于維生素D 及其在運動訓練中的作用，主要集中在其對骨骼代謝平衡、肌肉阻力和運動表現的影響等方面。

2.1 維生素D與骨骼肌損傷和疲勞恢復

目前維生素D已被證實是骨骼肌生理學的強效調節劑，通過激活影響肌肉生長和分化的基因表達來影響，特別是在快肌纖維（Ⅱ型肌纖維）中［9］。Einas 等人［10］讓12 例維生素D 缺乏癥患者在接受維生素治療前后進行活檢，發現治療后的受試者Ⅱ型肌纖維萎縮情況明顯改善。補充維生素D可以顯著改善維生素缺乏導致的疲勞，維生素D可減弱炎癥生物標志物，從而加速肌肉的再生與恢復。事實上，維生素D 會影響肌肉通過細胞膜轉運鈣和磷酸鹽、磷脂代謝以及肌肉細胞的增殖分化。Barker等人［11］發現較高水平的維生素D 可能對異常肌肉損傷、改善疲勞有積極預防作用。維生素D 水平的降低會抑制訓練后肌肉的放松，增加肌肉疼痛，同時還會導致肌肉能量損失和骨密度降低，從而引發受傷風險和應力性骨折。此外，在受傷運動員中，維生素D 的缺乏似乎也會延遲骨科手術后的恢復，出現非特異性肌肉骨骼疼痛的臨床患者中有93%患有維生素D 缺乏癥。

總而言之，維生素D可以促進肌肉蛋白質的合成，增加ATP（三磷酸腺苷）的濃度，提高骨骼肌力量以及有氧和無氧運動能力，保持足夠的維生素D 水平可以減緩肌肉疲勞和防止肌肉退化。

2.2 維生素D與免疫功能

研究證明，維生素D 在先天和獲得性免疫功能方面都起著重要作用。Mountjoy 等人［12］研究發現，在單核細胞、巨噬細胞、中性粒細胞、T淋巴細胞和B淋巴細胞中不僅含有VDR，還有1-α羥化酶，這一事實表明維生素D 對免疫系統具有重要功能。Heureux 等人［13］的研究發現，維生素D可抑制促炎細胞因子（如白細胞介素-6和腫瘤壞死因子-37）。在一項針對大學運動員的研究中，冬季和春季的維生素D 濃度與急性尿路感染的記錄頻率呈負相關［14］。另一項針對大學運動員的對照試驗發現，與安慰劑對照組相比，連續14 周每天補充5 000 IU維生素D3可顯著增加分泌免疫球蛋白A的唾液分泌率，從而提高對呼吸道感染的抵抗力［15］。

通過以上研究發現，運動員維生素D 的不足與更高的患病率呈正相關，包括普通感冒、流感和腸胃炎，尤其在高水平的專業運動員中，呼吸系統疾病的發病率越高，表明越低的維生素D 水平會導致他們更容易感染上呼吸道疾病，而維生素D 水平較高的個體則表現出低傾向。

2.3 維生素D與骨骼健康

維生素D 在骨骼健康中起著重要作用，應力性骨折在運動醫學領域占所有臨床損傷的7%～20%。目前，已被證實維生素D 通過激活可改善腸胃對鈣的吸收和腎臟重吸收的基因表達，進而影響骨骼健康，此外，研究表明維生素D 可通過誘導核因子-κB 配體受體激活因子和磷酸鹽穩態，對成骨細胞和骨重塑產生積極影響，調節鈣磷平衡，因此，補充維生素D 對減輕骨折風險有積極作用。Kohrt［16］的研究表明運動期間血清離子鈣減少，促使甲狀旁腺激素活性增加，機體為維持體內鈣循環水平，使鈣從骨中過度動員而犧牲骨礦物質密度。與此同時，習慣性低鈣飲食攝入與低骨密度有關，對于運動員而言，為滿足增加的代謝需求和支持骨骼健康，每天最適攝入鈣量為1500 mg［17］。

雖然已有研究明確指出維生素D水平會影響骨密度，發現骨骼延遲愈合的患者血清25-（OH）水平較低，但也有研究顯示骨干骨折患者與延遲愈合患者之間不存在明顯差異［18］，因此，對于維生素D在骨愈合中的作用有待進一步探索。

3 運動員維生素D的缺乏與補充

運動員由于經常進行高強度的訓練，機體代謝水平較普通人相對較高，體內維生素流失更快，因此，外源性補充維生素D顯得尤為重要。然而維生素D缺乏的現象在運動員中普遍存在。杜春雨等人［19］研究發現，全球范圍內約有10億人患有維生素D缺乏癥，王晨等人［20］以上海部分運動項目運動員為研究對象，得出維生素D缺乏及不足的狀況在高水平運動員群體中也普遍存在。因此，定期檢測運動員25-（OH）D 水平以評估體內維生素D 營養狀況十分必要，維生素D 缺乏會導致機體出現骨軟化癥和骨質疏松癥等相關并發癥。Close 等人［21］提出“食物優先，但不總是只吃食物”，側面說明補充外源性維生素D 的重要性。Wyon等人［22］在一項口服維生素D3補充劑的研究中發現，精英芭蕾舞演員的神經肌肉有所改善。運動員體內微量營養素狀況會影響他們的身體表現，研究發現，鎂的攝入可以增強維生素D 的有效性［23］，因為鎂對于活性維生素D的合成具有積極影響。

眾所周知，對維生素D 水平影響最大的因素是日曬。已經發表的實驗研究數據表明，關于維生素D 需求的意見和建議存在爭議，尤其是針對于運動員的劑量。Carlberg等人［24］認為，維生素D的閾值水平不足以斷言個體對維生素D 的需求，個體補充維生素D 及其劑量應與“個人維生素D 反應指數”有關。此外，還應考慮過量補充維生素D 而導致的中毒，產生的相關癥狀如厭食、尿頻惡心嘔吐，嚴重時會導致精神萎靡和腎衰竭，多數維生素D 中毒病例是由于補充劑使用不當的結果。另外，要特別注意，已有研究表明，如果不加以控制，陽光的照射可能會導致皮膚癌。

4 結語

關于維生素D和運動表現之間關系的證據越來越多，這為控制運動員體內維生素D 濃度的必要性提供了有力支持。因此，定期檢測運動員25-（OH）D 水平以評估體內維生素D濃度對于運動員運動水平影響具有重要意義。毫無疑問，缺乏維生素D 會直接或間接地影響運動員的表現，目前已證實適量的維生素D 補充劑可以作為一種有效的營養補充手段改善運動員的肌肉力量、有氧和無氧運動能力，并且對于專業運動員，維生素D 補充劑對有氧運動能力的促進效果更加明顯。但是，目前就維生素D 補劑的推薦攝入量尚存爭議，還需更多實驗數據的支持。