IL RUOLO DELLA VITAMINA D NELLA PRATICA SPORTIVA

In tempi recenti la vitamina D è stata a lungo sotto i riflettori degli esperti di nutrizione. Il ruolo di questa vitamina nel mantenimento della salute delle ossa è già noto, ma studi recenti nell’ambito della nutrizione sportiva si sono concentrati sulla sua importanza per la struttura e la funzionalità dei muscoli.

La vitamina D, pur essendo classificata come tale, non può essere ritenuta nè un nutriente né una vitamina, in quanto può essere prodotta livello endogeno, conseguentemente all’esposizione solare in quantitativi sufficienti alle necessità umane. 

La vitamina D esplica il suo ruolo in relazione al metabolismo del calcio, aumentando l’efficienza dell’assorbimento di quest’ultimo a livello del tenue e favorendone il riassorbimento renale. Visto il suo ruolo diversi autori ritengono che la vitamina D possa essere classificata tra le sostanze ad azione ormonale.

Chimicamente è un composto liposolubile presente in diverse forme: 

• D2 o ergocalciferolo (forma comunemente assunta mediante l’alimentazione), 
• D3  o colecalciferolo (forma endogena prodotta a partire dal 7-deidrocolesterolo in risposta alla luce solare),
• D1 e D4, invece, non si trovano normalmente negli alimenti 

SINTESI DELLA VITAMINA D
 La vitamina D viene sintetizzata nella pelle dal 7-deidrocolesterolo in seguito all’esposizione alle radiazioni ultraviolette (colecalciferolo o D3) e solo una piccola percentuale è esogena proveniente dal cibo (ergocalciferolo, D2) (1-3). A seguito di idrossilazioni sequenziali nel fegato e nei reni, viene attivata la vitamina D. La vitamina D svolge un ruolo cruciale nell’omeostasi del calcio in aggiunta ai suoi molteplici effetti su vari tessuti (3). Infatti, i recettori della vitamina D (VDR) sono presenti nella maggior parte dei tessuti che influenzano la trascrizione di molti geni (4-7). La vitamina D viene trasportata nel sangue attraverso la proteina legante la vitamina D (8, 9). La vitamina D svolge un ruolo nella mineralizzazione della matrice di collagene di tipo I nello scheletro (10). La vitamina D e il suo recettore nucleare influenzano l’espressione di oltre mille geni che agiscono come un fattore di trascrizione (11). Sono stati descritti anche effetti non genomici della vitamina D (12-19).

EFFETTI DELLA VITAMINA D SUL MUSCOLO SCHELETRICO

La potenziale associazione tra vitamina D e funzione muscolare si basava anche sulle prime descrizioni cliniche che indicavamo come la miopatia fosse fortemente associata a una grave carenza di vitamina D (20). Attualmente, la vitamina D ha dimostrato di essere un potente modulatore della fisiologia dei muscoli scheletrici (5). Sebbene l’espressione dei recettori della vitamina D nel tessuto muscolare scheletrico sia stata messa in discussione (21), dati recenti indicano che essi sono anche espressi nel muscolo scheletrico (22). La 1,25 (OH) 2D legandosi al suo recettore nucleare aumenta la trascrizione delle proteine ​​muscolari chiave (5-7), quindi entrambi gli effetti genomici e non genomici della vitamina D sono cruciali per le prestazioni muscolari.

Infatti, la vitamina D influenza il trasporto muscolare di calcio e fosfato attraverso le membrane cellulari, il metabolismo dei fosfolipidi e la proliferazione e differenziazione delle cellule muscolari (23). Inoltre, la vitamina D downregola l’espressione della miostatina (un regolatore negativo della massa muscolare) e aumenta l’espressione di follistatina e del fattore di crescita insulino-simile 2 (IGF-2) (5-7, 24). L’esposizione dei muscoli scheletrici alla 1,25-diidrossivitamina D3 induce l’espressione di diversi marcatori miogenici e fattori di trascrizione (24). 

Nel grave deficit di vitamina D, si osserva una miopatia prossimale caratterizzata da atrofia della fibra muscolare di tipo II (contrazione rapida) (5, 22). Un recente studio di supplementazione con vitamina D ha mostrato che nelle giovani popolazioni maschili un aumento significativo della percentuale delle fibre di tipo IIa era evidente nel gruppo sottoposto a integrazione di vitamina D rispetto al gruppo placebo, dimostrando un effetto positivo sulla morfologia del tipo di fibra muscolare, il trasporto del calcio, e regolazione del calcio intracellulare (22).

VITAMINA D E PERFORMANCE SPORTIVA

I dati presentati sopra suggeriscono che la vitamina D eserciti effetti benefici sui muscoli scheletrici e quindi può migliorare la capacità di prestazione fisica sia negli atleti che nei soggetti non sportivi. La sintesi proteica muscolare e la miogenesi mediata dalla vit. D potrebbe generare muscoli di maggiore qualità e quantità. Questo potrebbe essere a sua volta tradotto in una maggiore forza muscolare poiché è ben documentato che esiste una forte associazione lineare tra massa muscolare e forza (25). Inoltre, l’associazione tra i livelli di vitamina D e l’anabolismo muscolare potrebbe anche essere correlata con un altro effetto positivo, che è particolarmente importante per le popolazioni atletiche: potrebbe accelerare il recupero muscolare dallo stress di un esercizio intenso [26].

AUMENTO DELLA FORZA NEL MUSCOLO SCHELETRICO

La vitamina D pare responsabile di un certo aumento di forza del muscolo scheletrico (27), forse attraverso la sensibilizzazione dei siti di legame del calcio sul reticolo sarcoplasmatico, portando ad una contrazione muscolare più efficace. Vi è un’ulteriore prova che potrebbe anche aumentare sia le dimensioni che il numero di fibre muscolari di tipo II (28-29)

In uno studio coinvolgente dei calciatori dopo un allenamento di 8 settimane con una integrazione di 5000 UI/die di vitamina D o un placebo, il gruppo della vitamina D ha avuto un significativo aumento nel siero dei livelli di D e un significativo miglioramento sia dei tempi nello scatto di 10 metri sia nel salto verticale rispetto al gruppo placebo. Tuttavia, altri studi non hanno mostrato alcun beneficio significativo della integrazione di vitamina D negli atleti con livelli ematici moderatamente carenti o adeguati (30), (31-31), indicando che questi benefici prestazionali potrebbero essere limitati a soggetti con carenza significativa di vitamina D.

STATI CARENZIALI

La sua carenza / insufficienza pone un grave problema di salute osservato in tutte le fasce d’età e indipendentemente dalla latitudine e dall’insolazione. 

Nei muscoli, la carenza di vitamina D è associata a un declino della funzione neuromuscolare che comprende la forza muscolare, la velocità della camminata, l’equilibrio, il salto e la corsa, e la capacità aerobica, sebbene l’evidenza sia ancora debole per quanto riguarda i suoi effetti nei giovani e negli atleti.

La supplementazione contrasta gli effetti negativi della carenza di vitamina D sulle prestazioni, sebbene in individui con livelli adeguati di vitamina D, la supplementazione aggiuntiva non sembra migliorare ulteriormente le capacità fisiche.

Diverse ricerche dimostrano che la carenza di vitamina D è diffusa tra gli atleti, in particolare in quelli che vivono nei paesi settentrionali, che si allenano principalmente al chiuso o non si espongono al sole, o che non consumano alimenti ricchi di vitamina D (32). Questo è un dato preoccupante perché ci sono sempre più prove che dimostrano che una carenza di questa vitamina riduce la funzionalità muscolare, la forza e le prestazioni (33). Potenzialmente, una carenza di vitamina D può anche aumentare il rischio di infortuni e di sviluppare malattie, oltre ad avere un effetto dannoso sull’allenamento e sulla performance (34). Diversi studi hanno osservato una correlazione tra lo stato della vitamina D e la performance sportiva (35). Livelli scarsi sono associati a prestazioni ridotte, mentre livelli alti possono migliorarle. Una revisione di studio evidenziato una variazione stagionale nelle prestazioni (36): i picchi nella performance si verificano nei mesi estivi (quando i livelli di vitamina D sono al massimo), mentre nei mesi invernali, le prestazioni si riducono e raggiungono il loro punto più basso in concomitanza con i livelli più scarsi di vitamina D. I picchi di performance sembrano quindi verificarsi quando i livelli di vitamina D si avvicinano a quelli ottenuti grazie all’esposizione naturale e di tutto il corpo al sole estivo, che si aggirano intorno ai 50 ng/ml.

In conclusione, sulla base della letteratura disponibile, si deduce che la vitamina D sia benefica per gli individui poiché aumenta la sintesi proteica muscolare, la concentrazione di ATP, la forza, l’altezza di salto, la velocità e la potenza di salto e sprint e la capacità di esercizio aerobico e anaerobico . Le prestazioni fisiche potrebbero essere significativamente migliorate e / o conservate con un’adeguata vitamina D. La vitamina D previene anche la degenerazione muscolare e inverte la mialgia (37, 38).

EFFETTI DELLA VITAMINA D SUL TESSUTO ADIPOSO

La vitamina D svolge un ruolo cruciale nella fisiologia degli adipociti. I VDR e i geni della 25-idrossivitamina D 1a-idrossilasi (CYP27B1) sono tutti espressi in adipociti umani (39). I livelli di vitamina D sono inversamente correlati all’obesità, tra cui la percentuale di grasso corporeo (BFP), l’indice di massa corporea (BMI) e la circonferenza della vita (40,41). La supplementazione di vitamina D per 16 settimane riduce il grasso viscerale negli adulti sovrappeso e obesi (42). Drincic et al. (43) ha identificato il peso corporeo come il singolo predittore più forte dei livelli di 25OHD seguito dalla massa grassa. La perdita di peso provoca un aumento dei livelli di vitamina D (44). Epidemiologicamente, i livelli di vitamina D sono negativamente associati alla percentuale di body fat nei non atleti (19,(44,46). È interessante notare che un’alta percentuale di BF nei mesi invernali è stata correlata con attività atletiche indoor e bassi livelli di vitamina D (41)

IMPLICAZIONI PER L’ATTIVITÀ FISICA / PERFORMANCE FISICA

La stretta associazione tra i livelli di vitamina D e l’adiposità potrebbe influenzare le prestazioni atletiche. Va notato che la capacità di prestazione neuromuscolare. compresa la capacità di sprint, le prestazioni di salto, l’agilità, l’accelerazione, la capacità aerobica e la decelerazione sono inversamente associate alla percentuale di BF (47). Questi dati suggeriscono che un’alta percentuale di BF in congiunzione con bassi livelli di vitamina D esercita un effetto negativo sulla prestazione fisica negli atleti e nella popolazione generale. Va notato che l’aumento della BF è associata allo sviluppo di un’infiammazione sistemica cronica di basso grado e di una resistenza all’insulina, una caratteristica dell’obesità, che influisce negativamente anche sulle prestazioni dell’esercizio (48).

FABBISOGNO

Il fabbisogno giornaliero di vitamina D in un adulto sano è di 10 µg/die. L’80% del fabbisogno di vitamina D è garantito dall’irradiazione solare, il 20% dall’alimentazione.

INTEGRAZIONE

L’integrazione di questa vitamina è un argomento controverso è il parere degli scienziati non è univoco. Alcuni ritengono che sia utile per coloro che si espongono poco al sole o magari durante i mesi invernali. Altri sostengono che non abbia effetti positivi sulla performance sportiva (49). I ricercatori raccomandano la concentrazione nel sangue superiore ai 32-40 ng/ml. L’integrazione di vitamina D ai livelli stabiliti dalle RDA di Unione Europea e Stati Uniti (5 ug/die) dovrebbe essere sufficiente (50).

FONTI ALIMENTARI VIT. D

Fonti principali di vitamina D2 sono alimenti lattiero-caseari e loro derivati, tuorlo d’uovo, fegato, pesci il pesce e gli oli che esso contiene, in particolare trota, sogliola, sgombro, salmone, pesce spada, storione, tonno e sardine; il fegato e i grassi animali, come quelli contenuti nelle carni di pollo, di anatra e di tacchino; corn flakes e cereali, le verdure verdi e i funghi ne sono abbastanza ricchi.Temi molto interessanti sono emersi da studi che ho consultato per la stesura di questa tesina. Studi su animali a dosaggi sovrafisiologici di vitamina D hanno dimostrato potenziali effetti ergogenici sul sistema metabolico umano conducendo a diversi miglioramenti fisiologici muscolari e anti-infiammatori. Questi dosaggi potrebbero aumentare la capacità aerobica, la crescita muscolare, la forza e diminuire il tempo di recupero post-esercizio fisico. Questi dosaggi potrebbero anche migliorare la densità ossea.

Tuttavia, sia la carenza (12,5-50 nmol/L) che alti livelli di vitamina D (> 125 nmol /L), possono avere effetti collaterali negativi.
Mantenere i livelli sierici 75 e 100 nmol/L, garantendo l’apporto adeguato di altre sostanze nutritive essenziali tra cui la vitamina K, è la chiave per la salute e le prestazioni.

Allenatori, medici e preparatori atletici dovrebbero raccomandare ai loro assistiti di misurare la concentrazione plasmatica di vitamina D, al fine di determinare se la supplementazione sia o meno necessaria.

Sulla base degli studi consultati, assumere 3000-4000 IU/di di vitamina D3 può essere una valida strategia di utilizzo senza incorrere in nessun rischio e beneficiarne delle proprietà, purchè si abbia un adeguato introito alimentare di vitamina K1 e K2, Tutto ciò sembra essere un tassello nel mosaico della ricerca della prestazione nell’atleta che di forza o di resistenza.

REFERENCES

• 1)  Holick MF: Vitamin D: amillenniumperspective. JCellBiochem.2003;88:296–307.doi: 10.1002/ jcb.10338
• 2)  Muir SW, Montero-Odasso M :Effect of vitamin D supplementation on muscle strength, gait and balance in older adults: a systematic review and meta-analysis. J Am Geriatr Soc. 2011;59:2291–300.
• 3)  Holick M: Sunlight and vitamin D. J Gen Intern Med. 2002;17:733–5. doi: 10.1046/j. 1525- 1497.2002.20731.x
• 4)  Todd JJ, Pourshahidi LK, McSorley EM, Madigan SM, Magee PJ: Vitamin D: recent advances and implications for athletes. Sports Med. 2015;45:213–29. doi: 10.1007/ s40279-014-0266-7.
• 5)PojednicRM,CegliaL:TheemergingbiomolecularroleofvitaminDinskeletalmuscle. Exerc SportSci Rev. 2014;42(2):76–81. doi: 10.1249/JES.0000000000000013.
• 6)  Artaza JN, Mehrotra R, Norris KC :Vitamin D and the cardiovascular system.ClinJAm SocNephrol. 2009;4(9):1515–22. doi: 10.2215/CJN.02260409.
• 7)  Moran DS, McClung JP, Kohen T, Lieberman HR :Vitamin D and physical performance. SportsMed. 2013;43(7):601–11. doi: 10.1007/s40279-013-0036-y.
• 8)  Holick MF: Vitamin D deficiency. N Engl J Med. 2007;357(3):266–81. doi: 10.1056/NEJMra070553
• 9)  Hamilton B: Vitamin D and human skeletal muscle. Scand J Med Sci Sports. 2010;20:182–90.doi: 10.1111/j.1600-0838.2009.01016.x
• 10)  Cashman KD: Calcium and vitamin D. Novartis Found Symp. 2007;282:123–38.
• 11)  Tavera-Mendoza LE, White JH. Cell defenses and the sunshine vitamin. Sci Am. 2007;297(5):62–5, 68–70, 72.
• 12)  Udowenko M, Trojian T: Vitamin D: extent of deficiency, effect on muscle function, bonehealth, performance, and injury prevention. Conn Med. 2010;74(8):477–80.
• 13)  Baker AR, McDonnell DP, Hughes M, Crisp TM, Mangelsdorf DJ, HausslerMR, Pike JW, Shine J, O’Malley W: Cloning and expression of full-length cDNA encoding human vitamin Dreceptor. Proc Natl Acad Sci U S A. 1988;85:3294–8.
• 14)  Brumbaugh PF, Haussler DH, Bressler R, Haussler MR :Radioreceptor assay for1alpha, 25-dihydroxyvitamin D3. Science. 1974;183:1089–91.
• 15)  Brumbaugh PF, Haussler MR: Specific binding of 1a,25-dihydroxycholecalciferol to nuclearcomponents of chick intestine. J Biol Chem. 1975;250:1588–94.
• 16)  Saccone D, Asani F, Bornman L: Regulation of the vitamin D receptor gene by envi- ronment,genetics and epigenetics. Gene. 2015;561(2):171–80. doi: 10.1016/j.gene. 2015.02.024.
• 17)  Christakos S, Hewison M, Gardner DG, Wagner CL, Sergeev IN, Rutten E, PittasAG, Boland R, Ferrucci L, Bikle DD: Vitamin D: beyond bone. Ann N Y Acad Sci. 2013;1287:45–58. doi:10.1111/nyas.12129.
• 18)  Soni M, Kos K, Lang IA, Jones K, Melzer D, Llewellyn DJ: Vitamin D and cognitive function.Scand J Clin Lab Invest Suppl. 2012;243:79–82. doi: 10.3109/00365513.2012.6 81969.
• 19)  Halliday TM, Peterson NJ, Thomas JJ, Kleppinger K, Hollis BW, Larson-Meyer DE: Vitamin D status relative to diet, lifestyle, injury, and illness in college athletes. Med Sci Sports Exerc.2011;43(2):335–43. doi: 10.1249/MSS.0b013e3181eb9d4d.
• 20)  Prineas JW, Mason AS, Henson RA: Myopathy in metabolic bone disease. Br Med J.1965;1:1034–6.
• 21)  Wang Y, Zhu J, DeLuca HF: Where is the vitamin D receptor?Arch Biochem Biophys.2012;523:123–33. doi: 10.1016/j.abb.2012.04.001.

• 22)  Agergaard J, Trøstrup J, Uth J, Iversen JV, Boesen A, Andersen JL, Schjerling P, Langberg H: Does vitamin-D intake during resistance training improve the skeletal muscle hypertrophic and strength response in young and elderly men?—a randomized controlled trial. Nutr Metab (Lond). 2015;12:32. doi: 10.1186/s12986-015-0029-y.
• 23)  Garay E, Jankowski P, Lizano P, Marczak S, Garay E, Jankowski P, Lizano P, Marczak S, Maehr H, Adorini L, Uskokovic MR, Studzinski GP: Calcitriol derivatives with two different side-chains at C-20. Part 4: further chain modifications that alter VDR- dependent monocytic differentiation potency in human leukemia cells. Bioorg Med Chem. 2007;15(13):4444–55.
• 24)  30 Close GL, Leckey J, Patterson M, et al The effects of vitamin D3 supplementation on serum total 25[OH]D concentration and physical performance: a randomised dose–response study Br J Sports Med 2013;47:692-696.
• 25)  31 Fitzgerald, JS, Peterson, BJ, Warpeha, JM, Wilson, PB, Rhodes, GS, and Ingraham, SJ. Vitamin D status and V[Combining Dot Above]O2peak during a skate treadmill graded exercise test in competitive ice hockey players. J Strength Cond Res 28(11): 3205–3210, 2014
• 26)  Forney, LA, Earnest, CP, Henagan, TM, Johnson, LE, Castleberry, TJ, and Stewart, LK. Vitamin D status, body composition, and fitness measures in college-aged students. J Strength Cond Res 28(3): 814–824, 2014
• 27)  Ogan D, Pritchett K. Vitamin D and the Athlete: Risks, Recommendations, and Benefits. Nutrients. 2013; 5(6):1856-1868.
• 28)  Todd, J.J., Pourshahidi, L.K., McSorley, E.M. et al. Sports Med (2015) 45: 213. https://doi.org/ 10.1007/s40279-014-0266-7
• 29)  Ceglia L, Niramitmahapanya S, da Silva Morais M, et al. A randomized study on the effect of vitamin D3 supplementation on skeletal muscle morphology and vitamin D receptor concentration in older women. J Clin Endocrinol Metab. 2013;98(12):E1927–E1935. doi: 10.1210/jc.2013-2820
• 30)  Garcia LA, KingKK, Ferrini MG, Norris KC, Artaza JN:1,25(OH)2vitaminD3stimulates myogenic differentiation by inhibiting cell proliferation and modulating the expression of promyogenic growth factors and myostatin in C2C12 skeletal muscle cells. Endocrinology. 2011;152(8):2976–86. doi: 10.1210/en.2011-0159.
• 31)  Black PN and, Scragg R: Relationship between serum 25-hydroxyvitamin D and pulmonary function in the third national health and nutrition examination survey. Chest. 2005;128:3792–8.
• 32)  Deschenes MR, Kraemer WJ: Performance and physiologic adaptations to resistance training. Am J Phys Med Rehabil. 2002;81(11), S3–S16.
• 33)  Larson Mayer e Willis, 2010; Lovell 2008; Meier et al 2004
• 34)  Hamilton, 2011
• 35)  Hallyday, 2011
• 36)  Cannel 2009
• 37)  Shuler FD, Wingate MK, Moore GH, Giangarra C: Sports health benefits of vitamin d. Sports Health. 2012;4(6):496–501. doi: 10.1177/1941738112461621.
• 38)  Birge SJ, Haddad JG: 25-hydroxycholecalciferol stimulation of muscle metabolism. J Clin Invest. 1975;56(5):1100–7.
• 39)  LiJ, Byrne ME, Chang E, Jiang Y, Donkin SS, Buhman KK, Burgess JR, TeegardenD: 1α,25-dihydroxyvitamin D hydroxylase in adipocytes. J Steroid Biochem Mol Biol. 2008;112(1–3): 122–6. doi: 10.1016/j.jsbmb.2008.09.006.
• 40)Koszowska AU, Nowak J, Dittfeld A, Brończyk-Puzoń A, Kulpok A, Zubelewicz- Szkodzińska B: Obesity, adipose tissue function and the role of vitamin D. Cent Eur J Immunol. 2014;39(2):260–4. doi: 10.5114/ceji. 2014.43732.

• 41)  Pannu PK, Zhao Y, Soares MJ:Reductionsinbodyweightandpercentfatmassincrease the vitamin D status of obese subjects: a systematic review and metaregression analysis. Nutr Res. 2016;36(3):201–13. doi: 10.1016/j.nutres.2015.11.013.
• 42)  Rosenblum JL, Castro VM, Moore CE, Kaplan LM: Calcium and vitamin D supple- mentation is associated with decreased abdominal visceral adipose tissue in over- weight and obese adults. Am J Clin Nutr. 2012;95(1):101–8. doi: 10.3945/ajcn.111.019489.
• 43)  143 Drincic AT, Armas LA, Van Diest EE, Heaney RP: Volumetric dilution, rather than sequestration best explains the low vitamin D status of obesity. Obesity (Silver Spring). 2012;20:1444–48. doi: 10.1038/oby.2011.404.
• 44)  144 Earthman CP, Beckman LM, Masodkar K, Sibley SD: Thelinkbetweenobesityandlow circulating 25-hydroxyvitamin D concentrations: considerations and implications. Int J Obes. 2012;36(3):387–96. doi: 10.1038/ijo.2011.119.
• 45)  145 Datta S, Pal M, De A. The dependency of vitamin D status on anthropometric data. Malay J Med Sci. 2014;21(3):54–61.
• 46)  146 Forney LA, Earnest CP, Henagan TM, Johnson LE, Castleberry TJ, Stewart LK: Vita- min D status, body composition, and fitness measures in college-aged students. J Strength Cond Res. 2014;28(3):814–24. doi: 10.1519/JSC.0b013e3182a35ed0.
• 47)  147 Koundourakis NE, Androulakis NE, Malliaraki N, Tsatsanis C, Venihaki M, Margioris AN: Discrepancy between exercise performance, body composition, and sex steroid response after a six-week detraining period in professional soccer players. PLoS ONE. 2014;9(2):e87803. doi: 10.1371/journal.pone.0087803.
• 48)  148 Lira FS, Rosa JC, Cunha CA, Ribeiro EB, do Nascimento CO, Oyama LM, Mota JF: Supplementing alpha-tocopherol (vitamin E) and vitamin D3 in high fat diet decrease IL-6 production in murine epididymal adipose tissue and 3T3- L1 adipocytes following LPS stimulation. Lipids Health Dis. 2011;10:37. doi: 10.1186/1476-511X-10-37.
• 49)  Powers et al., 2011
• 50)  Rodriguez et al., 2009