林文弢, 賈 敏(廣州體育學(xué)院,廣東 廣州 510500)

維生素D是參與人體組成的重要物質(zhì),不僅有助于運(yùn)動(dòng)員骨骼的生長(zhǎng)和維護(hù),而且有助于電解質(zhì)代謝調(diào)控、蛋白質(zhì)合成、基因表達(dá)和免疫功能,在提高運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)能力及運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)方面起重要作用。

1 維生素D的定義與分類

維生素D為固醇類衍生物,又稱鈣化醇、麥角甾醇、麥角骨化醇、“陽(yáng)光維生素”、抗佝僂病維生素[1]。目前認(rèn)為,維生素D也是一種類固醇激素,其家族中最重要的成員是維生素D2(麥角鈣化醇)和維生素D3(膽鈣化醇)。維生素D均為不同的維生素D原經(jīng)紫外線照射后的衍生物。植物不含維生素D,但維生素D原在動(dòng)植物體內(nèi)都存在。維生素D是一種脂溶性維生素,有5種化合物,與健康關(guān)系較密切的是維生素D2和維生素D3。它們有如下特性:存在于部分天然食物中;人體皮下儲(chǔ)存有從膽固醇生成的7-脫氫膽固醇,受紫外線照射后,可轉(zhuǎn)變?yōu)榫S生素D3[2]。

2 維生素D的生理功能

維生素D的主要作用在于維持血清鈣磷濃度穩(wěn)定,調(diào)節(jié)鈣磷平衡,調(diào)控甲狀旁腺素分泌,影響骨轉(zhuǎn)換,調(diào)節(jié)骨骼細(xì)胞多種基因表達(dá)的重要內(nèi)分泌激素,保持骨骼強(qiáng)壯。

2.1 促進(jìn)小腸鈣吸收(鈣結(jié)合蛋白)

活性維生素D不僅能調(diào)節(jié)對(duì)腸道鈣吸收起重要作用的鈣結(jié)合蛋白及鈣調(diào)蛋白基因的表達(dá),促進(jìn)腸道鈣吸收,而且還作用于腎小管,促進(jìn)腎臟對(duì)鈣離子的吸收,對(duì)維持鈣離子的正平衡具有重要作用。人體吸收的維生素 D2和D3都無(wú)生物活性,經(jīng)肝臟、腎臟羥化酶的作用,轉(zhuǎn)變?yōu)樘禺惖拟}結(jié)合蛋白質(zhì),鈣結(jié)合蛋白對(duì)腸道鈣的吸收發(fā)揮重要作用。研究發(fā)現(xiàn),維生素D可通過(guò)調(diào)節(jié)腸道鈣吸收途徑中多種蛋白的結(jié)構(gòu)或表達(dá)水平影響鈣的吸收。腸道鈣的吸收主要通過(guò)3種方式:跨細(xì)胞途徑、細(xì)胞旁途徑和囊泡運(yùn)輸。不僅維生素D缺乏會(huì)影響腸道鈣的吸收,維生素D受體結(jié)構(gòu)異常,調(diào)節(jié)蛋白表達(dá)水平下降,同樣可能造成鈣吸收障礙,導(dǎo)致鈣代謝異常。

2.2 促進(jìn)骨骼與骨骼肌生長(zhǎng)

維生素 D直接或間接參與骨細(xì)胞的增生、分化等所有過(guò)程,以及骨基質(zhì)的形成、成熟與鈣化。研究認(rèn)為,維生素 D缺乏可引起繼發(fā)性甲狀旁腺功能亢進(jìn),骨轉(zhuǎn)化加快,骨丟失增加,從而導(dǎo)致骨質(zhì)疏松或骨折。科學(xué)補(bǔ)充維生素D,能有效防止鈣 、磷吸收障礙所導(dǎo)致的骨質(zhì)疏松及骨折的發(fā)生,防止骨骼肌肉運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)多種疾病。維生素D缺乏癥成人表現(xiàn)為軟骨病,兒童表現(xiàn)為佝僂病;維生素 D不足會(huì)引起中老年人繼發(fā)性骨質(zhì)流失、甲狀旁腺功能亢進(jìn)癥和跌倒等 。肌細(xì)胞和神經(jīng)系統(tǒng)細(xì)胞均有特異性維生素D受體,肌肉組織維生素D受體的表達(dá)隨年齡增長(zhǎng)而顯著降低;同時(shí)隨著年齡增長(zhǎng),肌肉強(qiáng)度和神經(jīng)肌肉功能降低,與肌細(xì)胞中維生素D受體表達(dá)減少和受體周圍維生素 D缺乏直接相關(guān)。肌肉無(wú)力常是維生素 D缺乏的表現(xiàn),補(bǔ)充活性維生素 D可促進(jìn)肌肉功能,使快?、蛐图?nèi)纖維數(shù)目與直徑顯著增加,顯著增強(qiáng)肌肉的力量及功能。

2.3 對(duì)骨細(xì)胞(破骨、成骨細(xì)胞)有多種作用

維生素 D 還作用于成骨細(xì)胞和骨細(xì)胞核的維生素D反應(yīng)元件,調(diào)控骨鈣素、低密度脂蛋白受體相關(guān)蛋白5、成纖維生長(zhǎng)因子23、Ⅰ型膠原蛋白等多種蛋白的表達(dá),對(duì)骨轉(zhuǎn)換及骨骼礦化具有重要調(diào)控作用[3]。維生素D缺乏會(huì)引起骨頭和關(guān)節(jié)疼痛、肌肉萎縮、失眠、緊張等癥狀,甚至?xí)?dǎo)致少兒佝僂病和成年人的軟骨病。

3 維生素D與運(yùn)動(dòng)能力

3.1 對(duì)運(yùn)動(dòng)員骨骼肌伸展能力的影響

低維生素D狀態(tài)會(huì)影響運(yùn)動(dòng)員的肌肉、免疫系統(tǒng)和身體能量水平,進(jìn)而影響其運(yùn)動(dòng)成績(jī)。Zhu K等[4]將302名受試者隨機(jī)分成實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組,實(shí)驗(yàn)組每日補(bǔ)充1 000 IU維生素D2和1 000 mg檸檬酸鈣(對(duì)照組僅1 000 mg檸檬酸鈣),測(cè)試1年后,2組在髖外展肌力、髖內(nèi)收肌力和運(yùn)動(dòng)能力方面,實(shí)驗(yàn)組比對(duì)照組分別提高22.6%、13.5%、17.5%。另有研究報(bào)道,給年輕芭蕾舞演員每日補(bǔ)充維生素D (2 000 IU),4個(gè)月后其等長(zhǎng)肌力提升、受傷風(fēng)險(xiǎn)降低[5]。研究發(fā)現(xiàn),每日補(bǔ)充鈣1 000 mg和維生素D3 800 IU者的左股四頭肌肌力顯著優(yōu)于單獨(dú)補(bǔ)充等量鈣劑者。Moreira-Pfrimer等研究發(fā)現(xiàn),補(bǔ)充維生素D3 6個(gè)月后,受試者的臀屈肌和膝伸肌肌力分別提高16.4%和24.6%[6]。

3.2 對(duì)運(yùn)動(dòng)員骨質(zhì)的影響

由于25羥維生素D的減少,導(dǎo)致與破骨細(xì)胞生成有關(guān)的繼發(fā)性甲狀旁腺功能亢進(jìn),以及增加的骨吸收超過(guò)成骨細(xì)胞介導(dǎo)的骨形成,這些都導(dǎo)致骨量減少和骨質(zhì)疏松。對(duì)運(yùn)動(dòng)員來(lái)說(shuō),健康的骨質(zhì)是運(yùn)動(dòng)能力的保證,尤其在外沖力較大的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目中,運(yùn)動(dòng)員的骨密度與骨折發(fā)生率直接相關(guān)。充足的維生素D通過(guò)維持甲狀旁腺素的生理健康水平,刺激成骨細(xì)胞活性,促進(jìn)骨礦化及減少?zèng)_擊損傷風(fēng)險(xiǎn),從而減少運(yùn)動(dòng)員骨質(zhì)疏松及骨折的發(fā)生率。

3.3 對(duì)運(yùn)動(dòng)員免疫功能的影響

3.3.1 對(duì)單核—巨噬細(xì)胞的作用

單核—巨噬細(xì)胞在固有免疫應(yīng)答中起重要作用,維生素D可以促進(jìn)單核細(xì)胞向巨噬細(xì)胞分化。巨噬細(xì)胞在干擾素-γ刺激下可以在胞內(nèi)合成1,25-二羥維生素D3,1,25-二羥維生素D3作為配體與細(xì)胞核受體結(jié)合發(fā)揮作用。維生素D在單核—巨噬細(xì)胞中通過(guò)自分泌途徑刺激 Toll類受體2/1、Toll樣受體4及干擾素-γ受體。維生素D能增加巨噬細(xì)胞的吞噬能力和趨化能力,增強(qiáng)單核—巨噬細(xì)胞對(duì)腫瘤細(xì)胞的趨向性和細(xì)胞毒性作用,抑制單核細(xì)胞的黏附活性,減少機(jī)體炎癥反應(yīng)的發(fā)生。

3.3.2 對(duì)T、B細(xì)胞的作用

T淋巴細(xì)胞來(lái)源于胸腺,在適應(yīng)性免疫應(yīng)答中占核心地位。T細(xì)胞根據(jù)功能特征可分為輔助T細(xì)胞、細(xì)胞毒性T細(xì)胞、調(diào)節(jié)性T細(xì)胞。維生素D可通過(guò)間接影響DC表型或直接刺激T細(xì)胞從而調(diào)節(jié)T細(xì)胞反應(yīng),維生素D抑制細(xì)胞因子輔助T細(xì)胞1、輔助T細(xì)胞17和輔助T細(xì)胞2的分布,從而改變T細(xì)胞表型和功能。B淋巴細(xì)胞通過(guò)產(chǎn)生抗體發(fā)揮特異性體液免疫,是重要的抗原提成細(xì)胞。近年來(lái)發(fā)現(xiàn),維生素D誘導(dǎo)B細(xì)胞的低反應(yīng)性可直接導(dǎo)致細(xì)胞凋亡,抑制B細(xì)胞的分化增殖,減少免疫球蛋白的產(chǎn)生,增加細(xì)胞因子IL-19的分泌,表明維生素D對(duì)B細(xì)胞功能紊亂性疾病有潛在作用。

4 運(yùn)動(dòng)員維生素D的補(bǔ)充量

維生素D是形成骨骼和軟骨的原動(dòng)力,抗佝僂病,能使牙齒堅(jiān)固,可抑制炎癥發(fā)生。除魚(yú)肝油富含維生素D外,肝、魚(yú)肉、蛋、奶及蘑菇中也有豐富的維生素D。研究表明,維生素 D 的多方面效用直接或間接影響骨骼、關(guān)節(jié)、軟骨、肌肉等,低維生素D狀態(tài)可能增加機(jī)體應(yīng)力性骨折和急性炎癥疾病的風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)運(yùn)動(dòng)員來(lái)說(shuō),補(bǔ)充適量的維生素 D 對(duì)骨關(guān)節(jié)炎癥的緩解、骨骼狀態(tài)的優(yōu)化具有積極意義。多數(shù)研究認(rèn)為,應(yīng)定期評(píng)估運(yùn)動(dòng)員的維生素 D狀態(tài),并給予推薦攝入量(每日攝取5 μg維生素D為宜),以保持運(yùn)動(dòng)員的最佳競(jìng)技狀態(tài)。

5 小結(jié)

維生素D是身體組成的重要物質(zhì),與運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)能力及運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)關(guān)系密切。補(bǔ)充維生素D應(yīng)注意量的把握,我國(guó)制定的維生素D最高可耐受攝入量為20 μg,過(guò)量補(bǔ)充會(huì)造成厭食、嗜睡、嘔吐、腹瀉、尿頻及關(guān)節(jié)疼痛等中毒癥狀。為防止對(duì)運(yùn)動(dòng)員造成不必要的傷害,建議在隊(duì)醫(yī)或營(yíng)養(yǎng)師的指導(dǎo)下服用維生素D。