在《維生素D 與運動表現之間的關係 &補充建議》一文裡,我們已經分享過國人普遍缺乏維生素 D 的狀況,以及補充的建議,同時也談到維生素 D 可能有減輕運動後引起的肌肉損傷與發炎,而這次的文章將近一步探討,維生素 D 可能的作用機制,掀開它為何能發揮上述功能的面紗。
運動的人也會缺維生素D 喔?
前陣子有同事這麼問我「跑步的人不是都會曬到太陽嗎?怎麼會缺 D?」
在之前那篇文章裡,我們有提到肌膚表皮接觸到 UVB 才能合成維生素 D3,一大早跟傍晚的陽光,紫外線強度基本上是沒有,也就是說這時候的陽光怎麼照,皮膚都不會啟動生成維生素 D。
有時候晚點運動呢?總會遇到有紫外線的陽光吧!如果是在夏季九點之後的陽光,確實會有紫外線,但我想大家應該不是每天都這麼運動的吧?就整體需求來說,一週運動那幾天產出的維生素 D,很可能不夠用,因為從最近一次國民營養調查的結果來看,國人普遍血中維生素 D 的濃度偏低。
訓練或運動時,太陽光的紫外線太弱、就算在陽光較強的時段運動也不會每天都這麼運動,再加上飲食也攝取不足,這些因素讓我們處在維生素 D 缺乏的風險中,進而影響了運動表現與肌肉的恢復,至於怎麼影響呢?
2021 年,一篇發表在《Frontiers in Physiology》期刊上的研究,探討了維生素 D 與粒線體健康,還有肌肉再生之間的關係。
維生素D 狀態與肌肉損傷/肌肉再生
維生素 D 跟肌肉功能有關系的原因在於,科學家們發現肌肉細胞裡有著維生素 D 的受體(Vitamin D receptor, 簡稱 VDR),然後還有能把維生素 D 轉換成活化型 1,25(OH)D 的酵素,因而認為維生素 D 在肌肉裡面應該很有戲才是,於是展開更多的研究調查。
當我們鍛鍊或是運動強度超過一定程度時,肌肉就會受損,也就是肌肉纖維結構不穩、可收縮的蛋白質完整性受到破壞、粒線體功能異常。一旦肌肉受損,接著就會啟動修復,不過這是一個相當複雜的過程,包括恢復粒線體功能,以及活化肌衛星細胞(satellite cells),也就是骨骼肌的幹細胞。
另外,從動物模型的研究,科學家們發現隨著肌肉損傷,肌肉細胞裡的 VDR 會跟著大量增加,好能與更多的活化型維生素 D 接觸。從體外與活體試驗的研究結果發現,維生素D 能減少活性氧類的生成、增強抗氧化的能力,因而有對抗氧化壓力的作用,因此能把維生素 D 視為一種抗肌肉損傷的營養素。
此外,如果把肌肉細胞裡 VDR 基因關掉,也就是肌肉損傷時,肌肉細胞裡的 VDR 量不會增加,會造成粒線體的氧化能力與 ATP 產出量減少,這個結果再次證實維生素 D 在粒線體的氧化能力中扮演重要的角色。
上述這些,可用下面這張圖概括,不過目前科學家還沒有找出使用維生素D來幫助受傷肌肉恢復的最佳時間、方式和量,但可以確定的是,國人普遍有維生素 D 攝取不足與血中濃度偏地的問題,在有更確切的研究問世之前,避免自己缺乏應該是目前最佳的作法。
延伸閱讀:維生素D 維持骨骼健康必要的營養素! - 安永生活誌
專有名詞解釋:粒線體自噬(Mitophagy )
上面那張圖裡,右圖右下方有個單字 mitophagy,翻作粒線體自噬,這是一種移除或回收受損粒線體,並且確保新生成的粒線體功能正常的機制。這個作用對維持粒線體的健康很重要,當然,也是人體維持正常機能必要的機制之一。
粒線體是細胞內進行氧化代謝的重要胞器,它們會因為氧化壓力或 DNA 損傷的因素而受損,使得功能衰退,而粒線體自噬作用就能幫我們把這些有問題的粒線體給處理掉,並促進新的粒線體生成。
- Latham, C. M., Brightwell, C. R., Keeble, A. R., Munson, B. D., Thomas, N. T., Zagzoog, A. M., … & Fry, J. L. (2021). Vitamin D promotes skeletal muscle regeneration and mitochondrial health. Frontiers in Physiology, 12, 660498.
- Picca, A., Faitg, J., Auwerx, J. et al. Mitophagy in human health, ageing and disease. Nat Metab 5, 2047–2061 (2023). https://doi.org/10.1038/s42255-023-00930-8