Inleiding
Vitamine D is belangrijk voor de regulatie van calcium in het menselijk lichaam. In celkernen door het gehele lichaam, inclusief spierweefsel, bevindt zich de vitamine D receptor (VDR) waardoor vitamine D direct invloed heeft op de vermenigvuldiging en groei van spiercellen. Het VDR zit in spieren voornamelijk in type II vezels (fast twitch), welke zorgen voor kracht en snelheid. De afgelopen decennia zijn er verschillende wetenschappelijke studies gepubliceerd die hebben gekeken naar het effect van vitamine D op spierkracht, blessures en sportprestaties. In dit artikel vatten we samen wat er bekend is over de effecten van vitamine D suppletie op het bewegingsapparaat van sporters.
Aanmaak van vitamine D
De huid is de grootste producent van vitamine D3. Het vitamine D dat in de huid wordt aangemaakt is inactief en moet eerst door de lever en daarna door de nieren worden omgezet in de actieve vorm: calcitriol. De nieren maken gebruik van een enzym genaamd CYP27B1 om vitamine D te activeren. Dit enzym komt niet alleen in de nieren voor maar ook in andere weefsels zoals spieren. Hierdoor kunnen spieren een verhoogd calcitriol gehalte creëren waarmee ze op lokaal niveau de concentratie aan calcium kunnen reguleren. Spieren slaan daarnaast ook het overtollige vitamine D op en kunnen het weer loslaten in de wintermaanden, omdat dan de productie van vitamine D in de huid minimaliseert. Hiermee dragen spieren bij aan een constante concentratie aan vitamine D in de bloedbaan.
In de medische wereld is er nog veel discussie over de normaalwaarde van vitamine D; wat is het optimale gehalte aan vitamine D in het bloed? In verschillende landen worden verschillende normaalwaardes aangehouden dus bij onderzoeken over vitamine D moet je altijd kijken wat de onderzoekers als normaalwaardes gebruikten. In Nederland houden de huisartsen als normaal aan:
- <70 jaar: 10ng/ml of 25nmol/L
- >70 jaar: 20ng/ml of 50nmol/L
We zien in bloedonderzoek dat het bijschildklierhormoon (PTH) gaat stijgen wanneer de concentratie van vitamine D onder 30ng/ml komt. PTH stimuleert CYP27B1, wat het enzym is dat vitamine D activeert. The Endocrine Society (internationale medische organisatie voor endocrinologie) heeft ook in hun richtlijn opgenomen dat 30ng/ml de streefwaarde zou moeten zijn(1).
Fysiologie
Veel effecten van vitamine D worden gereguleerd door VDR. De precieze werking is nog niet bekend. Muizen zonder een vitamine D receptor hebben allerlei afwijkingen in de spier. Zo hebben ze een afwijkende spierontwikkeling, zijn kleiner met lager lichaamsgewicht en hebben een verminderde coördinatie(2).
Figuur 1: Spiervezels (myocyten) bestaan uit verschillende onderdelen. De kern (nucleus) waar het DNA is opgeslagen, de mitochondriën zijn de energieproducenten, de myofibrillen zorgen voor de spiercontractie, het sarcoplasmatisch reticulum en de terminale cisterna waar het calcium ligt opgeslagen en de T-tubuli die verantwoordelijk zijn voor het doorgeven van signalen in de cel (figuur van Blausen.com staff, 2014)
Voor het aanspannen van een spier moeten de myofibrillen (figuur 1) zich verkorten. Voor het verkorten hebben de myofibrillen calcium en ATP nodig. Vitamine D en VDR hebben invloed op deze calciumhuishouding van de spier. Bij een te kort aan vitamine D is het heropnemen van calcium door het sarcoplasmatisch reticulum (figuur 1) vertraagd. Hierdoor is de ontspanningsfase van de spiervezel verlengd (de tijd die de spiervezel nodig heeft om zich klaar te maken om opnieuw aan te spannen) en hiermee neemt uiteindelijk de absolute kracht af. Ook de opname van calcium door de mitochondriën is bij een vitamine D deficiëntie verlaagd. Mitochondriën zijn de energieproducenten van de cel, zij produceren de benodigde ATP voor een spiercontractie. In labonderzoek is gekeken naar de effecten van vitamine D op cellen en zij vonden dat de zuurstofopname van een cel verbeterde door vitamine D. Daarbij toonde ze ook aan dat de ATP-productie hoger werd. Als derde speelt vitamine D een rol als antioxidant in spieren. De precieze fysiologie hierachter is nog onbekend, maar in dierenstudies zien we door vitamine D minder spierschade na intensieve duurtraining. Samenvattend zien we bij vitamine D deficiëntie een verminderde eiwitproductie, verminderde spierkracht en een mitochondriële dysfunctie(3).
Effect op spierkracht
Zoals we net besproken hebben speelt vitamine D een rol in de functie van spieren. Uit onderzoek blijkt dat ouderen (van gemiddeld 75 jaar) met een vitamine D gehalte boven de 20 ng/ml gemiddeld 6,5% meer knijpkracht hadden vergeleken met ouderen die een lager vitamine D gehalte in het bloed hadden, ook als er rekening werd gehouden met leeftijd, chronische ziekten en fysieke activiteit(4). Ook bij jongvolwassenen heeft vitamine D suppletie positieve effecten op de kracht in het boven- en onderlichaam. Uit een meta-analyse blijkt dat dit effect verschilde per studie waarbij de onderzoekers toename in kracht zagen van tussen de 1,37% en 18,75%(5).
Effect op sportprestaties
In een studie naar 80 professionele american football spelers (NFL) zagen de onderzoekers dat 77% van de spelers een te laag vitamine D gehalte in het bloed had, waarbij de onderzoekers als ondergrens 32ng/ml aanhielden. Zij zagen dat spelers met een zwarte huidskleur gemiddeld een lager vitamine D gehalte hadden, wat komt doordat de huid van mensen met een zwarte huidskleur minder vitamine D produceert. Een lager vitamine D gehalte was verder gerelateerd aan meer botbreuken, maar ook met het feit of spelers het volgende seizoen nog steeds bij de club speelden. Spelers die geen verlenging kregen van hun contract door een blessure of slechte prestaties, hadden significant lagere vitamine D-spiegels(6).
In een randomized placebo controlled trial is er gekeken naar het effect van vitamine D (5000IU/dag) op sportprestaties bij atleten en niet-atleten met een suppletieduur van 8 weken. Tweederde van de deelnemers had bij aanvang van de studie een vitamine D gehalte onder 20ng/ml wat zij als ondergrens aanhielden. Het gemiddelde vitamine D gehalte bij de proefpersonen in de groep die een vitamine D supplement kregen steeg van 11 ng/ml naar 40 ng/ml. Daarnaast verbeterden zij hun 10 meter sprint en verticale sprongkracht. Verder was er geen significante verbetering in 30 meter sprint, Illinois Agility test en kracht van bench press en squat(7).
Effect op sportblessures
Qua sportblessures is er met name gekeken naar (stress)fracturen (botbreuken). In de studie van de NFL-spelers vonden ze een verband tussen fracturen en een laag vitamine D gehalte. Er is ook in studieverband gekeken naar militairen waarbij ze zagen dat het aantal stressfracturen toenam met 60% indien het vitamine D gehalte onder 20ng/ml kwam(2).
Zijn er nadelige effecten van vitamine D suppletie?
The European Commission Scientific Committee on Food meldt dat er geen bijwerkingen van vitamine D bekend zijn bij een dosering <4000IU/dag. Ook in de VITAL-trial waar meer dan 25.000 mensen aan mee deden zagen geen bijwerkingen van suppletie van vitamine D (in een dosis van 2000IU/dag). Er zijn enkele gevallen bekend van vitamine D vergiftiging waarbij de fabrikant een te hoge dosering in de tabletten had gedaan. Twee patiënten kregen een dosering van meer dan 1.000.000 IU per dag voor meer dan een maand. Zij werden opgenomen met een te hoog calciumgehalte in hun bloed wat herstelde na het stoppen van supplement(2).
Conclusie
Op basis van de hierboven beschreven onderzoeken weten we dat vitamine D een rol speelt bij de werking van spiercellen. Het heeft een directe invloed op de regeling van calcium in spieren en de werking van mitochondriën. Hiermee heeft vitamine D positieve invloed op de spierkracht, sportprestaties en blessures.
Indien het vitamine D gehalte te laag is dan zou het advies zijn om vitamine D3 in te nemen voor 10-12 weken met als dosering 2000IU/dag. Indien het vitamine D gehalte onbekend is dan zou je ook pragmatisch kunnen beginnen met vitamine D suppletie omdat het zo’n veelvoorkomende deficiency is en er geen nadelige effecten bekend zijn bij een dosering van 2000IU/dag.
Gerelateerde artikelen
Referenties
- Holick MF, Binkley NC, Bischoff-Ferrari HA, Gordon CM, Hanley DA, Heaney RP, et al. Evaluation, treatment, and prevention of vitamin D deficiency: an Endocrine Society clinical practice guideline. J Clin Endocrinol Metab. 2011;96(7):1911-30.
- Abrams GD, Feldman D, Safran MR. Effects of Vitamin D on Skeletal Muscle and Athletic Performance. J Am Acad Orthop Surg. 2018;26(8):278-85.
- Dzik KP, Kaczor JJ. Mechanisms of vitamin D on skeletal muscle function: oxidative stress, energy metabolism and anabolic state. Eur J Appl Physiol. 2019;119(4):825-39.
- Houston DK, Cesari M, Ferrucci L, Cherubini A, Maggio D, Bartali B, et al. Association between vitamin D status and physical performance: the InCHIANTI study. J Gerontol A Biol Sci Med Sci. 2007;62(4):440-6.
- Chiang CM, Ismaeel A, Griffis RB, Weems S. Effects of Vitamin D Supplementation on Muscle Strength in Athletes: A Systematic Review. J Strength Cond Res. 2017;31(2):566-74.
- Maroon JC, Mathyssek CM, Bost JW, Amos A, Winkelman R, Yates AP, et al. Vitamin D profile in National Football League players. Am J Sports Med. 2015;43(5):1241-5.
- Close GL, Russell J, Cobley JN, Owens DJ, Wilson G, Gregson W, et al. Assessment of vitamin D concentration in non-supplemented professional athletes and healthy adults during the winter months in the UK: implications for skeletal muscle function. J Sports Sci. 2013;31(4):344-53.