SHOULD WE APPOINT VITAMIN D FOR CHILDREN AND ADOLESCENTS TO ACHIEVE EXTRAORDINARY SPORT RESULTS?


O.A. Gromova, I.Yu. Torshin, E.Yu. Egorova, I.N. Zakharova, A.V. Gilels

(1) SBEI HPE "Ivanovo State Medical Academy" of RMPH, Ivanovo; (2) Russian Satellite Center of Trace Elements Institute for UNESCO, Moscow; (3) FSBIS "Computing Center n.a. A.A. Dorodnicyn" of Russian Academy of Sciences, Moscow
 Optimal physical development of children and adolescents involved in sports require high concentration of vitamin D. It is well known that prevention of numerous diseases, comorbid with deficiency of vitamin D, is effective at a concentration of 25(OH)D more than 30.0 ng/mL. At the same time, the optimum functioning of the muscles and reliable improvement of sports results achieve at a concentration of 25(OH)D more than 40.0-50.0 ng/mL. The article deals with the molecular and physiological mechanisms of vitamin D effects on the muscles and the results of clinical studies of athletes.

Введение

Выдающийся спортивный результат является следствием раннего приобщения ребенка к спорту. Например, занятия фигурным катанием начинают с 2–4-летнего возраста, художественной гимнастикой – с 3–5 лет, волейболом и баскетболом – не позднее 10–12-летнего возраста и т.д.

В связи с прекращением профилактики рахита витамином D в возрасте 1–2 года (а иногда и раньше) подавляющее большинство детей и подростков начинают занятия спортом на фоне выраженного дефицита витамина D. Обращение к допингам – незаконная мера стимуляции резервных сил формирующегося организма детей и подростков и в долгосрочной перспективе приводит к серьезным нарушениям здоровья, отлучению от «большого» спорта. В то же время обеспеченность организма витамином D чрезвычайно важна не только для детей, занимающихся в спортивных школах и секциях. Выполнение даже самой обычной школьной программы по физкультуре также затрудняется на фоне дефицита витамина D. Дело в том, что витамин D служит важным фактором регуляции иммунитета. Поэтому дети, обеспеченные витамином D, реже болеют инфекционными заболеваниями, в т.ч. туберкулезом, гепатитом и острыми респираторными заболеваниями (ОРЗ) [1]. ОРЗ – основная причина пропусков в школе и освобождения от занятий физкультурой после выздоровления.

Помимо поддержания иммунитета витамин D воздействует на процессы клеточного деления и дифференцировки миоцитов, поддерживая сложнейшую систему регуляции структуры и функции мышечной ткани [2]. Уровни витамина D в скелетных мышцах коррелируют с показателями мышечной силы, чувствительностью к инсулину и достижением тех или иных спортивных результатов [3]. Например, при обследовании 419 добровольцев более высокие уровни 25(OH)D были ассоциированы с большей изометрической и изокинетической силой мышц рук и ног [4]. Дотации витамина D (4000–5000 МЕ/сут), особенно в сочетании с дотациями витаминов К1 и К2 (500–1000 мкг/сут), способствуют улучшению максимального потребления кислорода, высоты прыжка, скорости бега [5].

Эргогенные (от греч. ergon, «работа» и gennan, «производить») эффекты витамина D обусловлены тем, что рецепторы VDR (vitamin D receptor) присутствуют во всех тканях организма и в значительных количествах в скелетных мышцах. Активация VDR приводит к регуляции экспресии более 2000 генов. Уровни витамина D выше 30–40 нг/мл способствуют увеличению функции скелетных мышц, уменьшению времени восстановления после интенсивных тренировок и повышению выработки тестостерона [5].

Далее последовательно рассматриваются результаты исследований распространенности дефицита витамина D среди спортсменов, сезонные вариации обеспеченности спортсменов витамином D, молекулярно-физиологические механизмы воздействия активных форм витамина D на мышцы и также результаты клинических исследований воздействия витамина D на функции скелетно-мышечной системы и достижение спортивных результатов.

Распространенность дефицита витамина D среди спортсменов

Данные клинических исследований показывают, что гиповитаминоз D встречается у спортсменов не реже, чем в популяционных выборках. Например, среди молодых спортсменов и танцоров (n=98, 12–18 лет; 53% юноши) установлена высокая распространенность недостаточности витамина D: при средних концентрациях 25(ОН)D 25,0±8,0 нг/мл дефицит витамина был отмечен у 73% участников. При этом распространенность дефицита витамина D была выше среди танцоров (94%) и баскетболистов (94%) [6].

Мета-анализ 23 исследований (n=2313) указал на широкую распространенность дефицита витамина D у спортсменов (25(OH)D <20,0 нг/мл; р<0,001) – в среднем в 56% (44–67%) случаев в выборке. Риск дефицита витамина D значительно возрастал в зимний и в весенний периоды (отношение шансов [ОШ]=1,9, 95% доверительный интервал [ДИ] – 1,3–2,7) [7].

При этом у спортсменов, живущих в климатических регионах с высокой инсоляцией, тоже часто встречается дефицит витамина D. Например, исследование профессиональных спортсменов из Туниса указало на низкую обеспеченность витамином D: уровни 25(OH)D менее 20 нг/мл встречались у 150 (71%) участников. При этом дефицит витамина D (25(OH)D<20,0 нг/мл) встречался несколько реже (60%) у спортсменов, тренирующихся на открытом воздухе, чем у спортсменов, тренирующихся в помещении (82%; р=0,004, рис. 1). Тем не менее даже у спортсменов, тренирующихся на открытом воздухе, распространенность дефицита витамина D была высокой [8].

Абнормально низкие уровни 25(OH)D встречаются среди значительной части молодых спортсменов из Испании [9]. Изучение профессиональных испанских спортсменов подросткового и молодого возраста (n=408; 15–23 года) 34 различных специальностей указало на высокую распространенность недостаточности витамина D (табл. 1). Среднее значение 25(OH)D у всех спортсменов составило 22,0±8,0 нг/мл, у занимающихся в помещении – 22,0±8,0 нг/мл, а у занимающихся на открытом воздухе – 25,0±9,0 нг/мл. У 82% обследованных уровни 25(OH)D были ниже нормы [25(OH)D <30,0 нг/мл], умеренная недостаточность [25(OH)D<20,0 нг/мл] найдена у 45% спортсменов и тяжелая [25(OH)D <11,0 нг/мл] – у 6% спортсменов [10].

Темный тон цвета кожи ассоциирован с повышенным риском дефицита витамина D. Аномально низкие уровни витамина D были типичными, например, для профессиональных спортсменов Ассоциации студенческого спорта США (n=223; 1–25 лет): у 67% участников уровни 25(OH)D были ниже <32 нг/мл. Значимым предиктором риска дефицита витамина D оказался темный цвет кожи (ОШ=15,2; р<0,0001) [11].

Интересно отметить, что продолжительное пребывание на солнце не только не является достаточно эффективным способом компенсации дефицита витамина D, но и может приводить к нежелательным побочным эффектам. Например, исследование группы лыжников (n=71) показало, что пребывание на солнце во время продолжительных тренировок (в течение 6 суток) способствует не только повышению уровней витамина D, но и более высокому уровню повреждений ДНК в клетках кожи вследствие более высокой суммарной дозы ультрафиолетового облучения. Очевидно, что использование солнцезащитных средств и пероральный прием препаратов витамина D – более безопасные способы восполнения резервов витамина D в организме [12].

Выраженность дефицита витамина D коррелирует с антропометрическими показателями спортсменов. Концентрация 25(OH)D была обратно пропорциональной жировой массе у хоккеистов (n=51, r=-0,52; р=0,001) [13]. Анализ группы спортсменов (n=42) показал, что уровни 25(OH)D сыворотки отрицательно коррелировали с ростом (r=-0,45), индексом массы тела – ИМТ (r=-0,57), жировой массой (r=-0,60). Таким образом, спортсмены с большим размером тела подвергаются более высокому риску дефицита витамина D [14]. Среди профессиональных футболистов (n=50, 18–34 года) достаточные уровни 25(OH)D (более 30 нг/мл) наблюдались всего у 17% спортсменов. Установлены значимые корреляции между уровнями 25(OH)D, массой тела, общим содержанием воды тела, мышечной массой [15].

Сезонные вариации обеспеченности спортсменов витамином D

Поскольку уровни 25(OH)D так или иначе зависят от инсоляции, обеспеченность витамином D меняется в зависимости от времени года, особенно в регионах с пониженной инсоляцией. Например, у профессиональных футболистов (n=20), проживающих на 53° северной широты, уровни 25(OH)D в сыворотке крови уменьшались от августа (41,0±9,0 нг/мл) к декабрю (20,0±8,0 нг/мл; р<0,001), так что недостаточность витамина D была отмечена у 65% спортсменов в зимнее время [16].

Отметим, что достижение спортивных результатов носит сезонный характер и достигает пика приблизительно в то же время года, когда достигаются пиковые концентрации 25(OH)D в крови. Важная особенность витамина D заключается в следующем: достижение пиковых концентраций 25(OH)D в крови способствует увеличению размера и числа быстросокращающихся мышечных волокон (II типа) [17].

Дотации витамина D в осенне-зимний период (4000 ME/сут, 6 месяцев) воздействуют на ИМТ пловцов (n=19): ИМТ отрицательно коррелировал с изменением 25(OH)D за 6 месяцев (r=-0,496; р=0,03) [18]. Иначе говоря, при повышении обеспеченности витамином D ИМТ достоверно снижался, а соотношение мышцы/жир увеличивалось.

Обеспечение достаточными концентрациями витамина D зимой особенно важно для поддержания иммунитета [19]. Дефицит витамина D стимулирует нарушения противоинфекционного иммунитета и повышает риск возникновения ОРЗ у спортсменов (n=225), особенно в течение месяцев осенне-зимней подготовки. В когорте спорт-сменов дефицит витамина D (25(OH)D<20,0 нг/мл) был найден у 55% участников, а тяжелый дефицит (<11,0 нг/мл) – у 38%. В подгруппе спортсменов с тяжелым дефицитом витамина D отмечена достоверно более высокая, чем в подгруппе с достаточными уровнями витамина D (>50,0 нг/мл), пропорция лиц с симптомами ОРЗ. В подгруппе с нормальными уровнями витамина D (>30,0 нг/мл) отмечали более легкое течение ОРЗ, укороченное время протекания ОРЗ, более высокие уровни антимикробного пептида кателицидина в плазме крови и более высокую скорость секреции иммуноглобулина А (IgA) в слюне (рис. 2) [20].

Дотации витамина D3 в зимний период для спортсменов (5000 МЕ/сут, 2–3 месяца) способствуют поддержанию уровней 25(OH)D зимой (поздняя осень – 25,0 нг/мл, весна – 29,0 нг/мл; р=0,001) [21]. Дотации витамина D в течение зимних месяцев (2000 МЕ/сут, 4 месяца) оказывают благотворное воздействие на мышечную силу и снижение утомляемости у профессиональных танцоров (n=24). Отмечено значительное увеличение изометрической силы (19%; р<0.01) и высоты вертикального прыжка (7%; р<0.01) на фоне снижения травматизма (р<0,01) [22].

Молекулярно-физиологические механизмы воздействия активных форм витамина D на мышцы

Следует различать «медленные» и «быстрые» эффекты витамина D на состояние мышечной ткани. Медленные эффекты развиваются при приеме адекватных доз витамина D в течение месяцев и даже нескольких лет, включают влияние на фосфатно-кальциевый метаболизм, профилактику атеросклероза, формирование структуры мышечных клеток и соединительной ткани мышц, клеточное деление и дифференциацию миоцитов [23]. К быстрым эффектам, проявляющимся уже в течение нескольких минут, относятся воздействия витамина D на внутриклеточные уровни кальция и скольжение филаментов мышечных волокон. Для систематического рассмотрения этих эффектов витамина D рассмотрим структуру мышц и миоцитов более подробно.

Мышцы состоят из соединительной ткани, являющейся мягким скелетом мышцы и сократительных структур – клеток-миоцитов. По данным фундаментальных исследований, обеспеченность витамином D влияет и на соединительно-тканную основу мышц, и на структуру сократительных мышечных волокон, влияя на морфологию, функцию трубчатых систем и миофибрилл миоцитов.

Трубчатые системы миоцитов включают саркоплазматический ретикулум (СПР, L-система) и поперечную трубчатую систему (Т-система). Саркоплазматический ретикулум, или продольная трубчатая система, – совокупность трубочек и цистерн, проходящих по длинной оси мышечного волокна и окружающих отдельные миофибриллы (рис. 3). Из СПР в цитозоль вокруг миофибрилл выделяется Са2+, обеспечивающий сокращение, связываясь с тропонином-С. Когда ионы Са2+ направляются обратно в СПР, сокращение прекращается. Атерогенная диета с высоким содержанием насыщенных жиров и низким уровнем витамина D приводила к повреждениям саркоплазматического ретикулума, митохондрий и снижению популяции миоцитов. Поэтому рацион спортивного питания содержит минимум насыщенных жиров при повышенном содержании омега-3 полиненасыщенных жирных кислот (ω-3 ПНЖК). Прием витамина D способствует восстановлению нормальной структуры мышечных клеток [24].

Поперечная трубчатая система (Т-система) проходит перпендикулярно длинной оси мышечного волокна в виде каналов, окружающих миофибриллы, через равные промежутки. Т-трубочки проводят возбуждающие импульсы с поверхности мышечного волокна в его центральную зону, что ведет к стимуляции выделения кальция из СПР. В эксперименте при воздействии 1,25-дигидроксивитамина на кардиомиоциты VDR локализовался в Т-канальцах, откуда мог оказывать непосредственное влияние на внутриклеточную передачу сигнала и ионные каналы [25].

Сократительными структурами мышечной клетки являются миофибриллы – единицы, отвечающие за сокращение и расслабление волокна. В мышечном волокне диаметром 50 мкм содержится до 10 тыс. миофибрилл. Именно упорядоченно расположенные миофибриллы придают миоцитам характерный полосатый вид. Миофибриллы содержат два типа белковых филаментов – тонкие (актиновые нити), которые состоят из белков актина, тропонина и тропомиозина, и толстые филаменты (миозиновые нити), содержащие несколько сот продольно ориентированных молекул белка миозина.

В эксперименте дефицит витамина D приводил к гипокальциемии, увеличению деградации миофибрилл [26], снижению объема СПР, снижению синтеза кальций-связывающих белков в СПР [27].

Каждая миофибрилла состоит из несколько сот саркомеров – участков миофибрил­лы, границами которого являются тонкие мембраны (Z-линии). Саркомер представляет собой функциональную единицу мышцы длиной 2–3 мкм, диаметром 1–2 мкм. В состав миофибриллы входит от нескольких десятков до нескольких сот тысяч последовательно расположенных саркомеров. При сокращении миофибрилл под воздействием повышенных концентраций кальция одна система нитей проникает в другую, т.е. филаменты актина начинают скользить вдоль филаментов миозина, уменьшая длину саркомеров, – мышца сокращается.

1,25-дигидроксивитамин D оказывает быстрое воздействие на сокращение саркомеров кардиомиоцитов. VDR специфически взаимодействует с кавеолином-3 (белком, необходимым для быстрой реполяризации миоцитов [28]) и с Са-зависимой АТФазой Serca-2 СРП, регулирующей сократимость миоцитов [29].

В целом дефицит витамина D негативно сказывается на структуре мышечных волокон [30]. Экспериментальная диета с высокими уровнями кальция и фосфата, но обедненная витамином D способствовала увеличению времени изометрического сжатия, максимального напряжения и времени восстановления мышц. Восполнение дефицита витамина D нормализовало значения всех этих параметров [31] за счет ускорения процессов регенерации мышечных клеток (рис. 4).

Витамин D способствует клеточному делению стволовых миобластов, их миграции при активации сигнальных путей PI3/Akt и MAPK(mitogen-activated protein kinase)/ERK(extracellular-signal-regulated kinase), дифференцировке миобластов, синтезу коллагена и других компонентов соединительной ткани мышц.

К важным для спортсменов «медленным» эффектам витамина D относится и воздействие витамина D на структуру соединительной ткани. Соединительная ткань (СТ) мышц формирует сухожилия, соединяющие мышцы с костями. В спортивной медицине известно, что за счет эластичных свойств СТ сухожилия способны обеспечивать дополнительную силу, которая проявляется в случаях предельного растяжения мышц. СТ мышцы имеет три анатомические части: эпимизий, перимизий и эндомизий [32]. Эпимизий – наиболее плотная оболочка, покрывает всю поверхность мышцы и отделяет ее от других мышц. Содержит тесно переплетенные пучки коллагеновых волокон, прикрепленных к перимизию. Перимизий разделяет мышечные волокна на пучки, обеспечивает пути прохождения крупных кровеносных сосудов и нервов через брюшко мышцы. Эндомизий – плотная сеть коллагеновых волокон, окружающих каждое мышечное волокно и прикрепляющих мышечные волокна к базальной мембране как бы на растяжках.

Витамин D воздействует на все эти компоненты СТ. Результаты проведенного нами ранее систематического анализа позволили сформулировать общую картину молекулярных механизмов воздействия активных форм витамина D на структуру соединительной ткани. В сочетании с фактором роста фибробластов 23 (ФРФ-23) и белком «клото» витамин D участвует в регуляции уровней фосфата, кальция, процессы клеточного деления фибробластов – основных клеток соединительной ткани. Стимулируя экспрессию гена, кодирующего трансформирующий фактор роста β (ТФР-β), витамин D принципиально необходим для клеточного деления и дифференцировки остеоцитов, хондроцитов, фибробластов, кератиноцитов. Стимуляция витамином D экспрессии интегринов важна для связывания коллагена на мембране клеток соединительной ткани, моторики эндотелиальных клеток и ангиогенеза (рис. 5).

Другие молекулярные эффекты воздействия витамина D на функцию мышц

Помимо упоминаемых выше «быстрых» и «медленных» эффектов витамина D на функцию мышечной ткани витамин D проявляет и ряд других воздействий на организм в период мышечных нагрузок. Например, дотации витамина D (4000 МЕ/сут, 8 недель) были ассоциированы с увеличением концентрации тестостерона в крови спортсменов (n=40) [33].

Низкие уровни витамина D у спортсменов ассоциированы с нарушениями функций мышц, снижением регенеративной способности, иммунитета, ухудшением состояния костей и с нарушениями функции сердечно-сосудистой системы [34]. В частности, уровни 25(OH)D и 1,25(OH)2D3 в плазме коррелируют с уровнями цитокинов у спортсменов (n=43): концентрации интерлейкина-10 (ИЛ-10) и интерферона-γ (ИФН-γ) были значительно выше у участников с достаточными уровнями витамина D [35].

Повышенные уровни фактора некроза опухолей α (ФНО-α) у педиатрических пациентов наблюдаются при ДВС-(диссеминированное внутрисосудистое свертывание)-синдроме, сепсисе, инфекционных заболеваниях (в частности, при инфекционном эндокардите, рецидивирующем герпесе, гепатите), травматическом и ожоговом шоке, а также при ревматоидном артрите, коллагенозе, системных заболеваниях мышц. Исследования цельной крови в культуре показали, что синтез провоспалительных ФНО-α, ИЛ-6, ИФН-γ, ИЛ-2 и ИЛ-10 значительно ингибировался при концентрации 1,25(OH)2D3 порядка 1000 пмоль/л [35] (рис. 6).

Тренировки способствуют повышению плотности VDR и фермента биосинтеза активной формы витамина. В эксперименте интенсивные упражнения способствуют увеличению экспрессии белка VDR в скелетных мышцах. Внутримышечная экспрессия VDR была значительно повышена сразу после тренировок и оставалась повышенной в течение 3 часов по сравнению с контрольной группой (р<0,05). При этом внутримышечная экспрессия цитохрома P450 CYP27B1 (фермент, который синтезирует кальцитриол) также была значительно выше после тренировки (р<0,05) [36].

Клинические исследования воздействия витамина D на функцию скелетно-мышечной системы и достижение спортивных результатов

Профилактика травматизма опорно-двигательного аппарата и восстановление после травм зависят от уровней 25(OH)D в крови (рис. 7). Уровни 25(OH)D более 30–50 нг/мл способствуют снижению воспаления, боли в мышцах, увеличению синтеза белка в миоцитах, концентрации АТФ.

В результате повышаются сила мышц, прочность скелетно-мышечной системы, высота и скорость прыжков, переносимость физической нагрузки [37].

Профилактика рахита возможна уже при уровнях, соответствующих дефициту (<20 нг/мл). Дополнительные позитивные воздействия 25(OH)D в спорте требуют достижения концентраций 25(OH)D выше чем 30 нг/мл.

Мета-анализ 9 исследований (n=2634) указал на связь между низкими уровнями 25(ОН)D сыворотки и частотой микротрещин костей нижних конечностей. Среднее значение 25(ОН)D в сыворотке крови было ниже на -2,3 нг/мл (95% ДИ – -3,9– -0,6; р=0,007, рис. 7) в подвыборке пациентов с микропереломами, чем в контроле [38].

У спортсменов с тяжелым дефицитом витамина D (уровни 25(OH)D <10,0 нг/мл) наблюдаются значительно меньшие значения параметров, описывающих размеры сердца. Профессиональные молодые спортсмены (n=506, футболисты – 50%, гандболисты – 23%, волейболисты – 16%, баскетболисты – 11%) проходили стандартное медицинское обследование перед началом соревнований. Только у 23% обследованных были отмечены уровни 25(OH)D>30,0 нг/мл); у 29% наблюдался умеренный дефицит (20,0–30,0 нг/мл), у 37% – дефицит (10,0–20,0 нг/мл) и у 11% – тяжелый дефицит (<10,0 нг/мл). У участников с тяжелым дефицитом витамина D отмечены достоверно (р<0,05) меньшие диаметры корня аорты, предсердий, толщина внутрижелудочковой перегородки, а также более низкие масса и объем левого желудочка [39].

В группе хоккеистов (n=53) установлены положительные корреляции между уровнями 25(OH)D, относительной силой сжатия (р=0,024) и пиковой мощностью при анаэробных нагрузках (р=0,035 ) [40].

В исследовании 419 здоровых добровольцев (от 20 лет) установлена достоверная корреляция между уровнями 25-гидроксивитамина D сыворотки и силой мышц верхних и нижних конечностей, оценка которой производилась на основе изометрических и изокинетических тестов компьютеризированной динамометрии [41].

Недостаточная концентрация витамина D отрицательно сказывается на работе мышц спортсменов. Недостаточное содержание витамина D отрицательно сказывается и на опорно-двигательной функции профессиональных спортсменов. В группе спортсменов (n=60) в 62% случаев установлен дефицит витамина [25(OH)D <20,0 нг/мл]. Дотации витамина D (5000 МЕ/сут, 8 недель) повышали средние уровни 25(ОН)D сыворотки – от 23,0±12,0 до 41,0±10,0 нг/мл (р=0,003). На фоне приема витамина D отмечено значительное улучшение времени спринта на 10 м (р=0,008) и высоты вертикальных прыжков (р=0,008) по сравнению с плацебо [42] (р<0,05, рис. 8, 9).

Здоровые добровольцы (n=40, 25–36 лет) с гиповитаминозом D были рандомизированы на пероральный прием холекальциферола (60 тыс. МЕ/нед в течение 8 недель, затем 60 тыс. МЕ/мес в течение 4 месяцев) с 1000 мг/сут элементарного кальция или только прием препарата кальция и плацебо в течение 6 месяцев. Прием витамина приводил к достоверному повышению силы рук на +2,4 кг (95% ДИ – 1,2–3,6); силы камбаловидной мышцы на +3,0 нМ (95% ДИ – 0,1–5,9) по сравнению с группой плацебо [43].

Мета-анализ 6 рандомизированных контролируемых (n=310, 18–40 лет; 33% мужчин) подтвердил, что дотации витамина D (4000–8400 МЕ/сут, 1–6 месяца) способствуют увеличению силы верхних и нижних конечностей в среднем на 32% (95% ДИ – 10–54%; р=0,04) [44].

О препаратах для компенсации дефицита витамина D

Для профилактики дефицита витамина D у детей, занимающихся спортом, следует использовать препараты на основе холекальциферола (провитамина D3), который конвертируется в активную форму гормона (кальцитриол) в необходимых организму количествах. Физическая нагрузка способствует конвертации холекальциферола в активную форму витамина, кроме того, повышает плотность VDR в мышцах.

Препараты на основе холекальциферола делятся на две группы: витамин D3 в масляном растворе и водный раствор мицеллированного витамина D3. Мицеллированная форма витамина D3 важна потому, что физиологическое усвоение витамина D3 в кишечнике происходит только при участии желчных кислот (что подразумевает образование мицелл).

Мицеллированная форма витамина D в водном растворе предпочтительна для использования в спортивной медицине. Дело в том, что интенсивные физические нагрузки на фоне недостаточного потребления воды приводят к обезвоживанию и перегреву организма. Например, подросток весом 50 кг при низкой физической нагрузке нуждается всего в 1,5 л воды в сутки, при умеренной нагрузке – в 2,0, а при интенсивной нагрузке – в 2,3 л. Поэтому спортсмены, как правило, восполняют повышенную потребность в воде за счет специальных растворов электролитов (калия, кальция, магния и натрия). Очевидно, что добавление водорастворимого препарата витамина D в такие электролитные растворы служит весьма удобным способом восполнения потребности организма в витамине D.

В качестве водорастворимой формы витамина D можно использовать препарат Аквадетрим, обладающий высокой биоусвояемостью в различных группах детей. Препарат Аквадетрим является водорастворимой фармацевтической формой холекальциферола (витамин D3). В состав 1 мл раствора (30 капель) входит 15 тыс. ME активного вещества (т.е. в 1 капле – 500 МЕ).

В составе Аквадетрима витамин D3 переводится в водную фазу именно за счет мицеллообразования с использованием полиэтиленгликолевого эмульгатора глицерилрицинолеат макрогола (субстанция Cremophor®EL). Поэтому Аквадетрим обеспечивает хорошую степень всасывания с минимальной зависимостью от состава диеты, приема препаратов, состояния печени и биосинтеза желчных кислот [45].

Заключение

Как известно, к характерным признакам рахита относятся гипотония и слабость сокращения мышц (вплоть до симптома «складной нож»). При применении витамина D у детей с рахи-том вначале преодолевается симптоматика гипотонии и астении мышц, а затем постепенно преодолеваются костные проявления рахита. При занятиях детей спортом профилактика витамином D костных отклонений (микротрещин, переломов) достигается при концентрациях 25(OH)D более 30 нг/мл, а при большой физической нагрузке – более 40 нг/мл. Оптимальная работа мышц ребенка и подростка, занимающихся спортом, может требовать достижения уровней 25(OH)D в 40–50 нг/мл и более.

В настоящей статье приведены результаты исследований распространенности дефицита витамина D среди спортсменов и значения витамина D для функции скелетно-мышечной системы, достижения спортивных результатов. Приведенные результаты относятся не только к профессиональным спортсменам, но не в меньшей степени и к детям, а также подросткам, занимающимся спортом. Детям с обычной физической нагрузкой рекомендуется восполнять потребность в витамине D в соответствии со ступенеобразной схемой назначения витамина: дети от 2 до 4 лет – 1000 МЕ/сут; от 4 до 10 – 1500 МЕ/сут, а старше 10 лет – 2000 МЕ/сут в течение всего года без перерыва на летние месяцы [46].

В то же время исследования, проведенные И.Н. Захаровой и соавт. [47], показали, что дети старше 2 лет, как правило, не получают витамин D ни в каких дозах, а небольшой процент детей получают витамин D короткими курсами (1–2 месяца зимой). Очевидно, что потребность в витамине D детей и подростков, занимающихся спортом, конечно, выше, чем у детей с обычной физической нагрузкой. Поэтому дети, занимающиеся спортом, должны как минимум получать приведенные выше дозы витамина D на постоянной основе – без перерыва на лето. При достаточной инсоляции в июле/августе (каждодневное пребывание на солнце в первой половине дня, 2–3 часа) возможно снижение дозы витамина D на 25–30%.


Literature


  1. Громова О.А., Торшин И.Ю., Учайкин В.Ф., Лиманова О.А. Роль витамина D в поддержании противотуберкулезного, антивирусного и общего противоинфекционного иммунитета. Инфекционные болезни. 2014;4:65–74.
  2. Pojednic R.M., Ceglia L. The emerging biomolecular role of vitamin D in skeletal muscle. Exerc. Spor. Sci. Rev. 2014;42(2):76–81.
  3. Girgis C.M., Clifton-Bligh R.J., Turner N., Lau S.L., Gunton J.E. Effects of vitamin D in skeletal muscle: falls, strength, athletic performance and insulin sensitivity. Clin. Endocrinol. (Oxf). 2014;80(2):169–81.
  4. Grimaldi A.S., Parker B.A., Capizzi J.A., Clarkson P.M., Pescatello L.S., White M.C., Thompson P.D. 25(OH) vitamin D is associated with greater muscle strength in healthy men and women. Med. Sci. Sports Exerc. 2013;45(1):157–62.
  5. Dahlquist D.T., Dieter B.P., Koehle M.S. Plausible ergogenic effects of vitamin D on athletic performance and recovery. J. Int. Soc. Sports Nutr. 2015;12:33.
  6. Constantini N.W., Arieli R., Chodick G., Dubnov-Raz G. High prevalence of vitamin D insufficiency in athletes and dancers. Clin. J. Sport. Med. 2010;20(5):368–71.
  7. Farrokhyar F., Tabasinejad R., Dao D., Peterson D., Ayeni O.R., Hadioonzadeh R., Bhandari M. Prevalence of vitamin D inadequacy in athletes: a systematic-review and meta-analysis. Sports Med. 2015;45(3):365–78.
  8. Sghaier-Ayadi A., Feki M., Ayed I.B., Abene O., Fredj M.B., Kaabachi K., Chaouachi A. Vitamin D status and determinants of deficiency in non-supplemented athletes during the winter months in Tunisia. Biol. Sport. 2015;32(4):281–87.
  9. von Hurst P.R., Beck K.L. Vitamin D and skeletal muscle function in athletes. Curr. Opin. Clin. Nutr. Metab. Care. 2014;17(6):539–45.
  10. Valtuena J., Dominguez D., Til L., Gonzalez-Gross M., Drobnic F. High prevalence of vitamin D insufficiency among elite Spanish athletes the importance of outdoor training adaptation. Nutr. Hosp. 2014;30(1):124–31.
  11. Villacis D., Yi A., Jahn R., Kephart C.J., Charlton T., Gamradt S.C., Romano R., Tibone J.E., Hatch GF 3rd. Prevalence of Abnormal Vitamin D Levels Among Division I NCAA Athletes. Sports Health. 2014;6(4):340–47.
  12. Petersen B., Wulf H.C., Triguero-Mas M., Philipsen P.A., Thieden E., Olsen P., Heydenreich J., Dadvand P., Basagana X., Liljendahl T.S., Harrison G.I., Segerback D., Schmalwieser A.W., Young A.R., Nieuwenhuijsen M.J. Sun and ski holidays improve vitamin D status, but are associated with high levels of DNA damage. J. Invest. Dermatol. 2014;134(11):2806–13.
  13. Fitzgerald J.S., Peterson B.J., Wilson P.B., Rhodes G.S., Ingraham S.J. Vitamin D status is associated with adiposity in male ice hockey players. Med. Sci. Sports Exerc. 2015;47(3):655–61.
  14. Heller J.E., Thomas J.J., Hollis B.W., Larson-Meyer D.E. Relation between vitamin D status and body composition in collegiate athletes. Int. J. Sport. Nutr. Exerc. Metab. 2015;25(2):128–35.
  15. Solarz K., Kopec A., Pietraszewska J., Majda F., Slowinska-Lisowska M., Medras M. An evaluation of the levels of 25-hydroxyvitamin D3 and bone turnover markers in professional football players and in physically inactive men. Physiol. Res. 2014;63(2):237–43.
  16. Morton J.P., Iqbal Z., Drust B., Burgess D., Close G.L., Brukner P.D. Seasonal variation in vitamin D status in professional soccer players of the English Premier League. Appl. Physiol. Nutr. Metab. 2012;37(4):798–802.
  17. Cannell J.J., Hollis B.W., Sorenson M.B., Taft T.N., Anderson J.J. Athletic performance and vitamin D. Med. Sci. Sports Exerc. 2009;41(5):1102–10.
  18. Cassity E.P., Redzic M., Teager C.R., Thomas D.T. The effect of body composition and BMI on 25(OH)D response in vitamin D-supplemented athletes. Eur. J. Sport Sci. 2015 Dec 23;1–7.
  19. Todd J.J., Pourshahidi L.K., McSorley E.M., Madigan S.M., Magee P.J. Vitamin D: recent advances and implications for athletes. Sports Med. 2015;45(2):213–29.
  20. He C.S., Handzlik M., Fraser W.D., Muhamad A., Preston H., Richardson A., Gleeson M. Influence of vitamin D status on respiratory infection incidence and immune function during 4 months of winter training in endurance sport athletes. Exerc. Immunol. Rev. 2013;19:86–101.
  21. Magee P.J., Pourshahidi L.K., Wallace J.M., Cleary J., Conway J., Harney E., Madigan S.M. Vitamin D status and supplementation in elite Irish athletes. Int. J. Sport. Nutr. Exerc. Metab. 2013;23(5):441–48.
  22. Wyon M.A., Koutedakis Y., Wolman R., Nevill A.M., Allen N. The influence of winter vitamin D supplementation on muscle function and injury occurrence in elite ballet dancers: a controlled study. J. Sci. Med. Sport. 2014;17(1):8–12.
  23. Dirks-Naylor A.J., Lennon-Edwards S. The effects of vitamin D on skeletal muscle function and cellular signaling. J. Steroid. Biochem. Mol. Biol. 2011;125(3–5):159–68. Epub 2011 Mar.
  24. Alkharfy K.M., Al-Daghri N.M., Ahmed M., Yakout S.M. Effects of vitamin D treatment on skeletal muscle histology and ultrastructural changes in a rodent model. Molecules. 2012;17(8):9081–89.
  25. Tishkoff D.X., Nibbelink K.A., Holmberg K.H., Dandu L., Simpson R.U. Functional vitamin D receptor (VDR) in the t-tubules of cardiac myocytes: VDR knockout cardiomyocyte contractility. Endocrinology. 2008;149(2):558–6.
  26. Wassner S.J., Li J.B., Sperduto A., Norman M.E. Vitamin D Deficiency, hypocalcemia, and increased skeletal muscle degradation in rats. J. Clin. Invest. 1983;72(1):102–12.
  27. Sjostrom M., Lorentzon R., Larsson S.E., Holmlund D. The influence of 1,25-dihydroxycholecalciferol on the ultrastructural organization of skeletal muscle fibres. Morphometric analyses on vitamin D deficient or calcium deficient growing rats. Med. Biol. 1978;56(4):209–15.
  28. Vatta M., Ackerman M.J., Ye B., Makielski J.C., Ughanze E.E., Taylor E.W., Tester D.J., Balijepalli R.C., Foell J.D., Li Z., Kamp T.J., Towbin J.A. Mutant caveolin-3 induces persistent late sodium current and is associated with long-QT syndrome. Circulation. 2006;114(20):2104–12.
  29. Zhao G., Simpson R.U. Interaction between vitamin D receptor with caveolin-3 and regulation by 1,25-dihydroxyvitamin D3 in adult rat cardiomyocytes. J. Steroid. Biochem. Mol. Biol. 2010;121(1–2):159–63.
  30. Hazell T.J., DeGuire J.R., Weiler H.A. Vitamin D: an overview of its role in skeletal muscle physiology in children and adolescents. Nutr. Rev. 2012;70(9):520–33.
  31. Rodman J.S., Baker T. Changes in the kinetics of muscle contraction in vitamin D-depleted rats. Kidney Int. 1978;13(3):189–93.
  32. Nishimura T., Hattori A., Takahashi K. Ultrastructure of the intramuscular connective tissue in bovine skeletal muscle. A demonstration using the cell-maceration/scanning electron microscope method. Acta. Anat. (Basel). 1994;151(4):250–57.
  33. Scholten S.D., Sergeev I.N., Song Q., Birger C.B. Effects of vitamin D and quercetin, alone and in combination, on cardiorespiratory fitness and muscle function in physically active male adults. Open Access J. Sports Med. 2015;6:229–39.
  34. Owens D.J., Fraser W.D., Close G.L. Vitamin D and the athlete: emerging insights. Eur. J. Sport. Sci. 2015;15(1):73–84.
  35. He C.S., Fraser W.D., Gleeson M. Influence of vitamin d metabolites on plasma cytokine concentrations in endurance sport athletes and on multiantigen stimulated cytokine production by whole blood and peripheral blood mononuclear cell cultures. ISRN Nutr. 2014;2014:820524
  36. Makanae Y., Ogasawara R., Sato K., Takamura Y., Matsutani K., Kido K., Shiozawa N., Nakazato K., Fujita S. Acute bout of resistance exercise increases vitamin D receptor protein expression in rat skeletal muscle. Exp. Physiol. 2015;100(10):1168–76.
  37. Shuler F.D., Wingate M.K., Moore G.H., Giangarra C. Sports health benefits of vitamin d. Sports Health. 2012;4(6):496–501.
  38. Dao D., Sodhi S., Tabasinejad R., Peterson D., Ayeni O.R., Bhandari M., Farrokhyar F. Serum 25-Hydroxyvitamin D Levels and Stress Fractures in Military Personnel: A Systematic Review and Meta-analysis. Am. J. Sports Med. 2015;43(8):2064–72.
  39. Allison R.J., Close G.L., Farooq A., Riding N.R., Salah O., Hamilton B., Wilson M.G. Severely vitamin D-deficient athletes present smaller hearts than sufficient athletes. Eur. J. Prev. Cardiol. 2015;22(4):535–42.
  40. Fitzgerald J.S., Peterson B.J., Warpeha J.M., Johnson S.C., Ingraham S.J. Association Between Vitamin D Status and Maximal-Intensity Exercise Performance in Junior and Collegiate Hockey Players. J. Strength. Cond. Res. 2015;29(9):2513–21.
  41. Grimaldi A.S., Parker B.A., Capizzi J.A., Clarkson P.M., Pescatello L.S., White C.M., Thompson P.D. 25(OH) Vitamin D is Associated with Greater Muscle Strength in Healthy Men and Women. Med. Sci. Sports Exerc. 2013;45:157–62.
  42. Close G.L., Russell J., Cobley J.N., Owens D.J., Wilson G., Gregson W., Fraser W.D., Morton J.P. 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.
  43. Gupta R., Sharma U., Gupta N., Kalaivani M., Singh U., Guleria R., Jagannathan N.R., Goswami R. Effect of cholecalciferol and calcium supplementation on muscle strength and energy metabolism in vitamin D-deficient Asian Indians: a randomized, controlled trial. Clin. Endocrinol. (Oxf). 2010;73(4):445–51.
  44. Tomlinson P.B., Joseph C., Angioi M. Effects of vitamin D supplementation on upper and lower body muscle strength levels in healthy individuals. A systematic review with meta-analysis. J. Sci. Med. Sport. 2015;18(5):575–80.
  45. Громова О.А., Торшин И.Ю., Пронин А.В. Особенности фармакологии водораство-римой формы витамина D на основе мицелл. Фарматека, 2015;1:28–35.
  46. Громова О.А., Торшин И.Ю., Захарова И.Н., Спиричев В.Б., Лиманова О.А., Боровик Т.Э., Яцык Г.В. О дозировании витамина D у детей и подростков. Вопросы современной педиатрии. 2015;1:38–47.
  47. Захарова И.Н., Громова О.А., Майкова И.Д., Боровик Т.Э., Дмитриева, Творогова Т.М., Васильева С.В., Лазарева С.И., Евсеева Е.А., Сугян Н.Г., Королева Е.Ю. Что нужно знать педиатру о витамине D: новые данные о диагностике и коррекции его недостаточности в организме (часть 3). Педиатрия им. Г.Н. Сперанского, 2015;94(6):151–55.


About the Autors


O.A. Gromova – MD, Prof. at the Department of Pharmacology and Clinical Pharmacology, SBEI HPE "Ivanovo State Medical Academy" of RMPH, Deputy Director for Research of the Russian Satellite Center of Trace Elements Institute for UNESCO; e-mail: unesco.gromova@gmail.com


Similar Articles


Бионика Медиа