Vitamina D: è utile nell’atleta?

Cerchiamo di rispondere subito alla domanda se la vitamina d nell’atleta è utile ma prima vediamo cos’è la vitamina d. Il termine vitamina D si riferisce a due secosteroidi, identici dal punto di vista funzionale, che si comportano come pro-ormoni e influenzano il metabolismo minerale (figura 1) ^1,2,3:

• la vitamina D2 (ergocalciferolo) che è prodotta per irradiazione ultravioletta dell’ergosterolo presente nei tessuti vegetali e viene quindi assunta con la dieta;
• la vitamina D3 (colecalciferolo) che è prodotta nella cute per irradiazione ultravioletta del 7 deidrocolesterolo.

Essendo entrambe pro-ormoni,  le due forme sono inattive fino a quando subiscono una doppia idrossilazione (Figura 1).

A livello epatico,tramite una 25-idrossilasi, si forma la  25 idrossi-vitamina D (25 [OH]D). Successivamente, nel tubulo renale,  avviene la seconda idrossilazione  (catalizzata dall’enzima 1 α idrossilasi), che porta alla sintesi dell’ormone biologicamente attivo o calcitriolo (1,25 diidrossi-vitamina D o 1,25(OH)2 -D). La forma più rappresentata a livello circolatorio è la  25 idrossi-vitamina D che, nel plasma, è legata ad una particolare alfa 1 globulina detta DBP (vitamin D binding protein) per l’85% e all’albumina per il 15% . 25 [OH]D è il miglior marker disponibile per determinare i livelli di vitamina D.  La sua emivita è di circa 20 giorni e la sua concentrazione sierica è compresa tra 10 e 50 ng/ml (25-125 ng/ml).

Secondo le ultime indicazioni ministeriali (marzo 2018), la massima dose giornaliera consentita di vitamina D è pari a 50 mcg⁴.

E’ compito del nutrizionista sportivo accertarsi, prima di introdurre la supplementazione con vitamina D³ , che l’atleta sia effettivamente in uno stato carenziale.

Numerosi fattori, infatti, possono contribuire all’instaurarsi di un’ipovitaminosi D; possiamo ricordare, ad esempio, il possibile ruolo di : differenze nell’alimentazione, esposizione al sole, tipo di abbigliamento, esposizione al sole e stile di vita⁵

Ruoli della vitamina D negli atleti

• Riparazione e rimodellamento muscolare

Lo scopo dell’allenamento è fornire al corpo uno stimolo che interrompe l’omeostasi e fornisce una risposta adattativa in grado di migliorare la performance nel tempo³.

Pertanto massimizzare lo stimolo allenante risulta essere l’obiettivo principale di ogni atleta. Studi su modelli animali e in vitro hanno recentemente suggerito un ruolo della vitamina D nella riparazione e nel rimodellamento muscolare.

Tali evidenze sarebbero state inoltre confermate da alcuni lavori in vivo^6-8. E’ pleonastico ribadire quanto questi nuovi dati incrementerebbero l’importanza della vitamina D nel miglioramento prestativo dell’atleta.

• Immunità innata e adattativa

La sintesi del calcitriolo a livello renale è strettamente regolata dall’ormone paratiroideo (PTH). Il calcitriolo inoltre influenza l’espressione di numerosi geni tramite il legame con il recettore nucleare della vitamina D (nuclear vitamin D receptor). Anche la placenta umana esprime tutti i componenti necessari per il signalling correlato alla vitamina D, incluso VDR3.

Il ruolo notoriamente attribuito a 1,25(OH)2–D è la regolazione dell’omeostasi sierica di calcio e fosforo.

Tuttavia, la presenza di recettori per la vitamina D è stata documentata anche in tessuti non direttamente implicati nel metabolismo fosfo-calcico; questo suggerisce che il calcitriolo potrebbe avere anche importanti ruoli extra ossei (Figura 2 )^9-10.

Inoltre i cosiddetti vitamin D responsive elements (VDREs) sono presenti in numerosi geni umani coinvolti nella differenziazione e proliferazione cellulare. Sono in pieno svolgimento studi inerenti al potenziale ruolo della vitamina D nella terapia del cancro¹¹ e delle malattie autoimmuni, incluso in diabete di tipo 1^{12, 13}.

Il calcitriolo potrebbe inoltre avere effetti sulla sintesi, la secrezione e l’azione dell’insulina^{14 15}; sono infatti in corso studi sia d’intervento che osservazionali sul ruolo della vitamina D nel diabete mellito di tipo 2^{16, 17}.

• Funzione cardiovascolare

Come il muscolo scheletrico, così anche il muscolo cardiaco possiede i recettori per la vitamina D (Vitamin D Receptors)^18-19. Modelli murini hanno dimostrato che nei ratti carenti di vitamina D erano presenti miofibrille più piccole a livello ventricolare e la matrice extracellulare era più rappresentata rispetto ai ratti con normali livelli sierici di vitamina D. Nella popolazione generale sisterebbe infatti una correlazione tra l’ipovitaminosi D e un aumentato rischio di eventi cardiovascolari²⁰.

Gli atleti professionisti si sottopongono quasi quotidianamente ad allenamenti ad elevata intensità  e, dal punto di vista cardiologico, vanno incontro a numerose modificazioni strutturali ed elettrocardiografiche²¹. Tali adattamenti migliorano il riempimento diastolico e facilitano il miglioramento della gittata sistolica, fondamentale nella prestazione atletica. Questi adattamenti vengono definiti nel complesso “cuore d’atleta”.

Esistono tuttavia numerosi fattori (illustrati in figura 3³ che possono influenzare i meccanismi adattativi cardiaci del professionista.

Nonostante alcune evidenze in merito ad una possibile relazione tra ipovitaminosi D e funzionalità cardiaca, solo pochi studi hanno preso in esame l’associazione tra livelli sierici di 25OH Vitamina D e la struttura cardiaca^22-23.

Un lavoro del 2015²⁴ ha dimostrato  che alcuni parametri morfologici cardiaci (radice aortica, diametrie ventricolari sinistre, diametro del setto intraventricolare, volume diastolico e diastolico del ventricolo sinistro) risultavano significativamente ridotti negli atleti che presentavano deficit di vitamina D.

Il meccanismo preciso sotteso alla mancanza di ipertrofia cardiaca negli atleti carenti di vitamina D, tuttavia, non è ancora chiaro.

• Ossa e rischio fratturativo

Esistono in letteratura migliaia di articoli sulla vitamina D e il metabolismo osseo.

La vitamina D rappresenta un indice di mineralizzazione ossea e del livelli di assorbimento di calcio²⁵.

E’ ormai acclarato che il tessuto osseo sia un tessuto metabolicamente attivo, sottoposto a continui rimodellamenti di tipo biochimico e meccanico²⁶.

Una bassa densità minerale ossea (Bone Mineral Density, BMD) è inoltre notoriamente correlata ad un più elevato rischio fratturativo ^27-30.

Un’adeguata supplementazione di vitamina D è pertanto fondamentale in caso di carenza a tutte le età, soprattutto negli atleti over 50 ed in particolare nelle donne in menopausa.

Alcuni lavori mostrano infatti come la riduzione dei recettori estrogenici conseguente al decremento pre climaterico dei livelli di estrogeni,riduca l’adattamento dell’osso al rimodellamento meccanico esponendo maggiormente la donna ad un aumentato rischio di fratture (la frattura di Colles o frattura dell’estremo distale del radio, solo per citare l’esempio più comune).

Conclusione

La vitamina D, oltre al suo noto ruolo nel metabolismo osseo, sortisce numerosi effetti ancillari extra-scheletrici.

Essa, infatti, non contribuisce solo al mantenimento dell’omeostasi ossea,  ma è anche coinvolta nel metabolismo elettrolitico, nella sintesi proteica, nell’espressione genica e nella regolazione del sistema immunitario^{9-10, 32-33,}.

L’implicazione in tutti i processi sopraelencati rende tale pro-ormone fondamentale per la vita della popolazione generale e, a maggior ragione, per l’atleta agonista o amatoriale. Pertanto, nonostante l’esiguità dei dati presenti in letteratura sulla relazione tra supplementazione con vitamina D e miglioramento della performance, prevenire l’ipovitaminosi D dovrebbe essere uno degli obiettivi di ogni medico o nutrizionista che abbia in carico soggetti sportivi (un possibile algoritmo decisionale, elaborato dal gruppo di Owens è riportato in figura 4³).

Esistono anche dei dati sul possibile ruolo della vitamina D nella prevenzione di alcune patologie acute e croniche quali: neoplasie ¹¹, diabete mellito di tipo 1^{12, 13} , di tipo 2^{16, 17} e alcune malattie infettive³⁴.

Lo screening annuale dei livelli sierici di vitamina D dovrebbe essere eseguito annualmente in tutti gli sportivi, soprattutto nelle popolazioni a maggior rischio carenziale, come per esempio:

• atleti over 50 (soprattutto nelle sportive in menopausa)
• atleti con anamnesi positiva per fratture ossee o lesioni mucolo-tendinee
• atleti che si allenano prevalentemente in spazi chiusi o nelle ore più buie della giornata (primo mattino, tardo pomeriggio o tarda serata a seconda della stagione).

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Bibliografia

1. Faglia, Beck Peccoz; Malattie del sistema endocrino e del metabolismo cap. 4 Malattie delle paratiroidi e del metabolismo del calcio. pag 142-143 Mc Graw Hill 2006.
2. Burris H, Camargo Jr C., Vitamin D and Gestational diabetes mellitus, Curr diab Rep (2014) 14:451, DOI 10.1007/s11892-013-0451-3
3. Owens D. et al., Vitamin D and the Athlete: Current Perspectives and New Challenges, Sports Med (2018) 48 (Suppl 1):S3–S16
4. Apporti giornalieri di vitamine e minerali ammessi negli integratori alimentari – Ministero della Salute (revisione di Marzo 2018)
5. Chen T, Chimeh F, Lu Z, et al. Factors that influence the cutaneous synthesis and dietary sources of vitamin D. Arch Bochem Biophys. 2007;460:213–7.
6. Owens DJ, Sharples AP, Polydorou I, et al. A systems based investigation into vitamin D and skeletal muscle repair, regeneration and hypertrophy. Am J Physiol. 2015;309:E1019–31.
7. Barker T, Henriksen VT, Martins TB, et al. Higher serum 25-hydroxyvitamin D concentrations associate with a faster recovery of skeletal muscle strength after muscular injury. Nutrients. 2013;5:1253–75.
8. Barker T, Schneider ED, Dixon BM, et al. Supplemental vitamin D enhances the recovery in peak isometric force shortly after intense exercise. Nutr Metab. 2013;10:69.
9. Ross AC, Institute ofMedicine (IOM). Dietary reference intakes forcalcium and vitamin D. Washington, DC: National AcademiesPress; 2011. Available at: (http://www.nal.usda.gov/fnic/DRI/ DRI_Calcium_Vitamin_D/FullReport.pdf)
10. Cade C, Norman AW. Vitamin D3 improves impaired glucose tolerance and insulin secretion in the vitamin D-deficient rat in vivo. Endocrinology. 1986;119:84–90.
11. Holick MF. Vitamin D, deficiency. N Engl J Med. 2007;357:266–81.
12. Hypponen E, Laara E, Reunanen A, et al. Intake of vitamin D and riskof type 1 diabetes: a birth-cohort study. Lancet. 2001;358:1500–3.
13. Jennifer Raab, Eleni Z. Giannopoulou, Simone Schneider, Katharina Warncke, Miriam Krasmann, Christiane Winkler, Anette-Gabriele Ziegler, Prevalence of vitamin D deficiency in pre-type 1 diabetes and its association with disease progression. Diabetologia DOI 10.1007/s00125-014-3181-4
14. Bourlon PM, Billaudel B, Faure-Dussert A. Influence of vitamin D3 deficiency and 1,25 dihydroxyvitamin D3 on de novo insulin biosynthesis in the islets of the rat endocrine pancreas. J Endocrinol. 1999;160:87–95.
15. Cade C, Norman AW. Vitamin D3 improves impaired glucose tolerance and insulin secretion in the vitamin D-deficient rat in vivo. Endocrinology. 1986;119:84–90.
16. Pittas AG, Lau J, Hu FB, et al. The role of vitamin D and calciumin type 2 diabetes. A systematic review and meta-analysis. J Clin Endocrinol Metab. 2007;92:2017–29.
17. Ifigenia Kostoglou-Athanassiou, Panagiotis Athanassiou, Anastasios Gkountouvas and Philippos Kaldrymides. Vitamin D and glycemic control in diabetes mellitus type 2. Ther Adv Endocrinol Metab (2013) 4(4) 122–128DOI: 10.1177/2042018813501189
18. Chen S, Glenn DJ, Ni W, et al. Expression of the vitamin D receptor is increased in the hypertrophic heart. 2008;52:1106–12.
19. Weishaar RE, Simpson RU. Vitamin D3 and cardiovascular function in rats. J Clin Investig. 1987;79:1706–12.
20. Wang TJ, Pencina MJ, Booth SL, et al. Vitamin D deficiency and risk of cardiovascular disease. Circulation. 2008;117:503–11.
21. Weiner RB, Baggish AL. Exercise-induced cardiac remodeling., Prog Cardiovasc Dis. 2012;54:380–6.
22. Close GL, Russell J, Cobley JN, 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;31:344–53.
23. Constantini NW, Arieli R, Chodick G, et al. High prevalence of vitamin D insufficiency in athletes and dancers. Clin J Sport Med. 2010;20:368–71.
24. Allison RJ, Close GL, Farooq A, et al. Severely vitamin D-deficient athletes present smaller hearts than sufficient athletes. Eur J Prev Cardiol. 2015;22:535–42.
25. Berry JL, Davies M, Mee AP. Vitamin D metabolism, rickets, and osteomalacia. Semin Musculoskelet Radiol. 2002;6:173–82.
26. Frost HM. Tetracycline-based histological analysis of bone remodeling. Calcif Tissue Res. 1969;3:211–37.
27. American College of Sports Medicine-Position Statement , Nutrition and athletic performance. 2016 pag.543-568
28. Ruohola JP, Laaksi I, Ylikomi T, et al. Association between serum 25(OH)D concentrations and bone stress fractures in Finnish young men. Journal of Bone and Mineral Research: The Official Journal of the American Society for Bone and Mineral Research. 2006;21(9):1483–1488.
29. 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. Medicine and Science in Sports and Exercise. 2011;43(2):335–343.
30. American College of Sports Medicine-Position Stand, Physical activity and bone health,
31. Ogan D. et al. Vitamin D and the Athlete: Risks, Recommendations, and Benefits, Nutrients 2013, 5, 1856-1868; doi:10.3390/nu5061856
32. Heaney, R.P. Vitamin D in health and disease. J. Am. Soc. Nephrol. 2008, 3, 1535–1541.
33. Cannell, J.J.; Hollis, B.W. Use of vitamin D in clinical practice. Med. Rev. 2008, 13, 6–20.
34. Wacker, M.; Holick, M.F. Vitamin D—Effects on skeletal and extraskeletal health and the need for supplementation. Nutrients 2013, 5, 111–148.