21天维生素D补充对运动表现和运动诱导炎症的影响：一项随机双盲试验

《Frontiers in Physiology》：Effects of 21-day vitamin D supplementation on sports performance and exercise-induced inflammation: a randomized double-blind trial

　　

摘要

目的：尽管越来越多的研究强调维生素D补充对运动表现的重要性，但短期高剂量维生素D3补充对运动诱导炎症的影响仍不清楚。本研究旨在评估21天维生素D3补充（10,000 IU/天）对进行2×Wingate无氧试验（2xWAnT）的体能活跃男性炎症生物标志物和最大无氧运动表现的影响。

方法：30名体能活跃男性以双盲方式随机分配至维生素D3组（10,000 IU/天溶于植物油；n = 15；年龄24.21 ± 4.35岁）或安慰剂组（植物油；n = 15；年龄23.15 ± 3.44岁）。在补充期间，维生素D3组1名和安慰剂组2名参与者因依从性问题被排除，最终27名参与者纳入最终分析（维生素D3组，n = 14；安慰剂组，n = 13）。在2xWAnT前静息状态、运动后即刻、运动后3小时和24小时采集静脉血样本，分别在21天干预前后各进行一次。

结果：补充后维生素D3组静息25(OH)D增加+55.7%。Wingate测试结果显示维生素D3与安慰剂相比对无氧运动表现无差异化效应。静息状态下，维生素D3补充与较低的IL-1β和IL-6浓度以及较高的IL-10浓度相关。2xWAnT后，维生素D3组表现出减弱的IL-1β反应、运动后期间较低的IL-1RA浓度以及整个运动后期间较高的IL-10浓度。相比之下，尽管运动诱导的IL-6增加显著，但该生物标志物的运动后时间进程在两组间无差异。

结论：21天维生素D3补充增加了血清25(OH)D浓度，但未改善无氧运动表现。补充与选定的静息和WAnT后炎症生物标志物变化相关，提示对重复超最大强度无氧运动的生化炎症反应具有调节作用。未评估功能恢复结局。

论文解读：维生素D3补充对运动诱导炎症的调节作用及其对无氧运动表现的影响

一、研究背景

剧烈运动可诱发过度的炎症反应，这一现象日益被认识到可能损害运动表现、恢复过程及运动员整体健康。促炎细胞因子可能干扰骨骼肌代谢、改变胰岛素信号传导，并促进中枢神经系统炎症，进而可能引起运动控制和协调功能的紊乱。因此，如何通过干预措施减轻体能活跃个体的运动诱导炎症应激已成为运动科学领域备受关注的研究方向。

近年来，维生素D的免疫调节和抗炎特性受到广泛关注。研究表明，维生素D可减少单核细胞中促炎细胞因子（包括白细胞介素-6（IL-6）和肿瘤坏死因子-α（TNF-α））的合成。在巨噬细胞中，生物活性形式1,25(OH)₂D₃可能通过上调核因子κB（NF-κB）抑制剂来减弱炎症信号传导。这些效应具有生物学合理性，因为维生素D通过维生素D受体（VDR）发挥作用，而VDR在骨骼肌和免疫细胞等多组织均有表达，并调节众多参与炎症控制的基因表达。

尽管动物模型研究显示维生素D补充可减轻高强度运动诱导的炎症，但人体证据仍然有限，尤其是在短期维生素D3补充能否改变静息炎症状态及对重复超最大强度运动的急性炎症反应方面，尚缺乏充分证据。此外，这些变化是否伴随最大无氧运动表现的改变仍不清楚。因此，本研究旨在通过随机双盲试验，评估21天维生素D3补充（10,000 IU/天）对体能活跃男性进行2×Wingate无氧试验（2xWAnT）时炎症生物标志物和最大无氧运动表现的影响。

二、研究方法概述

本研究采用随机、双盲、安慰剂对照平行组试验设计。研究对象为30名体能活跃男性，随机分配至维生素D3组（每日10,000 IU维生素D3溶于5 mL植物油，n=15）或安慰剂组（等量植物油，n=15）。干预期间因依从性问题排除3名参与者，最终27人完成分析（维生素D3组14人，安慰剂组13人）。研究于3月中旬至4月中旬期间进行，确保所有干预前后评估在相同季节内完成。实验室分析均在波兰格但斯克体育大学完成。参与者分别于干预前后进行两次2xWAnT测试，并在静息状态、运动后即刻（3分钟内）、运动后3小时和24小时采集静脉血样本。维生素D3组参与者接受10,000 IU/天的维生素D3溶于5 mL植物油，连续21天；安慰剂组接受外观、味道和质地匹配的等量植物油。Wingate测试采用Monark 894E自行车测力计，以75 g/kg总休重的固定制动阻力进行两次30秒全力冲刺，间隔30秒被动恢复。血清25-羟基维生素D[25(OH)D]浓度使用ELISA试剂盒测定，炎症生物标志物（IL-1β、IL-1RA、IL-6、IL-10）使用MAGPIX荧光检测系统和Luminex检测试剂测定。统计分析采用双因素混合设计方差分析，并应用Benjamini-Hochberg错误发现率（BH-FDR）校正。

三、研究结果

（一）Wingate无氧试验结果：21天维生素D3补充的效应

21天维生素D3补充后，未观察到维生素D3与安慰剂之间在最大无氧运动表现方面的差异化效应。无论相对平均功率还是相对峰值功率，在两次Wingate测试中两组均无显著差异，表明补充维生素D3虽然提高了维生素D水平，但并未直接转化为体能活跃男性最大无氧运动表现的改善。

（二）静息血清25(OH)D和炎症生物标志物：21天维生素D3补充的效应

干预前，两组25(OH)D浓度无显著性差异。21天后，维生素D3组静息25(OH)D提高了+55.7%（p < 0.001），而安慰剂组变化不显著（+0.5%，p = 1.000），干预后维生素D3组显著高于安慰剂组（p < 0.001）。在炎症生物标志物方面，维生素D3组静息IL-1β降低-15.8%（p < 0.001），静息IL-6降低-9.4%（p = 0.002），静息IL-10升高+17.2%（p < 0.001），这些变化在安慰剂组均未观察到。干预后，维生素D3组IL-10浓度较安慰剂组高+42.3%（p = 0.016）。

（三）Wingate无氧试验前血清25(OH)D反应：21天维生素D3补充前后比较

干预前，无论分组如何，25(OH)D在WAnT后即刻较静息值升高+6.9%（p < 0.01），并在运动后3小时和24小时保持升高。干预后观察到类似的急性反应模式，但维生素D3组在静息（+69.5%）、运动后即刻（+67.0%）、运动后3小时（+73.3%）和运动后24小时（+78.9%）各时间点的25(OH)D浓度均显著高于安慰剂组（均p < 0.01），四个时间点的平均组间差异约为+72.2%。

（四）炎症生物标志物：21天维生素D3补充前后对Wingate无氧试验的反应

补充前，所有生物标志物均表现出对WAnT的时间依赖性反应：IL-1β在运动后即刻升高+41.6%（p < 0.001），3小时升高+19.3%（p = 0.001）；IL-1RA在运动后即刻升高+47.7%（p < 0.001），3小时升高+55.7%（p < 0.001），24小时仍高于静息值+21.6%（p = 0.010）；IL-6在运动后即刻升高+42.1%（p < 0.001），3小时升高+39.3%（p < 0.001）；IL-10在运动后即刻短暂升高+21.5%（p < 0.001）。

补充21天后，维生素D3组IL-1β运动后反应减弱。安慰剂组IL-1β从静息到运动后即刻升高+47.3%（p < 0.001），而维生素D3组变化小且无显著性（+10.2%，p = 0.897）。安慰剂组IL-1β在运动后即刻、3小时和24小时分别高于维生素D3组+45.6%、+63.2%和+82.3%（均p < 0.001）。IL-1RA呈现类似模式：安慰剂组运动后即刻升高+67.2%（p < 0.001），维生素D3组升高较小且无显著性（+21.2%，p = 0.273）；安慰剂组在运动后即刻（+32.2%，p = 0.046）、3小时（+47.7%，p = 0.001）和24小时（+49.2%，p = 0.007）均高于维生素D3组。IL-10方面，补充后维生素D3组在所有时间点均高于安慰剂组：静息+42.3%（p = 0.004）、运动后即刻+36.0%（p < 0.001）、3小时+78.0%（p < 0.001）、24小时+36.8%（p = 0.030）。对于IL-6，运动后即刻较静息升高+26.5%（p < 0.001），3小时仍升高+25.7%（p < 0.001），但各时间点均无显著的组间差异。

四、结论

21天维生素D3补充显著增加了血清25(OH)D浓度，但未改善无氧运动表现。补充与选定的静息和WAnT后炎症生物标志物变化相关，包括静息IL-1β和IL-6降低、IL-10升高，运动后IL-1β反应减弱、IL-1RA浓度降低以及IL-10浓度升高，提示维生素D3对重复超最大强度无氧运动的生化炎症反应具有调节作用。然而，由于未评估功能恢复结局，这些发现不能证明功能恢复的改善。未来需纳入功能恢复指标和不同运动模型的研究，以确定这些效应的实际意义。