【營養師專欄】缺乏維生素D,對運動員有什麼影響?

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體重愈輕跑得愈快?小心低能量可用率的危機

許多耐力跑者擁有「體重愈輕可以跑得愈快」的迷思,而在平時就相當嚴格的管理自己的體態及飲食,在這樣因需要控制體態而長期處於較低能量可用率狀態的運動員身上,常常可以觀察到慢性能量缺乏並發展出明顯的醫學和/或心理問題,例如飲食失調、骨質減少,如果是女性還會有慢性經期功能障礙,此三症狀同時出現就稱為「女性運動員三症 (Female Athlete Triad)」。

最近的一項流行病學研究表明,女運動員同時出現「女性運動員三症」三種徵狀的患病率較低,介於0%和16%之間。然而,在某些運動員群體中,包括女性耐力跑者,呈現不同嚴重程度的一至兩種徵狀同時存在的人群接近50-60%。許多症狀較輕微者,可能只是處於亞臨床狀態,常見的警訊有長期疲勞、心情鬱悶、肌肉無力或肌肉功能欠佳以及容易感染或反覆感染等症狀,若是再合併出現鈣、鐵、維生素D缺乏,則更可能衍伸出疲勞性骨折的發生。本文將概述有這些風險的運動員,該如何協助自己進行營養管理。

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體重愈輕跑得愈快?小心「低能量可用率」的危機

什麼是低能量可用率?

我們每天所攝取的能量,會用在維持身體的基礎代謝所需以及體能的消耗上,能量可用率定義為飲食的能量攝入與運動過程中消耗的能量之間的差,可以理解為減去運動能量消耗後剩餘的能量。

能量可用率(EA)=(能量攝入量[kcal]-運動能量消耗[kcal])/瘦體重(LBM)(kg)

人體中所有生物過程都需要能量來發揮作用。沒有能量,諸如細胞的維持、生熱、生長、繁殖和運動很快就會停止。那麼當整體的能量攝取降低時,身體要如何分配有限的能量資源以確保我們能夠生存?這種在能量不足的狀態下管理能量儲備分配的優先順序就稱為“能量可用率”(energy availability, EA)。

第一優先為細胞維持、循環和神經活動等生理過程,其次才是免疫功能、生殖功能、骨骼、肌肉生長和代謝健康等。也因此,當長期處於能量不足的狀態,在女性運動員會導致生殖抑制、骨骼代謝受損、疲勞性骨折風險增加和心血管疾病相關的健康後果,也會損害恢復和適應能力、肌肉表現並增加患病和受傷的風險,並對運動表現產生負面影響。而在男性運動員則會使得睾固酮濃度較低,長期可能導致不育,並影響骨骼健康受損和能量代謝。

上述因低能量而導致的健康風險,除了耐力跑者之外,常見的高風險族群還包含了較低體重及體脂肪更具有身體或生物力學優勢的項目的耐力運動員(如:長跑、自由車、鐵人三項、划船、滑輪溜冰、球類、馬術等)、注重物理型態表現的美感運動(如:花式溜冰、跳水、芭蕾舞、水上芭蕾、體操、競技拉拉、跆拳道品勢等)以及體重分級競賽項目(如:舉重、拳擊、跆拳道、空手道、角力等),而由於女性對於能量缺乏狀態更加敏感,參與上述項目的女性運動員更需特別注意自己的營養狀態。

一般來說,在未考慮到鍛煉期間所消耗的能量,光僅是維持健康生活所需,女性的EA就應 ≧ 45 Kcal/Kg LBM、男性則是EA ≧ 40 Kcal/Kg LBM;而當女性的EA ≦ 30Kcal/Kg LBM、男性EA ≦ 20Kcal/Kg LBM就有較高的風險出現負面影響。

舉例:一位50公斤、脂肪百分比為15%的女選手,瘦體重(Lean Body Mass, LBM)為42.5公斤,可用能量應高於1900 kcal /天。若運動期間消耗了500-600 kcal的能量,則每天的總能量攝入應增加到2400-2500 kcal。

為了預防衍生至骨折,運動員額外補充鈣與維他命D以達到每日建議攝取量(鈣 1000~1500 毫克/天、維他命D 10~100 μg/天;400~2000 IU/天,並與日曬成反比)可能有其必要性,尤其是針對那些本身飲食能量就未達到每日建議的個案。

維生素D缺乏症如何影響運動員?

維生素D最廣為人知的功能是與骨骼保健有關,可增加腸道中的鈣吸收並促進骨骼形成。長期的維生素D不足會影響鈣磷代謝異常,引起低血鈣並導致骨密度降低,可能導致兒童佝僂症、成人軟骨症及骨質疏鬆並增加老年人跌倒骨折等風險。研究還發現維生素D缺乏,會增加許多慢性和炎症性疾病的風險,包括高血壓、心臟代謝疾病、關節炎和某些癌症。此外,維生素D對肌肉和維持人體免疫功能很重要,它參與了骨骼肌生長、免疫和心肺功能以及影響運動表現的炎症調節,還可與骨骼外組織相互作用,調節損傷的恢復,並影響感染的風險。也因此對於運動員而言,維生素D的缺乏會影響到其運動表現。

運動員維生素D不足的狀態,與急性疾病、發炎性損傷、疲勞性骨折、肌肉疼痛/虛弱和較差的肌肉表現風險增加有關,且經常被誤診為纖維肌痛、慢性疲勞綜合症和肌肉發炎或其他肌肉骨骼痛。有上述病史的運動員應將維生素D的狀況作為常規營養評估的一部分進行評估。

我們缺乏維生素D嗎?

評估維生素D的營養狀況可從飲食攝取量是否充足以及檢驗血清中的「鈣二醇」濃度來協助判斷。維生素D是少數人體可自行合成的維生素,可經由陽光照射皮膚而產生。過去普遍認為台灣位處亞熱帶,在日曬充足的情況下應不會有維生素D缺乏的問題,然而這卻僅是個迷思,台灣人其實有嚴重的維生素D缺乏問題。「國人膳食營養素參考攝取量(DRIs)」第七版建議 1 ~ 50 歲的國人每日維生素D攝取量應達 5μg,如表一。然而根據 2013 至 2016 年國民營養調查結果顯示,國人維生素D的攝取狀況普遍偏差,僅男性 1-6 歲、男性 19-44 歲、女性 2 個月-6 歲其平均攝取量達 DRIs 建議量,其他年齡層的男女性均未達建議攝取量。

圖一 《2013~2016年國人維生素D攝取量與第七版DRIs相比結果》

而在運動員,大多數國家運動員的飲食攝取量都無法滿足其飲食建議量,全世界運動員的平均維生素D攝入量約從2.5μg/天到接近6.25μg/天。

表一 《每日維生素D建議攝取量》(單位:IU/天)

「鈣二醇」,也稱為「25-羥基維生素D(25-hydroxyvitamin D)」,簡寫為「25OHD」(臨床檢測的25OHD數值是25OHD3和25OHD2兩種形式的總量),其濃度單位是奈(10-9)莫耳(nmol/L),或每毫升奈克(ng/mL)。

表二 《維生素D濃度閥值及其對人們健康的影響》

對於成人的血清25OHD,美國IOM在2011年的共識聲明中提出當血清濃度 ≥ 50 nmol/L,應可滿足絕大部份(97.5%以上)的健康北美人群需求。台灣的國民營養調查則將血清維生素D濃度<50 nmol/L 定義為缺乏,50~75 nmol/L 定義為充足,結果發現各年齡層皆有維生素D缺乏的情形,女性的缺乏情形又比男性更嚴重。若合併缺乏以及不足的盛行率來評估國人維生素D不足狀況,男性13~44歲及45歲以上缺乏與不足比率分別將近 6 成及 4 成,女性則分別高達 8 成及 6 成,見圖二所示。

圖二 《2013~2016年國人維生素D缺乏與不足盛行率》

女性運動員維生素D不足的患病率可能在33%至42%之間,而最近一篇統合分析將由2313名運動員組成的23項研究一起討論,發現有56%的運動員維生素D不足。且維生素D缺乏或不足已經在許多的專項研究中發現,例如舞者、游泳、排球運動員、跆拳道、馬術騎手、跑步、舉重、籃球、美式足球等。此外,深膚色的運動員更易有維生素D缺乏的問題,因為表皮具較多可吸收紫外線的高濃度黑色素,因此與白皮膚的運動員相比,需要多10倍的紫外線照射時間才能產生相同的維生素D儲量。

維生素D缺乏症的高患病率不足為奇,因為人體維生素D的來源有二,一是藉由太陽光中的UVB照射到人體肌膚表皮上的 7-脫氫膽甾醇(7-Dehydrocholesterol)會形成前維生素 D3(Previtamin D3),接著再轉換成維他命 D3 。二是透過飲食攝取,但自然界中僅有少數的食物來源含有維生素D,因此平均攝入量低。體內合成與動物性食物提供的是維生素D3形式,食物來源有含脂肪較豐富的魚類,如鮭魚、 鯖魚、鱈魚、鮪魚、沙丁魚、秋刀魚等以及經強化維生素D的奶類、乳酪、蛋黃、動物內臟等;植物性食物提供的則是維生素D2,食物來源有經紫外線照射後的菇類,如香菇、木耳、蠔菇、金針菇及五穀雜糧類、藻類與大豆等。

自然界中僅有少數的食物來源含有維生素D,因此平均攝入量低。 — 【營養師專欄】缺乏維生素D,對運動員有什麼影響? | RACE ON 鋭速運動醫學
自然界中僅有少數的食物來源含有維生素D,因此平均攝入量低。

導致運動員體內維生素D降低的因素,可能包括陽光中的UVB易被阻擋,故室內運動、衣物遮蔽、防曬乳或是透過玻璃照射(玻璃會阻隔中波長的UVB,只有長波長的UVA可以穿透)以及因為季節的關係減少戶外活動,或是緯度> 35°的地區由於冬季日照角度減少、空氣汙染等環境因素,皆可能導致身體維生素D濃度不足。

目前還沒有針對運動員的精確血清閾值規範建議,也沒有證據顯示運動員的需求量會與一般人群不同,但各種健康領域中的臨床研究都指出,維生素D的理想血液濃度最好可以保持在≥40 ng/mL (≥100 nmol / L),是可預防急性和慢性疾病的最佳濃度

運動員該不該攝取補充劑?

目前對於運動員口服維生素D補充劑的適當劑量仍有爭議,但若食用含維生素D的食物仍不足以維持足夠的維生素D狀態時,除了再增加飲食維生素D的攝入量、合理的日曬(每週3~4次在接近中午的時間暴露於手臂、腿和背部5至30分鐘,陽光過度曝曬並不會造成體內維生素D過多)之外,還可考慮補充維生素D以達到預防及避免缺乏。

在精英運動員中維生素D補充劑的給予策略落差相當大,從每天1,000 IU到每週最多補充100,000 IU不等。Owens等人(2018)開發了使用維生素D補充劑與否的決策系統,見圖三所示,將有助於您決定是否能夠安全有效的使用補充劑。前面提過,維生素D的狀態通常通過評估血清中的25 [OH] D來衡量。但對於深膚色的運動員,這卻不是很好的指標。在這種情況下,應測量具生物活性的25 [OH] D或游離25 [OH] D。如果數值表明缺乏或不足,則應考慮補充。

圖圖三 《運動員維生素D補充劑使用決策圖》

若已經有維生素D不足,該如何補充?

每天補充100 IU(2.5 μg)的維生素D持續2~3個月,可以使維生素D的血液測試濃度增加1 ng / ml(或增加2.5 nmol / L)。舉例來說,若血液維生素D濃度為30 ng / ml(75 nmol / L),並且希望提升到40 ng / ml(100 nmol / L),則在幾個月內每天應服用1,000 IU(25 μg)的維生素D。在達到目標後,是否需要持續補充才能維持該濃度,只有隨著時間的推移並與醫師緊密地合作才能提供最準確的答案。但是對於許多無法進行血液檢查的個人來說,每天補充800到1,000 IU就很足夠了。

表三 《維生素D補充劑量對照表》

注意事項

維生素D屬於脂溶性維生素,不易溶於水,須和油脂一起攝取才有較好的吸收率,食物來源攝取的維生素 D 也需要膽汁協助,在小腸吸收後由淋巴系統運送,因此建議攝取時需伴隨一點油脂以幫助吸收(如補充劑可隨餐吃),研究也發現油性維生素D的吸收率為一般固態劑型(如錠片膠囊)的1.5倍。

研究也發現油性維生素D的吸收率為一般固態劑型(如錠片膠囊)的1.5倍。 — 【營養師專欄】缺乏維生素D,對運動員有什麼影響? | RACE ON 鋭速運動醫學
研究也發現油性維生素D的吸收率為一般固態劑型(如錠片膠囊)的1.5倍。

但也因不易溶於水,無法像一般水溶性維生素可直接於尿液中代謝掉。故攝取過量容易累積在體內軟組織(肝、腎)而造成毒性。因此,提醒大家每日攝取量勿超過上限攝取量。

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曾怡鈞 運動營養師
作者 曾怡鈞 運動營養師

現職國家運動訓練中心營養師,曾協助指導2012奧運、2014亞運、2018亞運運動營養,現正協助選手積極備戰2020奧運,專長運動營養、運動禁藥、運動增補劑。

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