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Weil unser Körper Vitamin D als Folge von Sonnenlicht auf der Haut produziert, betrachten viele Spezialisten es eher als ein Hormon als als ein Vitamin. Trotzdem ist es nach den derzeitigen Definitionen sowohl ein Vitamin als auch ein Hormon. Vitamin D ist insbesondere für seine Fähigkeit bekannt, die Calciumabsorption zu stimulieren. Vitamin D übt auch viele antikanzerogene Eigenschaften aus, insbesondere gegen Dickdarm- und Brustkrebs. Die Häufigkeit von Dickdarm- und Brustkrebs ist in Gebieten mit geringer Sonneneinstrahlung höher.
Bis vor wenigen Jahren noch war die Rolle des Vitamin D im Sport nur wenig untersucht. Mittlerweile aber kennt man den grossen Einfluss, die das Sonnenvitamin auf die sportliche Leistungsfähigkeit ausübt: Vitamin D verstärkt beispielsweise die Muskelkraft – und zwar einerseits durch eine Erhöhung der Proteinsyntheserate (mehr Muskelmasse wird aufgebaut), andererseits durch die Vergrösserung der einzelnen Muskelfasern.
Pilz et al. führten eine 12monatige doppelblinde randomisierte und kontrollierte Studie mit 54 übergewichtigen Männern durch. Sie erhielten täglich 3300 IE Vitamin D3 und erlebten eine 30prozentige Zunahme ihres Gesamttestosterons sowie ihres aktiven und ihres freien Testosterons.
Im August 2015 wurde ausserdem eine Übersichtsarbeit veröffentlicht, in der sich eine kanadische Forschergruppe im Zusammenhang mit Vitamin D insbesondere den folgenden fünf Bereichen widmete: dem Sauerstoffverbrauch beim Sport, dem Entzündungsgrad der Muskulatur, der Kraft- und Energiegewinnung, der Testosteronbildung und dem Vitamin K als Co-Faktor des Vitamin D.