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Effect of vitamin D and physical activity on DNA damage in elderly people
Mila Zaharieva Varcheva
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Ernährungswissenschaften
Betreuer*in
Karl-Heinz Wagner
DOI
10.25365/thesis.78432
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-25763.81961.179651-1
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Das Interesse an Vitamin D, insbesondere an dessen Unterversorgung, hat in den letzten Jahren deutlich zugenommen, da es mit zahlreichen Krankheiten und gesundheitlichen Folgen in Zusammenhang steht. Dieses gestiegene Interesse hat dazu beigetragen, dass verschiedene Studien immer wieder die Auswirkungen von Vitamin D-Mangel und- Supplementierung auf verschiedene Aspekte zur Gesundheit untersuchen. Es ist bekannt, dass Vitamin D eine entscheidende Rolle bei der Aufrechterhaltung der Knochengesundheit, der Muskelkraft sowie der Immun- und kognitiven Funktion spielt. Daher wird davon ausgegangen, dass ausreichende Mengen zur Vorbeugung von Erkrankungen wie Osteoporose, Sarkopenie, und mehreren chronischen Krankheiten unerlässlich sind. Besonders wichtig ist die Aufrechterhaltung eines ausreichenden Vitamin-D-Spiegels bei älteren Menschen, da Alterung mit einem Verlust an Muskelmasse einhergeht. Darüber hinaus wird davon ausgegangen, dass sich dies negativ auf den menschlichen Körper, insbesondere auf die DNA bei älteren Menschen, auswirkt. Das Ziel dieser Masterarbeit war es, den Einfluss von Vitamin-D-Supplementierung und Krafttraining auf die DNA-Schäden bei älteren Erwachsenen zu bewerten. Die Studienteilnehmer wurden in drei Gruppen randomisiert: Kontrollgruppe (nur Kalziumaufnahme 400mg/ Tag), tägliche Vitamin-D-Gruppe (tägliche Supplementierung von 800 IE Vitamin D + 400 mg Kalziumaufnahme) und die monatliche Vitamin-D-Gruppe (monatliche Vitamin-D-Supplementierung von 50.000 IE + 400 mg Kalziumaufnahme täglich). Alle Teilnehmer begannen mit einer reinen vierwöchigen Ernährungsintervention und absolvierten danach ein zehnwöchiges Krafttraining mit zwei Trainingseinheiten pro Woche. Vollblutproben wurden zu drei Zeitpunkten entnommen: T1 (Ausgangswert vor Beginn der Studie), T2 (nach der 4-wöchigen Ernährungsintervention) und T3 (nach der Ernährungs-und Trainingsinterventionsphasen). Zu keinem Zeitpunkt der Studie (T1, T2, T3) gab es einen signifikanten Unterschied in der DNA-Schädigungen zwischen alle drei Interventionsgruppen. Die Ergebnisse dieser Arbeit liefern gute Belege für den Einfluss einer Vitamin-D-Supplementierung sowohl auf den Serumspiegel von Vitamin D als auch auf DNA-Schäden bei älteren Menschen mit Vitamin D-Mangel. Weitere Ergebnisse der vorliegenden Analyse zeigten eine signifikante Abnahme jedes der vier DNA-Schadensparameter im Verlauf der Intervention mit einem p-Wert von 0.000 für jeden der Comet-Assay-Parameter. Dennoch zeigte die tägliche Vitamin-D-Supplementierung im Vergleich zur Kontrollgruppe und der monatlichen Vitamin-D-Supplementierung die stärkste Reduktion der DNA-Schäden. Leider ergab die Analyse eine positive Korrelation zwischen Vitamin-D-Plasmakonzentrationen und DNA-Schäden, die durch FPG in T1 sowie durch H2O2 in T3 verursacht wurden. Dies könnte darauf hindeuten, dass ein Anstieg des 25(OH)D-Serums zu einer Zunahme, der durch FPG und H2O2 verursachten DNA-Schäden führt. Darüber hinaus wurde keine signifikante Korrelation zwischen der Vitamin-D-Plasmakonzentration und funktionellen Parametern festgestellt. Bei der Trennung der Analyse nach Interventionsgruppen zeigte sich eine negative signifikante Korrelation zwischen Vitamin-D-Plasmaspiegeln und H2O2 sowie dem Sechs-Minuten-Gehtest in der monatlichen Vitamin-D-Gruppe. Darüber hinaus wurde bei beiden in die Analyse einbezogenen körperlichen Tests nur bei weiblichen Teilnehmern ein signifikanter Zusammenhang zwischen DNA-Schäden und Veränderungen der körperlichen Leistungsfähigkeit festgestellt. Es zeigte sich eine positive Korrelation zwischen dem Sechs-Minuten-Gehtest und Puffer F, - (r = 0,426, p = 0,014) und H2O2 (r = 0,455, p = 0,008) bedingten Schäden zu T1 sowie eine starke positive Korrelation Lyse (r = 0,413, p = 0,019) – und Puffer F (r = 0,438, p = 0,012) – bedingten DNA-Schäden zu T2. Darüber hinaus besteht zum Zeitpunkt T3 eine signifikante positive Korrelation zwischen dem Sechs-Minuten-Gehtest und Puffer F (r = 0,550, p = 0,002). Für den 30-Sekunden-Arm-Curl-Dominant-Hand-Test wurde eine signifikante positive Korrelation mit Puffer-F-bedingtem DNA-Schaden (r = 0,376, p = 0,037) bei T2 festgestellt. Zusammenfassend lassen die aktuellen Ergebnisse darauf schließen, dass eine Vitamin-D-Supplementierung in Kombination mit Krafttraining die allgemeinen Gesundheitsergebnisse bei älteren Menschen (65–85 Jahre) positiv beeinflusst, indem sie den 25(OH)D-Serumstatus deutlich erhöht und verschiedene Funktionsparameter verbessert. Darüber hinaus wurde ein deutlicher Rückgang von DNA-Schäden beobachtet. Daten deuten darauf hin, dass sowohl eine Vitamin-D-Supplementierung als auch Krafttraining zur Verringerung von DNA-Schäden beitragen, gemessen anhand verschiedener Comet-Assay-Parameter bei älteren Menschen. Diese Ergebnisse stützen zudem die Hypothese, dass eine Verbesserung der körperlichen Leistungsfähigkeit die Vorteile einer Vitamin-D-Supplementierung ergänzen und so ein gesundes Altern fördern könnte.
Abstract
(Englisch)
The interest in vitamin D, particularly its deficiency, has indeed increased over the past few decades due to its association with numerous diseases and health outcomes. This has led to various studies investigating the effects of vitamin D deficiency and supplementation on various aspects of health. It is well known that vitamin D plays a crucial role in maintaining bone health, muscle strength, immune and cognitive function. Thus, it is considered that adequate levels are essential for preventing conditions such as osteoporosis, muscle weakness, sarcopenia, and several diseases. Particularly important is the maintenance of adequate vitamin D levels for older people, as aging is associated with loss of muscle mass and this is considered to negatively affect the human body, particularly the DNA in older populations. This master thesis aimed to evaluate the impact of vitamin D supplementation and resistance training on DNA damage in community-dwelling older adults. Study participants were randomized into three groups: control group (only calcium supplementation 400 mg daily), daily vitamin D group (supplementation of 800 IU vitamin D and 400 mg calcium daily) and the monthly vitamin D group (supplementation of 50. 000 IU vitamin D monthly and 400 mg daily calcium). All participants began with a four-week nutritional intervention only and then underwent a 10-week resistance training intervention with two training sessions per week. Whole blood samples were obtained at three timepoints: T1= baseline, prior to beginning of the study, T2= after the 4-week nutritional intervention and T3= after the nutritional and training intervention. There was no significant difference in DNA damage between all three interventional groups at any of the time points throughout the study (T1, T2, T3). The findings of this thesis provide compelling evidence regarding the impact of vitamin D supplementation on both serum levels of vitamin D and DNA damage in elderly individuals with vitamin D insufficiency. The results of the present analysis demonstrated a significant decrease in each of the four DNA damage parameters over the course of the treatment for the Tail Intensity for each of the Comet Assay parameters (Lysis, buffer F, FPG, H2O2 ; p 0.000). Nevertheless, the daily vitamin D supplementation has indicated the strongest reduction in DNA damage, compared to the control group and the monthly vitamin D intake. Unfortunately, analysis revealed a positive correlation between vitamin D plasma concentrations and DNA damage, caused by FPG at T1 and DNA damage by H2O2 at T3 which might imply that an increase in the 25(OH)D serum leads to an increase in DNA damage, caused by FPG and H2O2.Furthermore, no significant correlation was found between vitamin D plasma concentration and functional parameters. When separating the analysis according to intervention groups a negative significant correlation was shown between vitamin D plasma levels and H2O2 and the six minute walking test in the monthly vitamin D group. Furthermore, a significant correlation between DNA damage and changes in physical performance was detected only within female participants for the following functional tests, which were included in the analysis: six-minute walking test and 30-second Arm curl dominate hand test. A positive correlation between the six-minute walking test and buffer F (r = 0.426, p = 0.014) and H2O2 (r =0.455, p =0.008) related damage at T1 as well as a positive correlation for the Lysis, (r = 0.413, p = 0.019) - and buffer F (r =0.438, p = 0.012) -related DNA damage at T2 was found. Additionally, at time point T3 there was a significant positive interaction between the six-minute walking test and buffer F (r = 0.550, p = 0.002). For the 30-second Arm curl dominate hand test a significant positive correlation with buffer F-related DNA damage (r = 0.376, p = 0.037) at T2 was observed. In conclusion, current findings suggest that vitamin D supplementation combined with resistance training positively impacts overall health outcomes in elderly population (65-85 years old) by significantly increasing 25(OH)D serum status and improving various functional parameters. Additionally, a notable decrease in DNA damage was observed. Data suggests that both vitamin D supplementation and resistance training contribute to reducing DNA damage, as measured by different Comet Assay parameters in elderly people. These findings also support the hypothesis that improvement in physical performance might complement the benefits of vitamin D supplementation and thus promoting healthy aging.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Krafttraining Vitamin D DNA Schäden
Schlagwörter
(Englisch)
Physical activity Vitamin D DNA damage
Autor*innen
Mila Zaharieva Varcheva
Haupttitel (Englisch)
Effect of vitamin D and physical activity on DNA damage in elderly people
Publikationsjahr
2025
Umfangsangabe
78 Seiten : Illustrationen
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Karl-Heinz Wagner
Klassifikation
44 Medizin > 44.21 Ernährung
AC Nummer
AC17536278
Utheses ID
75689
Studienkennzahl
UA | 066 | 838 | |