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Antecedentes: Examinar associações entre a composição corporal e o nível de vitamina D em crianças que participam de uma intervenção no estilo de vida. Métodos: Crianças (6–12 anos, n = 101) com índice de massa corporal (IMC) para idade > percentil 85 foram randomizadas para seis sessões de aconselhamento comportamental lideradas por nutricionistas ou nenhuma intervenção. A 25-hidroxivitamina D (25(OH)D) plasmática, a antropometria e a composição corporal por meio de absorciometria radiológica de dupla energia foram avaliadas a cada 3 meses durante 1 ano. Para cada variável antropométrica (escore z), foram criados tercis para testar diferenças na 25(OH)D ao longo do tempo (tercil por tempo) e para mudanças no escore z (perda, manutenção, ganho) -por -tempo e de acordo com o padrão de gordura (android vs. ginóide) usando modelos de efeitos mistos. Resultados: A concentração plasmática basal de 25(OH)D foi de 62,2 nmol/L (IC95%: 58,7–65,7) e nenhuma < 30 nmol/L. Aos 6 meses, crianças com padrão de gordura ginóide apresentaram concentrações mais altas de 25(OH)D do que aquelas com padrão de gordura andróide (64,5 ± 1,1 nmol/L vs. 50,4 ± 1,0 nmol/L, p < 0,003, f de Cohen = 0,20). Crianças com escore z de índice de massa magra mais baixo aos 9 meses apresentaram concentrações plasmáticas de 25(OH)D mais altas do que crianças com escore z mais alto no início do estudo, 3 meses e 6 meses (p < 0,05, f de Cohen = 0,20). Nenhuma outra diferença significativa foi observada. Conclusão: Neste estudo longitudinal, a deficiência de vitamina D não estava presente em crianças de 6 a 12 anos de idade com obesidade. As reduções na adiposidade não alteraram o status da vitamina D.