Witamina D jest jedną z niewielu witamin, które mogą być syntetyzowane przez organizm ludzki. Należy do organicznych sekosteroidowych związków o charakterze lipofilowym, tj. rozpuszczalnych w tłuszczach, przez co jest hydrofobowa i niepolarna.

Witamina D nie spełnia klasycznych kryteriów definicji witamin zaproponowanych przez twórcę tej nazwy, odkrywcę witaminy B₁ (tiaminy) i pioniera nauki o żywieniu – polskiego biochemika Kazimierza Funka. Witaminy miały to być egzogenne związki chemiczne, których organizm nie syntezuje lub które wytwarza w ilościach niewystarczających, w związku z czym muszą być dostarczane z pokarmem, najczęściej w postaci prowitamin. Prowitaminy, biologicznie nieaktywne substancje, w wyniku reakcji chemicznych (najczęściej enzymatycznych lub fotochemicznych) ulegają przekształceniu w witaminę, tj. aktywny biologicznie czynnik. Witamina z definicji nie pełni funkcji budulcowych, ale odgrywa istotną rolę jako kofaktor reakcji biochemicznych w utrzymaniu prawidłowego funkcjonowania organizmu. Funk jako pierwszy naukowiec zwrócił przy tym uwagę na znaczenie zróżnicowanej diety w zachowaniu zdrowia i profilaktyce chorób wynikających z niedoborów żywieniowych.

Metabolizm witaminy D – aktualny stan wiedzy

Witamina D została uznana za prohormon wytwarzany fizjologicznie w skórze z 7-dehydrocholesterolu (7-DHC), tzw. prowitaminy D₃, przy udziale promieniowania ultrafioletowego B (UVB; o długości fali 290-320 nm). Wytworzona w tym procesie nietrwała prewitamina D₃ spontanicznie izomeryzuje do cholekalcyferolu, tj. witaminy D₃.

Cholekalcyferol podlega dwustopniowemu metabolizmowi: najpierw w wątrobie ulega 25-hydroksylacji do 25-hydroksywitaminy D (25[OH]D), tj. kalcydiolu (inaczej: kalcyfediolu), a następnie w nerkach (i innych tkankach) ulega 1α-hydroksylacji do 1,25-dihydroksywitaminy D (1,25[OH]₂D₃), tj. kalcytriolu – biologicznie aktywnej formy, która wiąże się ze specyficznym receptorem witaminy D (VDR – vitamin D receptor). Obecność 1α-hydroksylazy – enzymu niezbędnego do konwersji cholekalcyferolu do kalcytriolu – wykazano niemal we wszystkich ludzkich komórkach. Z uwagi na swoje plejotropowe, wielonarządowe działanie i fakt, że kalcytriol reguluje ekspresję wielu genów organizmu ludzkiego, biologicznie aktywna witamina D została uznana za hormon tkankowy o auto- i parakrynnym charakterze¹.