1. Účelem tohoto přehledového článku je přehodnotit a integrovat mnohá pozorování týkající se fyziologických účinků vitaminu D a jako pracovní hypotézu použít koncept, že vitamin může působit obdobně jako steroidní hormon, pokud jde o jeho schopnost interagovat s genetickou informací a nakonec vyvolat fyziologickou odpověď. Do této doby se k problému mechanismu účinku vitaminu D přistupovalo především z toho hlediska, že vitamin působil jako kofaktor pro nějakou specifickou enzymovou reakci.
2. Fyziologické aktivity vitaminu D jsou integrovány s aktivitami parathormonu a zajišťují homeostatickou kontrolu regulace primárně vápníkového a sekundárně fosfátového metabolismu. Předpokládá se, že úloha vitaminu D v tomto homeostatickém kontrolním mechanismu je starší a zásadnější než úloha parathormonu. Interakce vitaminu D na metabolismus vápníku ve skeletu se mohla vyvinout dříve než účinky tohoto vitaminu na absorpci vápníku ve střevě.
3. Existuje několik fyziologických poruch metabolismu vápníku – křivice, osteo-malacie, křivice rezistentní na vitamin D a idiopatická hyperkalcemie – všechny mohou být důsledkem aberace v jednom nebo druhém ze vzájemně propojených kroků homeostatického kontrolního mechanismu závislého na vitaminu D a vápníku.
4. Nejdůkladněji prokázaným účinkem vitaminu D in vivo je podpora nebo usnadnění střevní absorpce vápníku. Ačkoli přesné biochemické podrobnosti tohoto procesu nejsou k dispozici, může se jednat o vitaminem D zprostředkovanou syntézu příslušných enzymových systémů nebo změnu membránové struktury nezbytné pro absorpci vápníku. Zatím není jednoznačně stanoveno, zda je vstřebávání vápníku aktivním transportním procesem závislým na energii, nebo zda se jedná o pasivní proces zprostředkovaný přenašeči nebo o prostý difuzní proces.
5. Přesné působení vitaminu D na kostní metabolismus není tak dobře stanoveno, ale primární účinek vitaminu pravděpodobně zprostředkovává kostní resorpci. Činnost buněk ve střevě i v kostech závislá na vitaminu D spočívá v absorpci vápníku a jeho přenosu do krve.
6. Nebyly zjištěny žádné přímé účinky vitaminu D na střevní absorpci fosfátu. Kromě toho je zpochybňována oprávněnost reabsorpce fosfátu ledvinami zprostředkovaná vitaminem D, protože hlavní účinky vitaminu D jsou orientovány na kationty. Pokud jsou ledvinové účinky vitaminu D pravdivé, postuluje se, že mechanismus působení vitaminu zde na aniont, fosfát, je zásadně odlišný od jeho kationtově orientovaného mechanismu.
7. Existuje zpoždění v působení vitaminu D na vitaminem zprostředkované: (a) transport vápníku jak in vivo u potkanů a kuřat, tak in vitro s everted střevními plátky;
(b) zjevné zvýšení propustnosti střevní sliznice; (c) zvýšení hladiny kyseliny citronové v séru nebo kostech; (d) zvýšená inkorporace radioaktivního anorganického fosforu do fosfolipidů střevní sliznice. Jak ukázalo použití radioaktivního vitaminu D, toto zpoždění není způsobeno nedostatkem vitaminu v cílových orgánech.
8. Zatímco velké nefyziologické dávky radioaktivního vitaminu D se lokalizují ve všech tkáních a všech subcelulárních frakcích, malé fyziologické dávky radioaktivního vitaminu D se lokalizují převážně v jádře střevní sliznice. Zdá se, že množství vitaminu D lokalizované v jádře je příliš nízké na to, aby vitamin fungoval jako kofaktor, a svědčí spíše o interakci na deoxy-ribonukleové kyselině nebo s ní.
9. Ukázalo se, že vitamin D je lokalizován v jádře. Aktinomycin D, inhibitor syntézy RNA řízené DNA, inhibuje působení vitaminu D při zprostředkování střevní absorpce vápníku a kostní resorpce. Vitamin D také stimuluje syntézu messenger-RNA ve střevní sliznici během 1/2 hodiny po podání vitaminu. Vitamin D může hrát spolu s parathormonem a vápníkem klíčovou roli v DNA, genově závislém, homeostatickém kontrolním mechanismu pro kal, ium metabolismus. V tomto systému má molekula vitaminu D určité velmi specifické strukturální požadavky, které jsou pravděpodobně spíše odrazem specifičnosti jeho receptorové molekuly než strukturálních požadavků na vztah mezi kofaktorem a enzymem
.