1. Formålet med denne oversigtsartikel er at revurdere og integrere mange af de observationer, der vedrører de fysiologiske virkninger af D-vitamin, idet man som arbejdshypotese anvender det koncept, at vitaminet kan virke analogt med et steroidhormon med hensyn til dets evne til at interagere med genetisk information og i sidste ende fremkalde et fysiologisk respons. Før dette tidspunkt er problemet med D-vitaminets virkningsmekanisme primært blevet behandlet ud fra det synspunkt, at vitaminet fungerede som en cofaktor for en bestemt enzymatisk reaktion.
2. D-vitaminets fysiologiske aktiviteter er integreret med parathyreoideahormonets aktiviteter for at tilvejebringe en homøostatisk kontrol med henblik på regulering af primært calcium- og sekundært fosfatmetabolismen. Det foreslås, at D-vitaminets rolle i denne homøostatiske kontrolmekanisme er ældre og mere grundlæggende end parathyreoideahormonets rolle. D-vitaminets interaktion med calciummetabolismen i skelettet kan have udviklet sig før vitaminets virkninger på den intestinale calciumabsorption.
3. Der findes flere fysiologiske defekter i calciummetabolismen – rakitis, osteo-malaci, D-vitaminresistent rakitis og idiopatisk hypercalcæmi – som alle kan være en konsekvens af en afvigelse i et eller flere af de indbyrdes forbundne trin i den D-vitaminafhængige og calciumafhængige homøostatiske kontrolmekanisme.
4. Den mest grundigt etablerede virkning af D-vitamin in vivo er at fremme eller lette den intestinale absorption af calcium. Selv om de nøjagtige biokemiske detaljer om denne proces ikke foreligger, kan dette involvere D-vitamin-medieret syntese af de relevante enzymsystemer eller ændring af den membranstruktur, der er nødvendig for calciumabsorption. Det er endnu ikke entydigt fastslået, om calciumabsorption er en energiafhængig aktiv transportproces eller er en passiv carrier-medieret eller simpel diffusionsproces.
5. Den nøjagtige virkning af D-vitamin på knoglemetabolismen er ikke lige så veletableret, men den primære virkning af vitaminet er sandsynligvis at formidle knogleresorption. De D-vitaminafhængige aktiviteter af cellen i både tarmen og knoglen er at optage calcium og overføre det til blodet.
6. Der er ikke fundet nogen direkte virkninger af D-vitamin på intestinal absorption af fosfat. Endvidere sættes der spørgsmålstegn ved gyldigheden af en D-vitaminmedieret renal reabsorption af fosfat, da de vigtigste virkninger af D-vitamin er kationorienterede. Hvis de renale virkninger af D-vitamin er sande, postuleres det, at vitaminets virkningsmekanisme her på anionen, fosfat, er fundamentalt forskellig fra den kationorienterede mekanisme.
7. Der er en forsinkelse i virkningen af D-vitamin på den vitaminmedierede: (a) transport af calcium både in vivo hos rotter og kyllinger og in vitro med omvendte tarmskiver;
(b) den tilsyneladende øgede permeabilitet af tarmslimhinden; (c) øgede niveauer af citronsyre i serum eller knogler; (d) den øgede inkorporering af radioaktivt uorganisk fosfor i tarmslimhindenes fosfolipider. Som det fremgår af anvendelsen af radioaktivt D-vitamin, skyldes denne forsinkelse ikke mangel på vitaminet i målorganerne.
8. Mens store, ufysiologiske doser af radioaktivt D-vitamin lokaliseres i alle væv og alle subcellulære fraktioner, lokaliseres små fysiologiske doser af radioaktivt D-vitamin overvejende i kernen af tarmslimhinden. Den mængde D-vitamin, der er lokaliseret i kernen, synes at være for lille til, at vitaminet kan fungere som en kofaktor, og er mere tegn på en interaktion på eller med deoxy-ribonukleinsyre.
9. Actinomycin D, en inhibitor af DNA-styret RNA-syntese, hæmmer virkningen af D-vitamin ved formidling af intestinal calciumabsorption og knogleresorption. D-vitamin stimulerer også messenger-RNA-syntese i tarmslimhinden inden for 1/2 time efter vitaminbehandling. D-vitamin kan spille en afgørende rolle sammen med parathyreoideahormon og calcium i en DNA-, genafhængig, homeostatisk kontrolmekanisme for cal, iummetabolisme. I dette system har D-vitaminmolekylet visse meget specifikke strukturelle krav, som sandsynligvis er en afspejling af receptormolekylets specificitet, snarere end strukturelle krav til et cofaktor-enzymforhold.