1. El propósito de este artículo de revisión es reevaluar e integrar muchas de las observaciones relacionadas con los efectos fisiológicos de la vitamina D, utilizando como hipótesis de trabajo el concepto de que la vitamina puede estar actuando de forma análoga a una hormona esteroidea en cuanto a su capacidad para interactuar con la información genética y, finalmente, provocar una respuesta fisiológica. Hasta ese momento, el problema del mecanismo de acción de la vitamina D se había abordado principalmente desde el punto de vista de que la vitamina actuaba como cofactor de alguna reacción enzimática específica.
2. Las actividades fisiológicas de la vitamina D se integran con las de la hormona paratiroidea para proporcionar un control homeostático para la regulación del metabolismo del calcio, principalmente, y del fosfato, en segundo lugar. Se propone que el papel de la vitamina D en este mecanismo de control homeostático es más antiguo y fundamental que el de la hormona paratiroidea. La interacción de la vitamina D en el metabolismo del calcio esquelético puede haber evolucionado antes que los efectos de la vitamina en la absorción intestinal del calcio.
3. Existen varios defectos fisiológicos del metabolismo del calcio – raquitismo, osteomalacia, raquitismo resistente a la vitamina D e hipercalcemia idiopática – que pueden ser consecuencia de una aberración en uno u otro de los pasos interconectados del mecanismo de control homeostático dependiente de la vitamina D y del calcio.
4. La acción más establecida de la vitamina D in vivo es promover o facilitar la absorción intestinal del calcio. Aunque no se dispone de los detalles bioquímicos exactos de este proceso, esto puede implicar la síntesis mediada por la vitamina D de los sistemas enzimáticos apropiados o la alteración de la estructura de la membrana necesaria para la absorción del calcio. Todavía no se ha establecido de forma inequívoca si la absorción de calcio es un proceso de transporte activo dependiente de la energía o es un proceso de difusión simple o mediado por un portador pasivo.
5. La acción exacta de la vitamina D en el metabolismo óseo no está tan bien establecida, pero es probable que el efecto principal de la vitamina sea mediar en la resorción ósea. Las actividades dependientes de la vitamina D tanto en el intestino como en el hueso consisten en absorber el calcio y transferirlo a la sangre.
6. No se han encontrado efectos directos de la vitamina D sobre la absorción intestinal de fosfato. Además, se cuestiona la validez de una reabsorción renal de fosfato mediada por la vitamina D, ya que los principales efectos de la vitamina D están orientados a los cationes. Si los efectos renales de la vitamina D son ciertos, se postula que el mecanismo de acción de la vitamina aquí sobre el anión, el fosfato, es fundamentalmente diferente de su mecanismo orientado a los cationes.
7. Hay un desfase en la acción de la vitamina D sobre el (a) el transporte de calcio tanto in vivo en ratas y pollos, como in vitro con rodajas intestinales evertidas;
(b) el aparente aumento de la permeabilidad de la mucosa intestinal; (c) el aumento de los niveles de ácido cítrico en el suero o en el hueso; (d) el aumento de la incorporación de fósforo inorgánico radiactivo en los fosfolípidos de la mucosa intestinal. Como demuestra el uso de la vitamina D radiactiva, este retraso no se debe a una falta de la vitamina en los órganos diana.
8. Mientras que grandes dosis no fisiológicas de vitamina D radiactiva se localizan en todos los tejidos y en todas las fracciones subcelulares, pequeñas dosis fisiológicas de vitamina D radiactiva se localizan predominantemente en el núcleo de la mucosa intestinal. La cantidad de vitamina D localizada en el núcleo parece ser demasiado baja para que la vitamina funcione como cofactor, y es más indicativa de una interacción sobre o con el ácido desoxirribonucleico.
9. La actinomicina D, un inhibidor de la síntesis de ARN dirigida por el ADN, inhibe la acción de la vitamina D en la mediación de la absorción intestinal de calcio y la resorción ósea. La vitamina D también estimula la síntesis de ARN mensajero en la mucosa intestinal a las 1/2 horas del tratamiento con la vitamina. La vitamina D puede desempeñar un papel crucial, junto con la hormona paratiroidea y el calcio, en un mecanismo de control homeostático dependiente del ADN para el metabolismo del calcio. En este sistema, la molécula de vitamina D tiene ciertos requisitos estructurales muy específicos que probablemente sean un reflejo de la especificidad de su molécula receptora, más que de los requisitos estructurales de una relación cofactor-enzima.