1. Lo scopo di questo articolo di revisione è quello di rivalutare e integrare molte delle osservazioni relative agli effetti fisiologici della vitamina D, utilizzando come ipotesi di lavoro il concetto che la vitamina può agire in modo analogo a un ormone steroideo in termini di capacità di interagire con le informazioni genetiche e, infine, suscitare una risposta fisiologica. Prima di questo tempo il problema del meccanismo d’azione della vitamina D è stato principalmente affrontato dal punto di vista che la vitamina stava agendo come un cofattore per qualche specifica reazione enzimatica.
2. Le attività fisiologiche della vitamina D sono integrate con quelle dell’ormone paratiroideo per fornire un controllo omeostatico per la regolazione del metabolismo principalmente calcio e secondariamente fosfato. Si propone che il ruolo della vitamina D in questo meccanismo di controllo omeostatico sia più antico e fondamentale di quello dell’ormone paratiroideo. L’interazione della vitamina D sul metabolismo del calcio scheletrico può essersi evoluta prima degli effetti della vitamina sull’assorbimento intestinale del calcio.
3. Ci sono diversi difetti fisiologici del metabolismo del calcio – grilli, osteo-malacia, vitamina D-resistente rachitismo e ipercalcemia idiopatica – che possono essere una conseguenza di un’aberrazione in uno o un altro dei passi interconnessi del meccanismo di controllo omeostatico vitamina D-dipendente e calcio-dipendente.
4. L’azione più completamente stabilito di vitamina D in vivo è quello di promuovere o facilitare l’assorbimento intestinale del calcio. Anche se i dettagli biochimici esatti di questo processo non sono disponibili, questo può coinvolgere la sintesi mediata dalla vitamina D dei sistemi enzimatici appropriati o l’alterazione della struttura della membrana necessaria per l’assorbimento del calcio. Non è ancora stabilito in modo inequivocabile se l’assorbimento del calcio sia un processo di trasporto attivo dipendente dall’energia o sia un processo passivo mediato da trasportatori o di semplice diffusione.
5. L’azione esatta della vitamina D sul metabolismo osseo non è altrettanto ben stabilita, ma l’effetto primario della vitamina è probabilmente quello di mediare il riassorbimento osseo. Le attività dipendenti dalla vitamina D delle cellule sia nell’intestino che nell’osso sono di assorbire il calcio e trasferirlo nel sangue.
6. Non sono stati trovati effetti diretti della vitamina D sull’assorbimento intestinale del fosfato. Inoltre, la validità di un riassorbimento renale del fosfato mediato dalla vitamina D è messa in dubbio, perché i principali effetti della vitamina D sono orientati ai cationi. Se gli effetti renali della vitamina D sono veri, si postula che il meccanismo d’azione della vitamina qui sull’anione, il fosfato, è fondamentalmente diverso dal suo meccanismo orientato ai cationi.
7. C’è un ritardo nell’azione della vitamina D sulla vitamina mediata: (a) trasporto di calcio sia in vivo nei ratti e nei pulcini, e in vitro con fette intestinali estroflesse;
(b) l’apparente aumento della permeabilità della mucosa intestinale; (c) aumento dei livelli di acido citrico nel siero o nelle ossa; (d) l’aumentata incorporazione di fosforo inorganico radioattivo nei fosfolipidi della mucosa intestinale. Come dimostrato dall’uso di vitamina D radioattiva, questo ritardo non è dovuto a una mancanza di vitamina negli organi bersaglio.
8. Mentre grandi dosi non fisiologiche di vitamina D radioattiva localizzare in tutti i tessuti e tutte le frazioni subcellulari, piccole dosi fisiologiche di vitamina D radioattiva localizzare prevalentemente nel nucleo della mucosa intestinale. La quantità di vitamina D localizzata nel nucleo sembrerebbe essere troppo bassa per la vitamina di funzionare come un cofattore, ed è più indicativo di un’interazione su o con acido deossiribonucleico.
9. L’actinomicina D, un inibitore della sintesi di RNA diretta al DNA, inibisce l’azione della vitamina D nel mediare l’assorbimento intestinale del calcio e il riassorbimento osseo. La vitamina D stimola anche la sintesi di RNA messaggero nella mucosa intestinale entro 1/2 ora dal trattamento con la vitamina. La vitamina D può svolgere un ruolo cruciale, insieme con l’ormone paratiroideo e il calcio, in un DNA, gene-dipendente, meccanismo di controllo omeostatico per cal, ium metabolismo. In questo sistema la molecola di vitamina D ha alcuni requisiti strutturali molto specifici che sono probabilmente un riflesso della specificità della sua molecola recettore, piuttosto che i requisiti strutturali per un rapporto cofattore-enzima.