1. Scopul acestui articol de sinteză este de a reevalua și integra multe dintre observațiile legate de efectele fiziologice ale vitaminei D, folosind ca ipoteză de lucru conceptul că această vitamină ar putea acționa în mod analog cu un hormon steroidic în ceea ce privește capacitatea sa de a interacționa cu informația genetică și, în cele din urmă, de a declanșa un răspuns fiziologic. Înainte de acest moment, problema mecanismului de acțiune al vitaminei D a fost abordată în principal din punctul de vedere că vitamina acționa ca un cofactor pentru o anumită reacție enzimatică specifică.
2. Activitățile fiziologice ale vitaminei D sunt integrate cu cele ale hormonului paratiroidian pentru a asigura un control homeostatic pentru reglarea metabolismului calciului în primul rând și în al doilea rând al fosfatului. Se propune ca rolul vitaminei D în acest mecanism de control homeostatic să fie mai vechi și mai fundamental decât cel al hormonului paratiroidian. Este posibil ca interacțiunea vitaminei D asupra metabolismului scheletic al calciului să fi evoluat înainte de efectele vitaminei asupra absorbției intestinale a calciului.
3. Există mai multe defecte fiziologice ale metabolismului calciului – rahitism, osteo-malacie, rahitism rezistent la vitamina D și hipercalcemie idiopatică – toate acestea putând fi o consecință a unei aberații în una sau alta dintre etapele interconectate ale mecanismului de control homeostatic dependent de vitamina D și de calciu.
4. Cea mai temeinic stabilită acțiune a vitaminei D in vivo este aceea de a promova sau de a facilita absorbția intestinală a calciului. Deși detaliile biochimice exacte ale acestui proces nu sunt disponibile, acest lucru poate implica sinteza mediată de vitamina D a sistemelor enzimatice corespunzătoare sau modificarea structurii membranare necesare pentru absorbția calciului. Nu s-a stabilit încă fără echivoc dacă absorbția calciului este un proces de transport activ dependent de energie sau este un proces pasiv mediat de purtători sau un simplu proces de difuzie.
5. Acțiunea exactă a vitaminei D asupra metabolismului osos nu este la fel de bine stabilită, dar efectul primar al vitaminei este probabil să medieze resorbția osoasă. Activitățile dependente de vitamina D ale celulei atât din intestin cât și din oase sunt de a absorbi calciul și de a-l transfera în sânge.
6. Nu au fost găsite efecte directe ale vitaminei D asupra absorbției intestinale a fosfatului. Mai mult, validitatea unei reabsorbții renale a fosfatului mediată de vitamina D este pusă sub semnul întrebării, deoarece efectele majore ale vitaminei D sunt orientate spre cationi. Dacă efectele renale ale vitaminei D sunt adevărate, se postulează că mecanismul de acțiune al vitaminei aici asupra anionului, fosfatul, este fundamental diferit de mecanismul său orientat spre cationi.
7. Există un decalaj în acțiunea vitaminei D mediată de vitamine: (a) transportul calciului atât in vivo la șobolani și pui, cât și in vitro cu felii intestinale evertite;
(b) creșterea aparentă a permeabilității mucoasei intestinale; (c) creșterea nivelului de acid citric în ser sau în oase; (d) creșterea încorporării fosforului anorganic radioactiv în fosfolipidele mucoasei intestinale. După cum s-a demonstrat prin utilizarea vitaminei D radioactive, acest decalaj nu se datorează unei lipse a vitaminei în organele țintă.
8. În timp ce dozele mari, nefiziologice de vitamina D radioactivă se localizează în toate țesuturile și în toate fracțiunile subcelulare, dozele mici fiziologice de vitamina D radioactivă se localizează predominant în nucleul mucoasei intestinale. Cantitatea de vitamina D localizată în nucleu pare a fi prea mică pentru ca vitamina să funcționeze ca un cofactor și indică mai degrabă o interacțiune pe sau cu acidul deoxi-ribonucleic.
9. Actinomicina D, un inhibitor al sintezei ARN-ului dirijat de ADN, inhibă acțiunea vitaminei D în medierea absorbției intestinale a calciului și a resorbției osoase. Vitamina D stimulează, de asemenea, sinteza de ARN mesager în mucoasa intestinală în 1/2 oră de la tratamentul cu vitamina. Vitamina D poate juca un rol crucial, împreună cu hormonul paratiroidian și calciul, într-un mecanism de control homeostatic al ADN, dependent de gene, pentru metabolismul cal, iului. În acest sistem, molecula de vitamina D are anumite cerințe structurale foarte specifice, care sunt probabil o reflectare a specificității moleculei sale receptoare, mai degrabă decât cerințe structurale pentru o relație cofactor-enzimă.
.