1. Syftet med denna översiktsartikel är att omvärdera och integrera många av de observationer som rör D-vitaminets fysiologiska effekter, och som arbetshypotes använda konceptet att vitaminet kan fungera analogt med ett steroidhormon när det gäller dess förmåga att interagera med genetisk information och i slutändan framkalla ett fysiologiskt svar. Före denna tidpunkt har problemet med D-vitaminets verkningsmekanism främst angripits ur synvinkeln att vitaminet fungerade som en kofaktor för någon specifik enzymreaktion.
2. D-vitaminets fysiologiska aktiviteter integreras med parathormonets för att ge en homeostatisk kontroll för reglering av i första hand kalcium- och i andra hand fosfatmetabolismen. Det föreslås att D-vitaminets roll i denna homeostatiska kontrollmekanism är äldre och mer grundläggande än parathormonets. D-vitaminets interaktion med kalciummetabolismen i skelettet kan ha utvecklats före vitaminets effekter på kalciumabsorptionen i tarmen.
3. Det finns flera fysiologiska defekter i kalciummetabolismen – rakitis, osteo-malaci, D-vitaminresistent rakitis och idiopatisk hyperkalcemi – som alla kan vara en följd av en avvikelse i ett eller flera av de samverkande stegen i den D-vitaminberoende och kalciumberoende homeostatiska kontrollmekanismen.
4. Den mest väletablerade verkan av D-vitamin in vivo är att främja eller underlätta tarmens absorption av kalcium. Även om de exakta biokemiska detaljerna för denna process inte finns tillgängliga, kan det röra sig om D-vitaminmedierad syntes av lämpliga enzymsystem eller en förändring av membranstrukturen som är nödvändig för kalciumabsorptionen. Det är ännu inte entydigt fastställt om kalciumabsorptionen är en energiberoende aktiv transportprocess eller om den är en passivt transportmedierad eller enkel diffusionsprocess.
5. D-vitaminets exakta verkan på benmetabolismen är inte lika väl fastställd, men den primära effekten av vitaminet är sannolikt att det förmedlar benresorptionen. De D-vitaminberoende aktiviteterna hos cellen i både tarm och ben är att absorbera kalcium och överföra det till blodet.
6. Inga direkta effekter av D-vitamin på intestinal absorption av fosfat har hittats. Dessutom ifrågasätts giltigheten av en D-vitaminmedierad renal reabsorption av fosfat, eftersom de viktigaste effekterna av D-vitamin är katjonorienterade. Om de renala effekterna av D-vitamin är sanna, postuleras att vitaminets verkningsmekanism här på anjonen, fosfat, är fundamentalt annorlunda än dess katjonorienterade mekanism.
7. Det finns en fördröjning i D-vitaminets verkan på den vitaminmedierade: (a) transport av kalcium både in vivo hos råttor och kycklingar och in vitro med omvända tarmskivor;
(b) den uppenbart ökade permeabiliteten hos tarmslemhinnan; (c) ökade nivåer av citronsyra i serum eller ben; (d) det ökade införlivandet av radioaktivt oorganiskt fosfor i tarmslemhinnans fosfolipider. Som framgår av användningen av radioaktivt D-vitamin beror denna fördröjning inte på brist på vitaminet i målorganen.
8. Medan stora, icke-fysiologiska doser av radioaktivt D-vitamin lokaliseras i alla vävnader och alla subcellulära fraktioner, lokaliseras små fysiologiska doser av radioaktivt D-vitamin huvudsakligen i kärnan i tarmslemhinnan. Mängden D-vitamin som lokaliseras i kärnan verkar vara för liten för att vitaminet ska kunna fungera som en kofaktor och tyder snarare på en interaktion på eller med deoxy-ribonukleinsyra.
9. Actinomycin D, en hämmare av DNA-driven RNA-syntes, hämmar D-vitaminets verkan när det gäller att förmedla intestinal kalciumabsorption och benresorption. D-vitamin stimulerar också messenger-RNA-syntesen i tarmslemhinnan inom 1/2 timme efter vitaminbehandling. D-vitamin kan spela en avgörande roll, tillsammans med parathormon och kalcium, i en DNA-, genberoende, homeostatisk kontrollmekanism för kal, iummetabolismen. I detta system har D-vitaminmolekylen vissa mycket specifika strukturella krav som troligen är en återspegling av specificiteten hos dess receptormolekyl, snarare än strukturella krav för ett kofaktor-enzymförhållande.