ویتامین دی

ویتامین D اصلی‌ترین تنظیم کننده¬ی هوموستاز کلسیم در بدن است و به ویژه در تکامل اسکلت و معدنی شدن استخوان اهمیت دارد. ویتامین D یک پیش هورمون می‌باشد که به این معناست که خود مولکول ویتامین D هورمون نمی‌باشد اما به مولکولی تبدیل می‌شود که خاصیت هورمونی دارد.
 فرم فعال ویتامین D، 1- آلفا، 25- دی هیدروکسی ویتامین D یا 1,25 (OH2) D می‌باشد. (زمانیکه D عدد پانوشت ندارد به معنای ویتامین D2یا D3 است.) شکل هورمونی این ویتامین 1,25 (OH2) D از طریق اتصال به رسپتورهای ویتامین D (VDRs) که به طور عمده در هسته¬ی سلول‌های هدف قرار دارند، عمل می¬کند. 1,25 (OH2) D کیفیت جذب کلسیم را بهبود می¬بخشد و به میزان بسیار کمتر در جذب فسفر از روده¬ی باریک موثر است. کمبود ویتامین D با مینرالیزاسیون ناکافی و یا دمینرالیزاسیون اسکلت مشخص می‌شود.

مینرالیزاسیون ناکافی اسکلت عامل ریکتز (rickets) در کودکان است (ویتامین D تحت نام فاکتور آنتی راشیتیک نیز شناخته می‌شود) و دمینرالیزاسیون اسکلت در بالغین می¬تواند منجر به استئومالاسی شود. کمبود ویتامین در بالغین D در نهایت با استئوپورز همراه است. این مسئله به دلیل افزایش جبرانی در تولید هورمون پاراتیروئید است که منجر به تجزیه استخوان خواهد شد.
غذاهای اندکی هستند که می¬توانند منبع طبیعی ویتامین D باشند. غذاهایی که محتوی ویتامین D هستند عبارتند از: ماهی‌های چرب، روغن کبد ماهی، (نظیر روغن ماهی cod) و تخم مرغ‌هایی که با ویتامین D تغذیه شده باشند.

تقریبا تمامی ویتامین D دریافتی از غذا، از محصولات لبنی غنی شده و سایر غذاها نظیر غلات صبحانه غنی شده با ویتامین D حاصل می‌شود. ویتامین D محلول در چربی است و لذا اختلالات سوء جذب تاثیر منفی در جذب آن می¬گذارند. افراد مبتلا به بیماری مزمن کبدی، سیستیک فیبروز، بیماری کرون، بیماری ویپل (Whipple’s disease) و اسپورو مستعد کمبود ویتامین D می‌باشد. سایر افراد در معرض خطر کمبود ویتامین D عبارتند از: افرادی که شیر مصرف نمی¬کنند،

کسانی که به اندازه کافی در معرض نور خورشید نیستند، کسانی که در مناطقی زندگی می¬کنند که نور طبیعی کمی دریافت می¬کنند و الکلی¬ها. سالمندان در معرض خطر کمبود ویتامین D هستند به چند دلیل: دریافت ناکافی نور خورشید، مصرف غذاهایی که میزان کمی ویتامین D دارند و مصرف داروهای خاصی که با جذب و یا متابولیسم ویتامین D تداخل دارند (تداخلات را ببینید). علاوه بر این، بالغین مسن¬تر میزان بیشتری ویتامین D نسبت به جوان تر‌ها نیاز دارند و این به دلیل کاهش جذب ویتامین D است.

استفاده از کرم ضد آفتاب عامل دیگری است که می¬تواند در وضعیت ویتامین D تاثیر منفی داشته باشد. اما افرادی که زمانی را در معرض خورشید بدون استعمال ضد آفتاب قرار می¬گیرند خود را در خطر سرطان پوست قرار می-دهند.
در طول چند سال اخیر، مطالعات نشان دهنده¬ی این مطلب هستند که ویتامین D می¬تواند در گسترده¬ی وسیعی از بیماری‌ها و اختلالات نظیر اوستئوپورز، سرطان، مولتیپل اسکلروزیس، بیماری‌های قلبی، پسوریازیس و آلزایمر دارای اثرات سودمند باشد. همچنین امروزه اطلاعات بیشتری در مورد مکانیسم اثرات مختلف این ویتامین /پروهورمون به دست آمده است. همان گونه که ذکر شد، شکل فعال ویتامین D، 1,25 (OH2) D3 اعمال این خود را از طریق اتصال به گیرنده¬ی ویتامین (VDR)D انجام می‌دهد. VDR یک گیرنده با تمایل بالاست که به عنوان یک عامل رونویسی فعال شونده با لیگاند عمل می¬کند و اتصال لیگاند منجر به هترودایمرشدن اجباری با گیرنده¬ی X رتینوئید (RXR) می‌شود.

این گیرنده همکار مشترک تمامی گیرنده¬های هسته است. هترودایمر فعال شده با تمایل بالا به عناصر پاسخ دهنده به ویتامین D VDREs)) در ناحیه¬ی پروموتور ژن‌های هدف و نزدیک ماشین رونویسی اصلی متصل می‌شود. این فرآیند با فراخوانی و مونتاژ پروتئین¬های مختلف هسته¬ای که به عنوان تنظیم کننده مثبت یا منفی هستند و عمل آنها در نهایت تغییر میزان رونویسی ژن می‌باشد، در ارتباط است. VDR نظیر سایر گیرنده¬های هسته ای، سبب فراخوانی تنظیم کننده¬ها با عمل هیستون استیل ترانسفراز یا هیستون داستیلاز در هسته می‌شود.

استیله شدن هیستون‌ها باعث می‌شود کروماتین در ساختار بازتری قرار بگیرد که منجر به میزان بالای رونویسی ژنی می‌گردد. از سوی دیگر داستیله شدن هیستون‌ها باعث بسته تر شدن ساختار کروماتین می‌شود که با شرایط رونویسی ژنی کمتر همراه است. لذا، عملکرد VDR به طور مستقیم مربوط به رویدادهای اپی ژنتیک است. توزیع بافتی کلی VDR بر توانایی 1,25 (OH2) D3 در تنظیم فرآیندهای سلولی تاکید دارد که به طور مستقیم مربوط به هوموستاز مینرال و اسکلت نمی‌باشد.
دو شکل ویتامین D که در مکمل‌های غذایی استفاده می‌شود (ارگوکلسیفرول سکواسترول‌ها (ویتامین D2) و کوله کلسیفرول (ویتامین D3) می‌باشد. سکواسترول‌ها یا سکواستروئیدها از ساختار حلقوی سیکلوپنتانوپرهیدروفنانترن که ساختار پایه¬ی تمامی استروئیدهاست، مشتق می‌شوند. سیکلوپنتانوپرهیدروفنانترن از چهار حلقه تشکیل می‌شود (D,C, B,A). سکواسترول‌ها یا سکواستروئیدها ساختارهایی هستند که در آنها یکی از این حلقه¬ها شکسته است.

در مورد ویتامین D، پیوند بین کربن نهم و دهم حلقه¬ی B شکسته است و به این ساختار در اسم شیمیایی مولکول9-10-seco گفته می‌شود.seco از واژه¬ای یونانی به معنای «شکافت» گرفته شده است.
 ویتامین D2 از منابع قارچی و گیاهی به دست می¬آید. این ویتامین معمولا با تابش ماوراء بنفش به استرول قارچی یعنی ارگوسترول تولید می‌شود. ویتامین D2 با نام ارگوکلسیفرول نیز شناخته می‌شود. اساس شیمیایی آن عبارتست از:
9,10-seco(5Z,7E)-5,7,10(19),22-ergostateraene-3-beta-ol (3beta,5Z,7E,22E)-9,10-secoergosta-5,7,10(19),22-tetraene-3-olو
فرمول مولکولی آن C28H44O و وزن مولکولی آن 66/396 دالتون می‌باشد. شکل پیوند دوگانه آن به صورتE for entgegen (از واژه آلمانی به معنای در جهن مخالف ایستادن) یا trans و Z for zusammen(از واژه¬ی آلمانی به معنای همراه هم) یا Cis نوشته می‌شود.
ویتامین D3از منابع حیوانی حاصل می‌شود و تحت نام کوله کلسیفرول و کلسیول نیز شناخته می‌شود اسامی شیمیایی آن عبارتند از:
9,10-seco(5Z,7E)-5,7,10(19)cholestatrienetrien-3- beta-ol) and(3beta,5Z,7E)-9,10-secocholesta-5,7, 10(19)- trien-3-ol
فرمول مولکولی آن C27H44Oو وزن مولکولی آن 65/384 دالتون است. تنها تفاوت ساختاری بین ویتامین D2 و D3 در زنجیره¬ جانبی آنهاست. زنجیره جانبی ویتامین D2 دارای یک پیوند دوگانه بین کربن‌های 22 و 23 و نیز یک گروه متیل روی کربن 24 است.
اشکال دارویی ویتامین D شامل کلسی تریول (1-alpha,25- dihydcoxychole calciferol) دوکسرکلسیفرول (doxercalcifecol) و کلسی پوترین (calcipotriene) می‌باشد. کلسی تریول و دوکسرکلسیفرول در درمان اختلالات متابولیک مشخصی به کار می¬روند. کلسی پوترین بصورت موضعی در درمان پسوریازیس استفاده می‌شود.
آنالوگ‌های ویتامین D دلتانوئید (Deltanoid) نام دارند و به عنوان عوامل شیمی درمانی، ساخت آنها گسترش یافته است. این آنالوگ‌ها اثرات مطلوب ضدتکثیر و پیش تمایزی ویتامین D را از اثرات نامطلوب هایپرکلسمیک آن جدا می¬کنند. مصرف دوزهای بالای ویتامین D می¬تواند منجر به هایپرکلسمی گردد.

اثر ضدپوکی استخوان: پوکی استخوان یا استئوپورز حاصل عدم تعادل بین تجزیه و تشکیل استخوان است. کاهش میزان ویتامین D منجر به افزایش تولید فرم فعال ویتامین D یعنی 1، 25 دی هیدروکسی ویتامین D می‌شود. این شکل ویتامین بازده جذب کلسیم را افزایش می‌دهد. کمبود مزمن ویتامین D منجر به کاهش جذب کلسیم و هایپرپاراتیروئیدیسم ثانویه می¬گردد. افزایش تجزیه استخوان می¬تواند پیامد کمبود ویتامین D باشد که به دلیل هایپرپاراتیروئیدیسم ثانویه ایجاد شده است.

بنابراین، انتظار می¬رود دریافت مکمل ویتامین D از استئوپورز و شکستگی‌های استخوان در افراد مبتلا به شکل مخفی کمبود ویتامین جلوگیری کند. همچنین ویتامین D می¬تواند در درمان استئوپورز القا شده با کورتیکواستروئیدها از طریق تحریک جذب کلسیم از روده¬ی باریک و مهار ترشح آن و نیز مهار ترشح هورمون پاراتیروئید سودمند باشد.
فعالیت ضد سل: در پیش از دوران شیمی درمانی، سل با تغذیه خوب، روغن کبد ماهی کاد حاوی ویتامین D، استراحت، نور خورشید و تنفس هوای تازه درمان می‌شود.
این رژیم پایه¬ی اعمال درمانی در آسایشگاه مبتلایان به سل می‌باشد. افرادی که با داستان (Thamas mann’s the magic mountain) آشنا هستند، می¬دانند که داستان رمان در یک آسایشگاه سل در شهر داوس آلپ سوئیس می¬گذرد. اولین آسایشگاه سل در ایالات متحده در Saranac lake نیویورک در مرکز کوه‌های آدیروندالک بنا شد. در طول قرن گذشته اعتقاد بر این بود که نور خورشید می¬تواند سل را درمان کند.
در سال 1903 دانشمند دانمارکی نیلز ریبرگ فینسن (Niels Ryberg Finsen) برنده جایزه نوبل فیزیولوژی و پزشکی شد که به دلیل کمک وی به درمان بیماری‌ها، به ویژه لوپوس وولگاریس (سل پوستی) با اشعه نوری متمرکز بود که باعث شد وی راهی جدید در علم پزشکی بگشاید. متاسفانه وی به مراسم اعطای جایزه نرسید چرا که به دلیل یک نوع اختلال ارثی پیشرونده به نام نیمن – پیک به سختی بیمار بود. جاکوب برونوسکی (Jacob bronowski) فیلسوف معتقد است بزرگترین اکتشافات علمی زمانی ایجاد می‌شوند که دانشمند سعی در یافتن پاسخ برای یک سوال بسیار شخصی می‌کند. برای فینسن این پرسش این بود که چگونه می¬تواند بیماری شدید و ناتوان کننده¬ی خود را درمان کند.

در دهه¬ی دوم زندگی از آنجا که در خانه¬ی رو به شمال زندگی می¬کرد به این نتیجه رسید که اگر نور خورشید بیشتری دریافت کند احساس بهتری خواهد داشت. وی شروع به جمع آوری شاهدات در مورد حیواناتی که در جستجوی نور خورشید هستند کرد و رفته رفته متقاعد شد که خورشید اثرات مهم و مفیدی بر موجودات دارد. در مطالعات ساده-ای، دریافت اشعه¬هایی با بیشترین میزان شکست که از خورشید یا یک قوس الکتریکی حاصل می-شدند،

اثر محرک بر بافت زنده دارند. در نهایت وی بیماران مبتلا به لوپوس وولگاریس را در معرض شدت بالایی از نور که از لامپ قوس الکتریکی به وجود می¬آید قرار داد. تماس ناحیه¬ی کوچکی از پوست با نور شدید که ترکیبی از فرا بنفش و نور مادون قرمز است باعث ایجاد سوختگی¬های حد متوسط می‌شود که منجر به جدا شدن لایه¬های پوست سطحی می‌گردد و آنچه باقی می¬ماند نواحی طبیعی و سالم است. وی متوجه شد با کمک تابش درمانی، منجر به درمان یا بهبود چشمگیر سل پوستی در تقریبا 95 درصد مبتلایان بوده است.

در دهه¬ی 20 دریافت نور خورشید برای درمان سل ریوی یک درمان رایج محسوب می¬شد. همچنین پاسخ واضحی برای پرسش اینکه چرا آسایشگاه‌های سل مستقر در آلپ سوئیس، آدیروناک یا سایر مکان‌هایی که جذب نور خورشید توسط اتمسفر کم بود در درمان بیماران سل موفقیت بیشتری داشتند. متاسفانه درمان با اشعه¬ی نورانی متمرکز حاصل از مواد شیمیایی پیشرفت بیماری نیمن- پیک فینسن را متوقف نساخت و وی در سن 43 سالگی از دنیا رفت.
اخیرا مکانیسم اثر ضد سل تابش خورشید واضح تر شده است.¬ نور خورشید با تحریک سنتز ویتامین D بیان پپتیدهای ضد میکروبی که با نام LL-37 (cathelicidine) (کاتلیسیدین) شناخته می‌شوند را تنظیم افزایشی می‌نماید. نور خورشید، به ویژه قسمت امواج فرابنفش (UVB) سنتز داخل پوستی ویتامین D3¬ (کوله کلسیفرول) از 7- دهیدروکلسترول (7-DHC) را القا می‌کند. ویتامین D3 به25- هیدروکسی ویتامین D3 و سپس به 1و25 دی هیدروکسی ویتامین D3 در داخل کراتینوسیت¬های پوست را تبدیل می‌شود.

علاوه بر این نور خورشید بیان گیرنده¬ی ویتامین D (VDR) را القا می¬کند. در مجموع 1و25 دی هیدروکسی ویتامین D3 و VDR بیان ژن کدکننده پپتید ضد میکروبی LL-37 انسانی را القا می¬کنند. این پپتید 37 اسید آمینه دارد و متعلق به خانواده¬ی کاتالیسیدین¬ها از پپتیدهای ضد میکروبی است. (LL-37 همچنین به نام خانواده یعنی کاتالیسیدین نیز اطلاق می‌شود). مسیر فوق برای تولید پپتید ضد میکروبی LL-37¬ در پوست قرار دارد.

همچنین مسیر دیگری برای تولید LL-37 وجود دارد که در ماکروفاژ – مونوسیت‌های در گردش قرار دارد. این مسیر با ویتامین D که وارد گردش سیستمیک می‌شود آغاز می¬گردد تا به کبد منتقل شده و به ویتامین 25- هیدروکسی D3 تبدیل شود. مونوسیت‌های در گردش توسط آگونیستهای گیرنده¬های زنگی 2/1 (TlR2/1) موجود در بعضی انواع خاص میکروب‌ها فعال می‌شوند.

ژن‌های کد کننده VDR و CYP27B1 القا می‌شوند. CYP27B1، 25 هیدروکسی ویتامین D3 را به 1 و 25 دی هیدروکسی ویتامین D3 تبدیل می¬کند که این شکل ویتامین به VDR متصل شده و ژن کدکننده LL-37 را فعال می¬کند. در نتیجه میزان LL-37 سلولی افزایش یافته و فعالیت میکروب کش فاگوسیت‌ها تقویت می‌شود.
اثر تنظیم کننده‌ی سیستم ایمنی/ ضد التهابی: یافته‌ها نشان می¬دهند که ویتامین D تنظیم فعال شدن فاکتور هسته¬ای
کاپا –B (NF-KappaB) و نیز سیر اصلی هدایت سیگنال Wnt را تنظیم می¬کند. افزایش فعالیت NF-KappaB در فیبروبلاست‌های مشتق شده از موش‌های VDR-/-، احتمالاً به دلیل فقدان هر دو موازنه¬ی حاصل از VDR در IkappaBalpha که یک مهار کننده¬ی بالقوه NF-KappaB است، به وسیله¬ی 1,25 (OH2) D3 و برهم کنش فیزیکی بین VDR و زیر واحد p56 مولکول NF-KappaB قابل توجه بود.

ویتامین D میزان IkappaBalpha را در ماکروفاژهای جوندگان از طریق افزایش تثبیت mRNA و کاهش فسفریلاسیون IkappaB alpha به تنظیم افزایشی می‌نماید که تمامی این اتفاقات مولکولی منجر به مسدود شدن فعالیت NF-KappaB خواهد شد. اثرات واسطه ویتامین VDR D- روی مسیر هدایت سیگنال NF-KappaB که مهم‌ترین مسیر پیش التهابی است، توضیح شناختی بسیار قوی برای نقش کاملاً اثبات شده¬ی ضد التهابی /تنظیم کننده¬ی سیستم ایمنی ویتامین D می‌باشد.
تا مدت‌ها این نکته که کمبود ویتامین D حساسیت به سل را افزایش می‌دهد مورد بحث بود. مشاهده شده است فرم فعال ویتامین D، 1,25(OH2) D توانایی فاگوسیت‌های تک هسته¬ای را در سرکوب رشد داخلی سلولی مایکوباکتریوم توبرکلوزیس بهبود می¬بخشد. 1,25 (OH2) D اثرات سودمندی در مدل¬های حیوانی بیماری¬های خودایمن نظیر آرتریت روماتوئید از خود نشان داده است. همچنین مشاهده شد که می¬تواند باعث تمایز مونوسیت‌ها، مهار تکثیر لنفوسیت، تولید سیتوکین‌ها نظیر اینترلوکین 1 و 2 و نیز سرکوب ترشح ایمونوگلوبولین توسط لنفوسیت‌های B شود.

به نظر می¬رسد این اثرات از طریق گیرنده¬های ویتامین D (VDRs) که به صورت مداوم در مونوسیت‌ها و متعاقب فعال شدن در لنفوسیت‌های B و T بیان می‌شوند، تنظیم می‌شود. 1,25 (OH2) D همچنین فعالیت بعضی سلول‌های ایمنی را که دارای VDR می‌باشد، تقویت می¬کند و نیز حساسیت سلول‌های هدف مشخصی را به سیتوکین‌های مختلف ترشح شده توسط سلول‌های ایمنی افزایش می‌دهد. ویتامین D هم اثرات تقویت کنندگی و هم اثرات مهارکنندگی بر سیستم ایمنی دارد.
فعالیت آنتی کارسینوژنیک: یافته‌ها حاکی از این هستند که 1و25 دی هیدروکسی ویتامین D تمایز را القا می¬کند و تکثیر سلول‌ها را مهار می‌کند. همچنین در تعدادی رده‌های سلولی بدخیم نظیر سرطان پروستات انسانی آپوپتوز را القا می‌کند. 1و25- دی هیدروکسی ویتامین D رشد in vivo گزنوگرافت‌های تومورهای جامد (سرطان کولون، ملانوم بدخیم) سلول‌های سرطانی انسان را مهار می¬کند. در رده¬های سرطانی مختلف نشان داده شده است که این شکل ویتامین یک مهار وابسته به دوز در تکثیر سلولی ایجاد می¬کند و فعالیت سلول‌ها را از حالت تکثیر به تمایز تغییر می‌دهد. همچنین مشاهده شده است که 1و 25 دی هیدروکسی ویتامین D رشد سلول‌های کارسینوم کلیه را در محیط کشت مهار کرده و نیز باعث مهار رشد رتینوبلاستوم در موش می‌شود و در سلول‌های لوسمیک یک ضد تکثیر و پیش برنده¬ی تمایز می‌باشد.

اثر آنتی کارسینوژنیک شکل فعال ویتامین D با میزان گیرنده¬ی سلولی ویتامین D (VDR) در ارتباط است. گیرنده¬های ویتامین D متعلق به ابر خانواده¬ی گیرنده¬های هورمون‌های استروئیدی دارای زینگ فینگر هستند. VDRs به طور انتخابی به 1و25 دی هیدروکسی ویتامین D و گیرنده¬ی X رتینوئیک اسید (RXR) متصل می‌شوند تا یک کمپلکس هترودیمر تشکیل دهند که با توالی¬های خاصی از DNA به نام عناصر پاسخ دهنده به ویتامین D وارد واکنش شوند. VDR‌ها عوامل رونویسی فعال شونده با لیگاند هستند.

گیرنده¬ها متعاقب اتصال به لیگاندهای مربوطه، رونویسی از ژن‌های هدف دار را فعال یا خاموش می¬نمایند. برای مثال اتصال 1و25 دی هیدروکسی ویتامین D به VDR در سلول‌های روده¬ای رونویسی از ژن پروتئین متصل شونده به کلسیم را که جذب کلسیم را بهبود می¬بخشد، فعال می¬کند. به نظر می¬رسد اثر آنتی کارسینوژنیک ویتامین D در سلول‌های سرطانی از طریق VDRs اعمال می‌شود. مکانیسم اثر آنتی- کارسینوژنیک ویتامین D به خوبی روشن نیست.

یافته-ی معمول این است که یکی از اثرات ضد تکثیر اصلی ویتامین D تنظیم افزایشی اعضای خانواده¬ی Cip/Kip می‌باشد که این خانواده مهار کننده¬های پیشرفت چرخه¬ی سلولی هستند، نظیر P21. واکنش مذکور واکنش تنظیمی چرخه¬ی سلول است که ویتامین D با P53 (پروتئین سرکوب کننده تومور) در آن مشارکت دارد.

نشان داده شده است که ژن P21 تومور حداقل سه ناحیه¬ی پروموتر پاسخ دهنده به ویتامین D دارد که در دو محل آن ژن P53 نیز استقرار دارد. 1و25 دی هیدروکسی ویتامین D آپوپتوز سلول‌های سرطانی را در شرایط in vivo و in vitro القا می¬کند. این ماده، پروتئین آنتی آپوپتیک 2-bcl را تنظیم کاهشی داده و بیان P53 را تنظیم افزایشی می‌دهد که منجر به مرگ فعال سلولی می‌شود. همچنین این ویتامین کلاسترین و کاتپسین B را تنظیم افزایشی می‌دهد.

مشاهده شده است که 1و25 دی هیدروکسی ویتامین D فعالیت ضد تشکیل عروق (antiangiogenesis) دارد. در شرایط in vitro این ماده جوانه زنی اندوتلیال و افزایش طول القا شده با فاکتور رشد اندوتلیال عروق (VEGF) را مهار می¬کند و نقش مهاری برجسته¬ای در تکثیر سلول‌های اندوتلیال القا شده با (VEGF) دارد.
در شرایط in vivo، مشاهده شد در موش‌هایی که تنها با ناقل (vehicle) درمان شدند این ویتامین باعث تولید تومورهایی می‌شود که ساختار عروقی کمتری دارند.
 اثر ضد پسوریازیس: 1و25 دی هیدروکسی ویتامین D و آنالوگ¬های آن به صورت موضعی در درمان پسوریازیس مفید می‌باشد. پسوریازیس یک بیماری پوستی است که در آن تکثیر و تمایز سلول‌ها غیرطبیعی است. مکانیسم اثر 1و25 دی هیدروکسی ویتامین D و آنالوگ‌های آن در درمان پسوریازیس اثرات ضد تکثیری بر کراتینوسیت‌ها و نیز اثر آنها در تحریک تمایز سلول‌های های اپیدرمی می‌باشد.
فعالیت آنتی اکسیدانی: ویتامین D3،در شرایط in vivo پراکسیداسیون لیپید در هپاتوسیت‌های موش صحرایی و پراکسیداسیون لیپید وابسته به آهن را در لیپوزوم¬ها مهار می¬کند. همچنین دفاع آنتی اکسیدانی سلولی را در موش‌های مبتلا به لنفوم تنظیم می¬کند. مکانیسم اثر آنتی اکسیدانی ویتامین D مشخص نیست.
اثر تنظیم کننده¬ی خلق و خو: ویتامین D3 در دو مطالعه¬ی انسانی، به صورت چشمگیری خلقیات مثبت را بهبود بخشیده و نیز حالات روحی منفی را کاهش می‌دهد. مکانیسم این اثر ویتامین D ناشناخته است. به نظر می¬رسد ویتامین D میزان سروتونین مغز را تحت تاثیر قرار می‌دهد.

بخش عمده¬ی ویتامین D در روده¬ی کوچک جذب می‌شود. این ویتامین به روش انتشار غیرفعال از لومن روده¬ی باریک جذب انتروسیت‌ها می‌شود. ویتامین D در میسل‌های تشکیل شده از اسیدهای صفراوی و مواد دیگر به انتروسیت تحویل داده می‌شود. بازده جذب ویتامین D بالاست. تقریبا 50% تا 80% ویتامین D دریافتی جذب می‌شود. ویتامین D به شکل شیلومیکرون‌ها توسط انتروسیت‌ها به داخل عروق لنفاوی ترشح می‌شود و سرانجام از طریق مجرای توراسیک وارد جریان خون می‌شود. ویتامین D در خون همراه با پروتئین متصل شونده به ویتامین D آلفا گلوبین حمل می‌شود.

این پروتئین همچنین پروتئین متصل شونده به ویتامین D (DBP) و نیز پروتئین جزء گروه- ویژه (Gc) خوانده می‌شود. بخش عمده¬ای از ویتامین D در گردش توسط هپاتوسیت‌ها دریافت می‌شود.سپس در آنها به 25- هیدروکسی ویتامین D، 25 (OH) D یا کلسیدیول تبدیل می‌شود که این واکنش توسط آنزیم ویتامین D 25-هیدروکسیلاز کاتالیز می‌شود. 25

(OH) D اصلی‌ترین شکل در گردش ویتامین D است. این متابولیت ویتامین D در شرایط فیزیولوژیک از نظر بیولوژیکی فعال نیست. شکل هورمونی فعال بیولوژیک ویتامین D یعنی 1و25 دی هیدروکسی ویتامین D، 1,25 (OH2) D، یا کلسی تریول در کلیه¬ها و با عمل آنزیم 25- هیدروکسی ویتامین D1- آلفا هیدروکسیلاز حاصل می‌شود.
این آنزیم یک اکسیژناز است که عملکرد آن با نوعی سیتوکروم P450 به نام CYP27B1 مخلوط است. 25 (OH) D و 1,25 (OH) 2 Dتوسط آنزیم سیتوکروم P450C24(CYP24) که که با اکسیژناز عملکرد مخلوط دارد، هیدروکسیله شده و نهایتاً به ترتیب 24و 25 – دی هیدروکسی ویتامین D (25 (OH)2 D و24) و 1,24,25 - تری هیدروکسی ویتامین D (OH) 3 D) (1,24,25حاصل می‌شوند. غیرفعال سازی 1,25 (OH)2 D و 25 (OH) D از طریق هیدروکسیلاسیون در کربن بیست و چهارم با CYP24 کاتالیز می‌شود.

دیگر متابولیت‌های 1,25 (OH) 2 D کلسیتروئیک اسید و لاکتون 1 آلفا و  lactone cholecalciferol- 25 R (OH)2-26,23s می‌باشد. ویتامین D و متابولیت‌های آن در ابتدا از طریق مجرای صفراوی ترشح می‌شوند. محصول تجزیه¬ شده نهایی حاصل از 1,25 (OH)2 D3 کلسیتروئیک اسید است که توسط کلیه‌ها ترشح می‌شود.

در سال‌های اخیر گفته می‌شود هیچ یک از مواد مغذی اصلی به اندازه ویتامین D توجه پژوهش‌ها را به خود جلب ننموده است و نیز هیچ یک تا این اندازه نتایج مثبت چشمگیر نداشته است.

این ویتامین در بازار فروش مکمل‌های غذایی بی اهمیت و نادیده انگاشته می¬شد اما امروزه ویتامین D از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است که تا حدی که به دلیل این است که یافته¬ها نشان می¬دهند بیشتر انسان‌ها مقادیر کافی این ویتامین حیاتی را چه از مواد غذایی و چه از نور خورشید دریافت نمی¬کنند و این کمبود می¬تواند منجر به عواقب جدی منفی بر سلامتی شود.
از نخستین ویرایش این کتاب شواهدی مبنی بر فواید ویتامین D در سلامتی استخوان گسترش و به اثبات رسیده است. این ویتامین فرآیند تحلیل استخوان را در مردان سالمند و زنان یائسه کم می¬کند و به طور چشمگیری خطرات زمین خوردن را در انسان‌های سالخورده کاهش می‌دهد.

بعضی محاسبات نشان می¬دهند که تنها در صورت افزایش دریافت ویتامین D میلیون‌ها دلار در سال از هزینه¬های پزشکی، ذخیره می‌شود.

همچنین این ویتامین تکامل طبیعی استخوان‌ها را در نوزادان و نوپایان تضمین می¬کند.

شواهد بر پایه¬ی اثرات ضد سرطانی و محافظت از قلب ویتامین D بنا شده است. بعضی محققان معتقدند که نیمی از تمامی موارد سرطان کولورکتال در ایالات متحده را می-توان با افزایش دریافت ویتامین D پیشگیری نمود.

گفته می‌شود تعدادی از 28000 مرگ که عامل آنها فقط این سرطان بود را می¬شد پیشگیری کرد. طبق پژوهش دیگری ویتامین D در سرطان‌های سینه، پروستات و تخمدان نیز موثر است. پژوهش‌ها نقش ویتامین D در سلامت قلب را تاحدی به دلیل اینکه میزان ویتامین D با مرگ به هر دلیلی و به علل قلبی مرتبط است، تایید می¬کنند. در حقیقت، بعضی پژوهش‌های اخیر پیشنهاد می¬کنند که
مکمل ویتامین D در حالت عمومی اثر ضد مرگ و میر دارد. ویتامین D اثر تنظیم کننده سیستم ایمنی دارد و می¬تواند در بعضی اختلالات خود ایمنی نظیر مولتیپل اسکلروزیس مفید باشد. این ماده خاصیت ضد میکروبی دارد و می¬تواند برای مثال در بیماری سل مفید باشد. همچنین اثرات مطلوبی در زمینه دیابت نوع I , II نشان داده است.

این ماده احتمالا دارای اثر حفاظتی بر روی سیستم عصبی است و اثرات مطلوب بسیار ابتدایی در کاهش قوای شناختی در بیماران مبتلا به آلزایمر داشته است. همچنین در پیشگیری از افسردگی نقش داشته و همچنین می¬تواند یک رادیوپروتکتیو باشد. علاوه بر این، می¬تواند در تشنج، حملات عصبی کری حلزونی دو طرفه، سندرم sick sinus و بعضی انواع ناباروری سودمند باشد. سودمندی آن در بیماری‌های مزمن کلیه اثبات نشده است.

 مصرف ویتامین D برای افرادی که دچار هایپرکلسمی هستند و نیز در مواردی که علایمی از مسمومیت با ویتامین D وجود دارد منع مصرف دارد.

همچنین افرادی که حساسیت به هر گونه ترکیبات حاوی ویتامین D دارند، نباید آنرا مصرف نمایند.

زنان باردار و مادران شیرده باید از مصرف مکمل ویتامین D بیش از مقادیر RDA آمریکا جز زمانی که توسط پزشک تجویز شده باشد، اجتناب کنند. RDA آمریکا برای ویتامین D، IU400 یا 10 میکرو¬گرم روزانه است.
استفاده دارویی ویتامین D باید تنها تحت نظارت پزشکی صورت گیرد.
مکمل ویتامین D در افرادی که دیگوکسین یا هر یک از گلیکوریدهای قلبی را مصرف می کنند باید با احتیاط باشد. هایپرکلسمی در افرادی که دیگوکسین مصرف می‌کنند،میتواند پیش درآمدی بر ایجاد آریتمی باشد.

دوزهای مکمل ویتامین D که بیشتر از بالاترین حد دریافت (UL) باشد تنها در صورتی که با تجویز پزشک باشد باید استفاده شود و افرادی که دیگوکسین یا هر گلیکوزید قلبی دیگری مصرف می¬کنند باید از مصرف آن پرهیز نمایند. UL برای بالغین IU2000 یا 50 میکروگرم روزانه است.
مصرف هم زمان تیازیدها و دوزهای فارماکولوژیک ویتامین D می¬تواند در بعضی افراد سبب ایجاد هایپرکلسمی گردد.

مکمل ویتامین D به شکل D2 (ارگوکلسیفرول) یا D3 (کوله کلسیفرول) می‌باشد. دوز معمول آن 200 تا 400واحد (10-5 میکروگرم) در روز است. مکمل‌های مولتی ویتامین، مولتی مینرال پیش و پس از بارداری معمولاً روزانه 400واحد برای مصرف کننده فراهم می¬کنند. ویتامین D2 که با تابش فرابنفش بر ارگوسترول مخمر فراهم می‌شود، بیش از 80 سال است که در پیشگیری و درمان کمبود ویتامین D در کودکان و بالغین استفاده می‌شود و به اندازه فرم D3 در سلامتی استخوان‌ها تاثیر گذار است.

اما طبق چندین گزارش ویتامینD2 نسبت به شکل D3 در نگهداری تعادل ویتامین D اثر کمتری دارد. با این وجود در یک پژوهش اخیر مشخص شد که دوزIU 1000 ویتامین D2 روزانه به اندازه¬ی دوز IU 1000 ویتامین D3در نگهداری میزان 25-هیدروکسی ویتامین D سرم موثر است.
گر چه این امر به طور معمول انجام نمی‌شود اما پیشنهاد می‌شود که میزان ویتامین D سرم توسط پزشک کنترل گردد. در واقع با توجه به اینکه میزان کافی ویتامین D می¬تواند میلیون‌ها دلار در زمینه مراقبت‌های بهداشتی صرفه جویی اقتصادی به همراه داشته باشد، این که میزان ویتامین D به عنوان جزیی از آزمایش خون معمولی در نظر گرفته شود ایده خوبی است.
25- هیدروکسی ویتامین D3 سرم، اصلی‌ترین شکل در گردش ویتامین D است. بعضی از محققان صاحب نظر در مطالعات مربوط به این ویتامین پیشنهاد می¬کنند که میزان سودمند سرمی 25- هیدروکسی ویتامین D3 باید حداقل 30 نانو گرم در هر میلی لیتر بوده و نباید بیش از 150 نانوگرم در هر میلی لیتر باشد. برای بعضی افراد رسیدن به این مقدار نیازمند
دریافت IU2000 تا IU3000 در روز و یا بیشتر است. قبل از دریافت مقادیر بیش از IU 2000 در روز با پزشک خود مشورت کنید.
ترکیبات دارویی حاوی 50000 واحد (1250 میکروگرم) ویتامین D2 در درمان کمبود ویتامین D در سالمندان و افراد مبتلا به سندرم سوءجذب، سندرم نفروتیک و نارسایی کبدی به کار می‌رود. دوز مورد استفاده 50000 واحد یک بار در هفته و به مدت 8 هفته می‌باشد. این ترکیب می‌بایست تحت نظارت پزشک مورد استفاده قرار گیرد.
بورد غذا و تغذیه انستیتو پزشکی آکادمی ملی علوم آمریکا مقادیر دریافتی کافی (AI) زیر را برای ویتامین D توصیه می‌کند. (فعالیت بیولوژیکی یک میکروگرم ویتامین D2 و یا ویتامین D3 معادل 40IU - واحد بین المللی- است.)


میزان LOAEL (میزانی که در آن حداقل عوارض جانبی مشاهده شود) برای ویتامین D 95 میکروگرم (IU3800) در روز در نظر گرفته شده است. عوارض جانبی بر مبنای هایپرکلسمی که آن نیز به صورت میزان کلسیم سرم بالاتر از 75/2 میلی مول در لیتر یا 11 میلی¬گرم در دسی لیتر تعریف می‌شود، در نظر گرفته شده است.
NOAEL (میزانی که در آن هیچ عارضه¬ی جانبی مشاهده نمی‌شود) برای ویتامین D 60 میکروگرم IU2400) در روز مشخص شده است.
بورد غذا و تغذیه¬ی انستیتو پزشکی مقادیر زیر را به عنوان بالاترین میزان دریافتی قابل تحمل (UL) برای ویتامین D در نظر گرفته است.


ارزش روزانه (DV) ویتامین D که در تعیین درصد ارزش روزانه ماده مغذی در برچسب مکمل‌ها و غذاها به کارمی¬¬¬رود،IU 400 است. این مقداربر پایه¬ی RDA آمریکا برای ویتامین D به دست آمده است.
اوردوز
 هایپرکلسمی هم به دلیل دریافت بیش از حد اشکال تجویزی ویتامین D و هم به دلیل مصرف میزان زیاد ویتامین D2 یا D3 ایجاد می‌شود. هایپرکلسمی همراه با هایپرویتامینوز D منجر به اثرات ناتوان کننده¬ی متعددی می‌شود. بی اشتهایی عصبی، تهوع و استفراغ در افراد دچار هایپرکلسمی که با 1250 تا 5000 میکروگرم (50000 تا 200000 واحد بین المللی) در روز ویتامین D درمان می¬شدند، مشاهده شده است. هایپرکلسمی می¬تواند منجر به ناتوانی در تغلیظ ادرار توسط توبول‌های کلیوی شود که منجر به پلی اوری و پلی دیپسی خواهد شد.

مصرف طولانی مدت مقادیر بسیار زیاد ویتامین D و هایپرکلسمی همراه آن می¬توانند سبب کلسفیکاسیون متاستاتیک بافت‌های نرم نظیر کلیه، عروق خونی، قلب و ریه¬ها شوند. معمولا مصرف طولانی مدت 50000 تا IU 100000 در روز ویتامین D برای ایجاد هایپرکلسمی نیاز است. از آنجا که ویتامین D در چربی ذخیره می‌شود مسمومیت زدایی در رابطه با ویتامین D ممکن است هفته‌ها پس از پایان دریافت ویتامین D به طول بیانجامد. نیمه عمر حذف ویتامین D تقریبا 29-20 روز است.