Витамин D е едно от основните хранителни вещества, които поддържат човешкото здраве. Много от хората дори не подозират, че организмът им страда от витаминен дефицит.
Като член на семейството на стероидните хормони, Витамин D има класическа роля в регулирането на метаболизма на калций и некласическата роля при засягане на клетъчната пролиферация и диференциация. Физиологичната роля на витамин D е да доставя на организма калций, както и да поддържа  калциевия баланс. Той е  необходим за изграждането и поддържането на здрави кости.

Когато калциевият баланс е нормален, основната дейност  на  Витамин D  е насочена в червата. Той стимулира главно активния чревен транспортен калциев механизъм. По време на отрицателен калциев баланс,  витамин D има  доминиращ ефект върху костите. Ролята на витамин D за поддържане на нордокалцемията има предимство пред скелетната цялост. Има две основни форми на Витамин D, Витамин D3 (холекалциферол) и Витамин D2 (ергокалциферол).

Витамин D играе роля за увеличаване  концентрацията  на серумния калций чрез три отделни  механизми:

  1. Индуцира протеините, участващи в активната чревна абсорбция на калций. Освен това стимулира активната чревна абсорбция на фосфат и магнезии;
  2. Концентрациите на калций в кръвта остават в нормалния диапазон, дори когато диетата е  без калций.Това се постига чрез мобилизиране на калций  идващ от околната среда и след това  от костите, т.е. чрез ентероцити. За това е нужен и паратироидния хормон;
  3. Стимулира реабсорбцията на последния 1% от филтрирания калций с участието и на паратиреоидния хормон.

Витамин D има множество ефекти върху биологичните процеси, регулиращи метаболизма на калций и фосфор, както и върху клетъчната пролиферация, диференциацията, апоптозата, имунната регулация, геномната стабилност и неврогенезата.

Организъмът си  доставя Витамин D  чрез храната (около 10%) и излагане на слънчеви UV лъчи (около 90%). Ултравиолетовите слънчеви лъчи стимулират организма да произвежда Витамин D (Витамин D3 или холекалциферол от 7-дехидрохолестерол), но има и риск от рак на кожата, затова около 20 до 25 минути експозиция е полезно, но без използване на  слънце защитни продукти. Ежедневните нужди са по-големи на по-високи географски ширини, през зимата, при хора по-стари или с по-тъмна кожата (пигментът на кожата намалява светлината и процесът е по-малко ефективен с възрастта).

За да си доставим този витамин е много важно храната ни да е богата на по-мазни риби (сьомга, пъстърва, скумрия, риба тон, змиорка), също черен дроб, мляко, сирена, яйчен жълтък, ядки. С храната си доставяме  главно Витамин D2 или ергокалциферол. Полученият чрез храната и под действието на ултравиолетовите лъчи витамин след това претърпява три основни етапа на метаболизъм:  25-хидроксилиране, 1а-хидроксилиране и 24-хидроксилиране чрез  цитохром Р450 смесени функционални оксидази преди да може да се използва от всяка клетка на тялото с помощта на специфични рецептори. Скорошното откриване на   витамин Д рецепторите  интересът към него и неговото въздействие върху множество биологични процеси се ускори значително. Витамин D има геномно и негеномно действие.

Препоръчителното дневно количество Витамин D е 400 международни единици (IU) за деца до 12 месеца, 600 IU за възраст от 1 до 70 години и 800 IU за хора над 70 години.Този витамин има  антивъзпалително, антиапоптотично, антитуморно  и  антифиброзно действие. По-нататъшно проучване установи, че Витамин D има по-широки физиологични функции. Понастоящем биологичните ефекти на Витамин D са разделени на две категории: Първо, при метаболизма на калций и фосфор, считан за класическата дейност; и второ, некласически или алтернативен път, който главно засяга имунната функция, възпалението, антиоксидацията, антифиброзата и други, както и като инхибиторни ефекти върху много видове злокачествени заболявания . Клиничното приложение на Витамин D непрекъснато се  разширява.

Eпидемиологичните проучвания показват, че дефицитът на витамина е тясно свързан с често срещани хронични заболявания, като костни метаболитни нарушения, тумори, сърдечно-съдови заболявания, диабет, невропсихиатрични разстройства и автоимунни заболявания. Проучванията показват, че нивата и активностите на Витамин D са тясно свързани с появата и развитието на много хронични състояния като злокачествени заболявания, автоимунни заболявания, метаболитни нарушения и инфекциозни заболявания [Недостигът на витамина  е силно разпространен в света. Поради това е необходимо да се знае неблагоприятното въздействие върху здравето. За дефицит  на витамин D се приема,  ако нивото на 25 (OH) D в циркулиращата кръв при човека е по-малко или равно на 20 ng / ml (50 nmol / L), недостатъчност, ако  е между 21 и 29 ng / ml и  за достатъчност, ако  нивото е  равно или по-голямо  от  30 ng / ml [24]. Честотата на дефицит на 25OHD е по-висока при жените, отколкото при мъжете, и по-висока при възрастни хора, отколкото при младите. Ниска концентрация  е честа и при кърмачета, деца и жени в менопаузата. Пропорциите на дефицит  и недостатъчност по света варират между 30% и 80%,  дори и тийнейджъри в слънчевото плато. Ето значението му при някои състояния:

Витамин D и скелет

Без Витамин D, костите  са меки, тънки и крехки. Несъмнено Витамин D  е необходим за  предотвратяване на  рахит и остеомалация и  превенция на остеопорозата и фрактурите. Той стимулира нормалното развитие на скелета. Витамин D изглежда има пряк и косвен ефект върху развитието на костите и ремоделирането и е важен за предотвратяване на рахита в развиващия се скелет и остеопороза и фрактури в стареещия скелет. При мета анализ е установена положителна връзка доза-отговор между добавяне на Витамин D и превенция на фрактури. Това благотворно действие на Витамин D върху костите  се дължи  на способността на Витамин D да осигури адекватни нива на калций и фосфат.

Витамин D и сърдечно-съдови заболявания

Клиничните проучвания установяват, че в допълнение към високия холестерол, тютюнопушенето, затлъстяването, високото кръвно налягане и диабета, ниските серумни нива на Витамин D също са тясно свързани с появата на сърдечно-съдови заболявания. Метаболитите на витамин D действат върху множество домени на сърдечно-съдовата функция, включително тези  свързани с възпаление, тромбоза и пътищата на ренин-ангиотензин-алдостерон. Сърдечните миоцити и  фибробласти експресират рецептори за Витамин D и негови аналози, които подтискат маркерите на сърдечната хипертрофия. Липсата на рецептори за Витамин D води до повишено производство на ренин и последващо увеличение на  ангиотензин II. Увеличаването на ренин-ангиотензин  допринася  за ускоряване на атеросклерозата. Витамин D има  ефекти в ендотелните клетки, където стимулира производството на азотен оксид , предпазва от оксидативен стрес и предотвратява ендотелиалната апоптоза чрез различни геномни и не-геномни пътища. Витамин D и неговите аналози последователно подтискат провъзпалителните цитокини и увеличава противовъзпалителните цитокини чрез рецепторите си. Витамин D също така показва антикоагулантна активност чрез регулиране  експресията на про-коагулантни и антифибрино литични фактори. Ниските нива на Витамин D водят до активиране и освобождаване на провъзпалителни цитокини, което след това повишава риска от сърдечно-съдови заболявания чрез медииране на ендотелната дисфункция. Тежкият дефицит на Витамин D при хората е свързан с кардиомиопатия. Големи епидемиологични проучвания показват, че дефицитът на 25OHD е сигнал за риск от сърдечно-съдова болест. Механизмите вероятно включват елиминиране на рецептора на Витамин D в макрофагите, което след това предизвиква инсулинова резистентност и мононуклеарни фагоцитни клетки на холестерол, като по този начин ускорява атеросклерозата. В редица големи епидемиологични проучвания е установено, че рискът от увеличаване на сърдечно-съдовите заболявания намалява при даване на Витамин D.

Витамин D и диабет

Дефицитът на Витамин D е свързан с развитието на диабет тип 2, функцията на островните бета клетки, инсулинова резистентност, телесна мастна тъкан и нива на BMI. Хората с дефицит имат по-висока инсулинова резистентност и риск от диабет тип 2. Витамин D3 може да се комбинира с рецептора на витамин D3 върху островните Р-клетки, повишавайки инсулиновата чувствителност, инхибирайки възпалителните фактори, облекчавайки процеса на хронично възпаление на панкреаса, за да подобри функцията на островните β клетки. В допълнение, той също така инхибира действието на ренин-ангиотензиновата система, която стимулира инсулиновата секреция. Добавянето на витамин D може да подобри функцията на островните  бета клетки и глюкозния толеранс. Дефицитът не само потиска инсулиновата секреция чрез отслабване на функцията на островните  бета клетки, но също така повишава кръвната захар чрез подобряването на функцията на алеловите клетки. Нивото на витамин D обикновено е по-ниско при хората със затлъстяване, които са по-склонни да развият захарен диабет и метаболитния синдром. Адипоцитите експресират рецептори на витамина, повишават липогенезата и намаляват липолизата. Дефицитът на витамин D е свързан с инсулинова резистентност. Клиничните проучвания при пациенти със захарен диабет или които са преддиабетични предполагат полза от приложението на витамин D по отношение на подобряването или предотвратяването на развитието на диабета, но са нужни рандомизирани  клинични изпитвания.

Витамин D и рак

Данните от изследванията върху животни и клетъчни култури  демонстрират, че витамин Д  или негови аналози могат да предотвратят развитието на рака или да забавят прогресията/метастазите. Механизмите включват инхибиране на пролиферацията чрез блокиране на елементите на клетъчния цикъл или смущения със сигнализиране чрез растежни фактори, индуциране на апоптоза, стимулиране  възстановяването на ДНК увреждане, предотвратяване на туморна ангиогенеза и инхибиране на метастази. Витамин D, особено когато се приема с калций, може да помогне за предотвратяването на някои видове рак. Има полза от добавяне на витамин D при рак на дебелото черво и рак на гърдата, но липсват рандомизирани данни от клинични проучвания .  Проспективни и ретроспективни епидемиологични проучвания показват, че ниво  под 20 ng / ml е свързано с 30 до 50% повишен риск от инцидент от рак  на дебелото черво, простатата и рака на гърдата, както и повишената смъртност от тези ракови заболявания . Едно скорошно проучване установява, че витамин D постепенно намалява по време на развитието на чернодробната фиброза, цирозата и рака на черния дроб.

Витамин D и псориазис

Калципотриолът  и макакалцитолът се използват  за лечение на псориазис на кожната. При псориазисът има  нарушение с хиперпролиферация и намалена или анормална диференциация, предизвикана от анормален имунологичен компонент. Успешното използване на витамин D и няколко от неговите аналози вероятно се дължи на способността им да инхибират пролиферацията, да стимулират диференциацията и да потискат имунната активност свързана с това заболяване. Той се използва и  при немеланомния рак на кожата, който също представлява състояние на повишена пролиферация и намалена диференциация на кератиноцитите. Немеланомният рак на кожата също представлява състояние на повишена пролиферация и намалена диференциация на кератиноцитите. При него добавката на Витамин D има благоприятен ефект.

Витамин D и невропсихиатрични разстройства

Витамин D е тясно свързан с метаболизма на CYP27B1. Той се експресира в неврони и глиални клетки както при плода, така и при възрастни, особено в субстанция нигра и хипоталамус, понс, базални гангли, хипокампус, както и в развиващите се мозъчни тъкани, което предполага, че Витамин D може да участва в развитието и функционирането на мозъка. Вероятно Витамин D участва в процеса на синтез на невротрансмитери и поддържане на  калциевия баланс. Други проучвания са документирали, че витамин D може да защити нервните клетки чрез антиоксидантния  си ефект. Едно кохортно проучване, включващо 56366 американски жени на възраст между 50 и 79 години, показва, че високите нива на приема на Витамин D могат значително да намалят риска от депресия, като предоставят допълнителни данни, които показват, че дефицитът засяга невропсихиатричните разстройства. Има редица подобни проучвания, които установяват, че  дефицитът е свързан с  повишен риск от депресия, болест на Алцхаймер, епилепсия и неврокогнитивен спад. Витамин D3 може също да действа чрез увеличаване на нивата на серотонин в мозъка. Той стимулира амилоид-β фагоцитоза и клирънс чрез макрофаги при пациенти с Алцхаймер. Това може да помогне за обясняването на връзката между спадане на неврокогнитивни състояния, деменция, депресия и болести на Алцхаймер  при  високо разпространение на дефицит на Витамин D. Проучване при  възрастни хора над 60 години, показва, че приемането на добавка от витамин D спомага за подобряване на когнитивната функция.

Витамин D и множествена склероза.

Има някои доказателства, че по-ниските нива на витамин D са свързани с по-високи проценти на рецидив при MS и по-бърза прогресия. Хора с по-високи нива на Витамин D (над 50 nmol / l) са по-малко склонни да имат рецидиви или нови лезии с ЯМР след пет години. Дългосрочното добавяне на Витамин D намалява риска от множествена склероза. Проучване през 2015 г.  установява, че високата доза Витамин D може да повлияе на имунната система. Приемането на 10 400 международни единици (IU) витамин всеки ден в продължение на шест месеца намалява броя на някои имунни клетки, за които е известно, че причиняват увреждане в МС. Нужни са нови клинични рандомизирани проучвания

Витамин D и имунна функция

Витамин D играе роля при регулиране на имунната функция, инхибиране на възпалителни реакции и автоимунни заболявания. Витаминът комбиниран с неговия рецептор играе важна роля в биологията на имунните клетки. Много имунни клетки в човешкото тяло, като моноцити, макрофаги, дендритни клетки, Т клетки и В клетки експресират рецептори за Витамин D3. Този комплекс  може да инхибира активността на Th1 клетките, като по този начин намалява CD4 + Т клетките, за да се освободят IL-2, интерферон y и тумор некрозисфактор при възпалителни автоимунни заболявания. В допълнение се стимулира диференцирането на мононуклеарните клетки в макрофаги и се засилва производство на хемокини и способността им да контролират инфекцията. Също така се инхибира експресията на главния хистосъвместим комплекс II (МНС II) върху антиген-представящи клетки, за да се предотврати активирането на имунната система. Витамин D също така индуцира В клетъчна пролиферация и секрецията на имуноглобулини Е и М, което води до формиране на паметови В клетки и промоция на В клетъчни апоптози. Има индукция на антимикробни пептиди, като кателидин и реактивни кислородни видове. Подходящи нива на витамин D стимулират вродения имунен отговор. Витамин D, като цяло оказва инхибиращо действие върху адаптивната имунна система. Чрез подтискане  продукцията на IL-12, важен за развитието на Thl и продуцирането на IL-23 и IL-6, важни за развитието и функцията на Th17, витаминът инхибира развитието на Th1 клетки, способни да продуцират IFN-y и IL-2 и Th17 клетки, продуциращи IL-17. Асоциацията на туберкулозата с дефицит на Витамин D е добре известна. Все още обаче  липсват адекватни рандомизирани данни от клинични проучвания за витамин D.