วิตามินดี
ประเภทของยา
โคลแคลซิเฟอรอล ( D3 )
ตัวระบุคลาส
คำพ้องความหมาย	แคลซิเฟอรอล
ใช้	โรคกระดูกอ่อน , โรคกระดูกพรุน , โรคกระดูกพรุน , การขาดวิตามินดี
รหัส ATC	เอ11ซีซี
เป้าหมายทางชีวภาพ	ตัวรับวิตามินดี
ข้อมูลทางคลินิก
ดรักส์.คอม	ผลิตภัณฑ์ธรรมชาติจาก MedFacts
ลิงก์ภายนอก
เมช	D014807
สถานะทางกฎหมาย
ในวิกิดาต้า

วิตามินดีเป็นกลุ่มของ สารประกอบ ที่ละลายในไขมัน ซึ่งมีโครงสร้างที่เกี่ยวข้องกัน ทำหน้าที่เพิ่มการดูดซึมแคลเซียมและฟอสเฟต ในลำไส้ พร้อมกับหน้าที่ทางชีวภาพอื่นๆ อีกมากมาย^{[ 1 ] [ 2 ]}ในมนุษย์ สารประกอบที่สำคัญที่สุดในกลุ่มนี้คือวิตามินดี₃ ( โคลแคลซิเฟ อรอล ) และวิตามินดี₂ ( เออร์โกแคลซิเฟอรอล ) ^{[ 2 ] [ 3 ]}

แตกต่างจาก วิตามินอีกสิบสองชนิดวิตามินดีมีความจำเป็นเฉพาะในกรณีที่ได้รับจากอาหารเท่านั้น เนื่องจากหากผิวหนังได้รับรังสีอัลตราไวโอเลตบี (UVB)จากแสงแดด อย่างเพียงพอ จะมีการสังเคราะห์โคลีแคลซิเฟอรอลในชั้นผิวหนังที่ลึกกว่าของหนังกำพร้าวิตามินดีสามารถได้รับจากอาหารการเสริมวิตามินในอาหารและผลิตภัณฑ์เสริมอาหารได้ เช่นกัน ^{[ 2 ]}สำหรับคนส่วนใหญ่ การสังเคราะห์จากผิวหนังมีส่วนช่วยมากกว่าแหล่งอาหาร^{[ 4 ]}ในสหรัฐอเมริกานม และ นมทดแทนจากพืชมีการเสริมวิตามินดี₃เช่นเดียวกับซีเรียลอาหารเช้าหลายชนิด คู่มือการบริโภคอาหารของสหรัฐฯ โดยทั่วไปถือว่าวิตามินดีทั้งหมดของบุคคลได้รับจากการรับประทาน เนื่องจากมีโอกาสได้รับแสงแดดไม่เพียงพอเนื่องจากการใช้ชีวิตในเมือง ทางเลือกทางวัฒนธรรมเกี่ยวกับปริมาณเสื้อผ้าที่สวมใส่เมื่ออยู่กลางแจ้ง และการใช้ครีมกันแดดเนื่องจากความกังวลเกี่ยวกับการได้รับแสงแดดอย่างปลอดภัย ชื่อวิตามินดีเป็นชื่อที่ไม่ถูกต้อง วิตามินดีไม่ใช่วิตามินในทางเทคนิค แต่เป็น ฮอร์โมนเซโคสเตียรอยด์ที่ละลายในไขมัน^{[ 5 ]}

Cholecalciferol is converted in the liver to calcifediol (also known as calcidiol or 25-hydroxycholecalciferol), while ergocalciferol is converted to ercalcidiol (25-hydroxyergocalciferol). These two vitamin D metabolites, collectively referred to as 25-hydroxyvitamin D or 25(OH)D, are measured in serum to assess a person's vitamin D status. Calcifediol is further hydroxylated by the kidneys and certain immune cells to form calcitriol (1,25-dihydroxycholecalciferol; 1,25(OH)₂D), the biologically active form of vitamin D.^[3] Calcitriol attaches to vitamin D receptors, which are nuclear receptors found in various tissues throughout the body.

The discovery of the vitamin in 1922 was due to an effort to identify the dietary deficiency in children with rickets.^[6][7]Adolf Windaus received the Nobel Prize in Chemistry in 1928 for his work on the constitution of sterols and their connection with vitamins.^[8] Present day, government food fortification programs in some countries and recommendations to consume vitamin D supplements are intended to prevent or treat vitamin D deficiency rickets and osteomalacia. There are many other health conditions linked to vitamin D deficiency. However, the evidence for the health benefits of vitamin D supplementation in individuals who are already vitamin D sufficient is unproven.^{[2][9][10][11]}

ในประเทศแถบยุโรปเหนือน้ำมันตับปลาคอดมีประวัติการใช้เป็นยาพื้นบ้านมายาวนาน รวมถึงการทาลงบนผิวหนังและการรับประทานเพื่อรักษาโรคไขข้อและโรคเกาต์^{[ 12 ]}มีกระบวนการสกัดหลายวิธี ตับสดที่หั่นเป็นชิ้นเล็กๆ แล้วแขวนไว้บนตะแกรงเหนือหม้อน้ำเดือดจะหยดน้ำมันออกมา ซึ่งสามารถตักออกจากน้ำได้ ทำให้ได้น้ำมันสีอ่อนที่มีกลิ่นและรสชาติคล้ายปลาอ่อนๆ สำหรับวัตถุประสงค์ทางอุตสาหกรรม เช่น สารหล่อลื่น ตับปลาคอดจะถูกใส่ไว้ในถังเพื่อให้เน่าเปื่อย แล้วตักน้ำมันออกเป็นเวลาหลายเดือน น้ำมันที่ได้จะมีสีน้ำตาลอ่อนถึงเข้ม และมีกลิ่นและรสชาติเหม็นมาก ในช่วงปี 1800 น้ำมันตับปลาคอดได้รับความนิยมในฐานะผลิตภัณฑ์ยาบรรจุขวดสำหรับรับประทาน – วันละหนึ่งช้อนชา – โดยใช้น้ำมันทั้งสีอ่อนและสีน้ำตาล ปัจจัยกระตุ้นให้เกิดการใช้แบบรับประทานอย่างแพร่หลายคือการสังเกตที่เกิดขึ้นในหลายประเทศในยุโรป โดยเริ่มจากประเทศเยอรมนี^{[ 13 ]}ในช่วงทศวรรษ 1820 และแพร่กระจายไปยังประเทศอื่นๆ ในช่วงทศวรรษ 1860 ว่าเด็กเล็กที่รับประทานน้ำมันตับปลาคอดจะไม่เป็นโรคกระดูกอ่อน [ ^{12 ] ใน}ยุโรปเหนือและสหรัฐอเมริกา การปฏิบัติในการให้เด็กรับประทานน้ำมันตับปลาคอดเพื่อป้องกันโรคกระดูกอ่อนยังคงดำเนินต่อไปจนถึงทศวรรษ 1950 ซึ่งเกิดขึ้นพร้อมกับการเสริมวิตามินดีในนมวัว ซึ่งเริ่มขึ้นในช่วงต้นทศวรรษ 1930 ^{[ 12 ]}

ความรู้เกี่ยวกับน้ำมันตับปลาที่สามารถป้องกันโรคกระดูกอ่อนในมนุษย์ได้ถูกนำไปใช้ในการรักษาสัตว์ ในปี 1899 ศัลยแพทย์ชาวลอนดอนจอห์น แบลนด์-ซัตตันได้รับคำขอให้ตรวจสอบสาเหตุที่ลูกสิงโตที่สวนสัตว์ลอนดอนตายด้วยโรคกระดูกอ่อน เขาแนะนำให้เปลี่ยนอาหารของแม่สิงโตที่ตั้งครรภ์และให้นมบุตร รวมถึงลูกสิงโตที่หย่านมแล้ว จากเนื้อม้าไม่ติดมันไปเป็นเนื้อแพะ ซึ่งรวมถึงกระดูกที่มีแคลเซียมและฟอสฟอรัส และน้ำมันตับปลา ซึ่งช่วยแก้ปัญหาได้ ต่อมา นักวิจัยตระหนักว่าแบบจำลองสัตว์ เช่น สุนัขและหนู สามารถนำมาใช้ในการวิจัยโรคกระดูกอ่อนได้^{[ 14 ]}ซึ่งนำไปสู่การระบุและตั้งชื่อวิตามินที่รับผิดชอบในปี 1922 ^{[ 15 ]}

ในปี พ.ศ. 2457 นักวิจัยชาวอเมริกันElmer McCollumและMarguerite Davisได้ค้นพบสารในน้ำมันตับปลาคอดซึ่งต่อมาได้รับการตั้งชื่อว่า " วิตามินเอ " ^{[ 6 ]} Edward Mellanbyนักวิจัยชาวอังกฤษ สังเกตว่าสุนัขที่กินน้ำมันตับปลาคอดไม่เป็นโรคกระดูกอ่อน และสรุป (อย่างผิดพลาด) ว่าวิตามินเอสามารถป้องกันโรคนี้ได้ ในปี พ.ศ. 2465 McCollum ได้ทดสอบน้ำมันตับปลาคอดที่ดัดแปลงแล้วซึ่งวิตามินเอถูกทำลาย น้ำมันที่ดัดแปลงแล้วสามารถรักษาโรคในสุนัขป่วยได้ ดังนั้น McCollum จึงสรุปว่าปัจจัยในน้ำมันตับปลาคอดที่รักษาโรคกระดูกอ่อนนั้นแตกต่างจากวิตามินเอ เขาเรียกมันว่าวิตามินดีเพราะเป็นวิตามินตัวที่สี่ที่ได้รับการตั้งชื่อ^{[ 6 ] [ 16 ] [ 17 ]}

ในปี พ.ศ. 2468 มีการค้นพบว่าเมื่อ7-ดีไฮโดรคอเลสเตอรอลถูกฉายแสงจะได้สารที่ละลายในไขมัน ชนิดหนึ่ง ซึ่งปัจจุบันรู้จักกันในชื่อวิตามินดี ₃ ^{[ 6 ] [ 7 ]}อดอล์ฟ วินเดาส์แห่งมหาวิทยาลัยเกิตติงเงนประเทศเยอรมนี ได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมี ในปี พ.ศ. 2461 "สำหรับผลงาน การวิจัยเกี่ยวกับโครงสร้างของสเตอรอลและความเชื่อมโยงกับวิตามิน" ^{[ 8 ]}อัลเฟรด ฟาเบียน เฮสส์ผู้ร่วมวิจัยของเขา กล่าวว่า "แสงเท่ากับวิตามินดี" ^{[ 18 ]}ในปี พ.ศ. 2475 ออตโต โรเซนไฮม์ และแฮโรลด์ คิง ได้ตีพิมพ์บทความที่เสนอโครงสร้างของสเตอรอลและกรดน้ำดี^{[ 19 ]}และหลังจากนั้นไม่นานก็ได้ร่วมมือกับเคนเนธ คัลโลว์และคนอื่นๆ ในการแยกและระบุลักษณะของวิตามินดี^{[ 20 ]}วินเดาส์ยังได้ชี้แจงโครงสร้างทางเคมีของวิตามินดีให้ชัดเจนยิ่งขึ้น^{[ 21 ]}

ในปี พ.ศ. 2512 มีการระบุโปรตีนที่จับกับวิตามินดีโดยเฉพาะที่เรียกว่าตัวรับวิตามินดี^{[ 22 ]}หลังจากนั้นไม่นาน การแปลงวิตามินดีเป็นแคลซิเฟไดออลแล้วเป็นแคลซิไตรออลซึ่งเป็นรูปแบบที่ออกฤทธิ์ทางชีวภาพก็ได้รับการยืนยัน^{[ 23 ]}การสังเคราะห์วิตามินดี₃ในผิวหนังผ่านพรีวิตามินดี₃และการเผาผลาญในภายหลังได้รับการอธิบายไว้ในปี พ.ศ. 2523 ^{[ 24 ]}

การค้นพบวิตามินดีช่วยเพิ่มความอยู่รอดและความแพร่หลายของการเลี้ยงสัตว์แบบเข้มข้นก่อนการค้นพบนี้ อัตราการตายจะสูงขึ้นเมื่อใดก็ตามที่ย้ายสัตว์เลี้ยงในฟาร์มเข้ามาในร่มในช่วงฤดูหนาว การที่สามารถใส่วิตามินดีลงในอาหารสัตว์ได้ทำให้ปัญหาดังกล่าวหมดไป และทำให้สามารถเลี้ยงสัตว์จำนวนมากในฟาร์มในร่มได้ตลอดทั้งปี^{[ 25 ]}

ชื่อ	องค์ประกอบทางเคมี	โครงสร้าง
วิตามินดี1	ส่วนผสมของสารประกอบโมเลกุลของเออร์โกแคลซิเฟอรอลกับลูมิสเตอรอลในอัตราส่วน 1:1
วิตามินดี2	เออร์โกแคลซิเฟอรอล (ผลิตจากเออร์โกสเตอรอล )
วิตามินดี3	โคลแคลซิเฟอรอล (สร้างจาก7-ดีไฮโดรคอเลสเตอรอลในผิวหนัง)
วิตามินดี4	22-ไดไฮโดรเออร์โกแคลซิเฟอรอล
วิตามินดี5	ซิโตแคลซิเฟอรอล (ผลิตจาก7-ดีไฮโดรซิโตสเตอรอล )

วิตามินดีมี หลายรูปแบบ ( วิตามิน ) โดยสองรูปแบบหลักคือวิตามินดี₂หรือเออร์โกแคลซิเฟอรอล และวิตามินดี₃หรือโคลแคลซิเฟอรอล^{[ 1 ]}คำว่า "วิตามินดี" ที่ใช้กันทั่วไปนั้นหมายถึงทั้งวิตามินดี₂และวิตามินดี₃ซึ่งได้รับการระบุลักษณะทางเคมีในปี 1931 และ 1935 ตามลำดับ วิตามินดี₃ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเกิดจากการฉายรังสีอัลตราไวโอเลตของ 7-ดีไฮโดรคอเลสเตอรอล แม้ว่าจะมีคำแนะนำเกี่ยวกับระบบการตั้งชื่อทางเคมีสำหรับวิตามินดีในรูปแบบต่างๆ ในปี 1981 ^{[ 26 ]}แต่ชื่อเรียกอื่นๆ ก็ยังคงใช้กันทั่วไป^{[ 3 ]}

ในทางเคมี วิตามินดีในรูปแบบต่างๆ เป็นเซโคสเตียรอยด์ซึ่งหมายความว่าพันธะหนึ่งใน วงแหวน สเตียรอยด์ถูกทำลาย^{[ 27 ]}ความแตกต่างทางโครงสร้างระหว่างวิตามินดี₂และวิตามินดี₃อยู่ที่โซ่ข้าง : วิตามินดี₂มีพันธะคู่ระหว่างคาร์บอน 22 และ 23 และหมู่เมทิลบนคาร์บอน 24 นอกจากนี้ยังมีการสังเคราะห์อนาล็อกของวิตามินดี อีกด้วย ^{[ 3 ]}

โดยทั่วไปแล้ว คู่มือการบริโภคอาหารของสหรัฐฯ ถือว่าวิตามินดีทั้งหมดของบุคคลนั้นได้รับทางปาก เนื่องจากมีโอกาสได้รับแสงแดดไม่เพียงพออันเนื่องมาจากการใช้ชีวิตในเมือง ทางเลือกทางวัฒนธรรมเกี่ยวกับปริมาณเสื้อผ้าที่สวมใส่เมื่ออยู่กลางแจ้ง และการใช้ครีมกันแดดเนื่องจากความกังวลเกี่ยวกับระดับแสงแดดที่ปลอดภัยรวมถึงความเสี่ยงต่อมะเร็งผิวหนัง^{[ 2 ] [ 28 ] : 362–394}

แคลซิไทรออล ซึ่งเป็นสารเมตาโบไลต์ของวิตามินดีที่ออกฤทธิ์ จะออกฤทธิ์ทางชีวภาพโดยการจับกับตัวรับวิตามินดี (VDR) ซึ่งส่วนใหญ่อยู่ในนิวเคลียสของเซลล์เป้าหมาย^{[ 1 ] [ 27 ]}เมื่อแคลซิไทรออลจับกับ VDR จะทำให้ตัวรับทำหน้าที่เป็นปัจจัยการถอดรหัสโดยปรับเปลี่ยนการแสดงออกของยีนของโปรตีนขนส่งที่เกี่ยวข้องกับการดูดซึมแคลเซียมในลำไส้ เช่นTRPV6และแคลบินดิน [ ^{29 ] VDR}เป็นส่วนหนึ่งของ ตระกูล ตัวรับนิวเคลียร์ของตัวรับฮอร์โมนสเตียรอยด์ซึ่งเป็นตัวควบคุมการแสดงออกของยีนที่ขึ้นอยู่กับฮอร์โมน ตัวรับเหล่านี้แสดงออกในเซลล์ทั่วอวัยวะส่วนใหญ่ การแสดงออกของ VDR ลดลงเมื่ออายุเพิ่มขึ้น^{[ 1 ] [ 4 ]}

การกระตุ้น VDR ในลำไส้ กระดูก ไต และ เซลล์ต่อ มพาราไทรอยด์มีบทบาทสำคัญในการรักษาระดับแคลเซียมและฟอสฟอรัสในเลือด ซึ่งเป็นกระบวนการที่ได้รับความช่วยเหลือจากฮอร์โมนพาราไทรอยด์และแคลซิโทนินจึงช่วยส่งเสริมสุขภาพกระดูก^[ 1 ^{] [ 30 ] [ 4 ]} VDR ยังควบคุม การเพิ่มจำนวน และการแบ่งเซลล์ นอกจากนี้ วิตามินดี ^ยังมีอิทธิพลต่อระบบภูมิคุ้มกัน โดย VDR จะถูกแสดงออกในเซลล์เม็ดเลือดขาวหลายชนิด รวมถึงโมโนไซต์และ เซลล์ TและB ที่ถูก กระตุ้น^{[ 31 ]}

ทั่วโลกมีผู้คนมากกว่าหนึ่งพันล้านคน^{[ 32 ]}  – ทั้งทารก เด็ก ผู้ใหญ่ และผู้สูงอายุ^{[ 33 ]}  – ที่อาจถือว่าขาดวิตามินดี โดยเปอร์เซ็นต์ที่รายงานจะขึ้นอยู่กับวิธีการวัดที่ใช้ในการกำหนดคำว่า "ขาด" ^{[ 34 ]}การทบทวนอย่างเป็นระบบในปี 2023 ใน The Lancet Regional Health ประมาณการว่าประชากรโลกประมาณ 15% ขาดวิตามินดีเมื่อกำหนดเป็นซีรั่ม 25(OH)D <30 nmol/L โดยมีอัตราการเกิดสูงกว่าในภูมิภาคที่มีแสงแดดน้อย^{[ 35 ]}การขาดวิตามินดีเป็นเรื่องปกติในตะวันออกกลาง^{[ 33 ]}เอเชีย^{[ 36 ]}แอฟริกา^{[ 37 ]}และอเมริกาใต้^{[ 38 ]}แต่ก็พบได้ในอเมริกาเหนือและยุโรปเช่นกัน^{[ 39 ] [ 33 ] [ 40 ] [ 41 ]}ประชากรผิวคล้ำในอเมริกาเหนือ ยุโรป และออสเตรเลียมีเปอร์เซ็นต์การขาดวิตามินดีสูงกว่าประชากรผิวขาวที่มีต้นกำเนิดมาจากยุโรป^{[ 42 ] [ 43 ] [ 44 ]}

ความเข้มข้นของซีรั่ม 25(OH)D ถูกใช้เป็นตัวบ่งชี้ทางชีวภาพสำหรับภาวะขาดวิตามินดี หน่วยวัดคือ ng/mL หรือ nmol/L โดย 1  ng/mL เท่ากับ 2.5  nmol/L ยังไม่มีข้อสรุปที่แน่ชัดเกี่ยวกับการกำหนดภาวะขาดวิตามินดี ภาวะไม่เพียงพอ ภาวะเพียงพอ หรือระดับที่เหมาะสมสำหรับสุขภาพในทุกด้าน^{[ 34 ]}ตามคณะกรรมการอ้างอิงปริมาณสารอาหารของสถาบันการแพทย์แห่งสหรัฐอเมริกา ระดับต่ำกว่า 30  nmol/L จะเพิ่มความเสี่ยงต่อโรคกระดูกอ่อนที่เกิดจากภาวะขาดวิตามินดีในทารกและเด็กเล็กอย่างมีนัยสำคัญ และลดการดูดซึมแคลเซียมจากอาหารจากช่วงปกติ 60–80% เหลือเพียง 15% ในขณะที่ระดับสูงกว่า 40  nmol/L จำเป็นต่อการป้องกันการสูญเสียกระดูกจากโรคกระดูกอ่อนในผู้สูงอายุ และระดับสูงกว่า 50  nmol/L ถือว่าเพียงพอสำหรับความต้องการด้านสุขภาพทั้งหมด^{[ 28 ] : 75–111} แหล่งข้อมูลอื่น ๆ ได้กำหนดภาวะขาดแคลนไว้ที่น้อยกว่า 25  nmol/L ภาวะไม่เพียงพอที่ 30–50  nmol/L ^{[ 45 ]}และภาวะที่เหมาะสมที่มากกว่า 75  nmol/L ^{[ 46 ] [ 47 ]}ส่วนหนึ่งของข้อโต้แย้งเกิดจากการศึกษาที่รายงานความแตกต่างของระดับ 25(OH)D ในซีรั่มระหว่างกลุ่มชาติพันธุ์ โดยการศึกษาชี้ให้เห็นถึงสาเหตุทางพันธุกรรมและสิ่งแวดล้อมที่อยู่เบื้องหลังความแปรปรวนเหล่านี้ ประชากรชาวแอฟริกันอเมริกันมีระดับ 25(OH)D ในซีรั่มต่ำกว่าประชากรผิวขาวที่มีอายุเท่ากัน แต่ในทุกช่วงอายุมีประสิทธิภาพการดูดซึมแคลเซียมที่ดีกว่า มีความหนาแน่นของแร่ธาตุในกระดูกสูงกว่า และเมื่อเป็นผู้สูงอายุ มีความเสี่ยงต่อโรคกระดูกพรุนและกระดูกหักต่ำกว่า^{[ 28 ] : 439–440} การเสริมวิตามินในประชากรกลุ่มนี้เพื่อให้ได้ความเข้มข้น 'มาตรฐาน' ที่เสนอ อาจทำให้เกิดการสะสมแคลเซียม ในหลอดเลือดที่เป็นอันตราย ได้ ในทางทฤษฎี ^{[ 48 ]}

การใช้การตรวจวิเคราะห์ 25(OH)D เป็นเครื่องมือคัดกรองประชากรที่มีสุขภาพดีโดยทั่วไปเพื่อระบุและรักษาบุคคลนั้นถือว่าไม่คุ้มค่าเท่ากับโครงการเสริมวิตามินที่รัฐบาลกำหนด ดังนั้นจึงมีคำแนะนำว่าควรจำกัดการทดสอบเฉพาะผู้ที่มีอาการขาดวิตามินดีหรือผู้ที่มีภาวะสุขภาพที่ทราบกันว่าทำให้เกิดการขาดวิตามินดี^{[ 4 ] [ 41 ]}

สาเหตุของการสังเคราะห์วิตามินดีในผิวหนังไม่เพียงพอ ได้แก่ การได้รับแสง UVB จากแสงแดดไม่เพียงพอเนื่องจากการอาศัยอยู่ในละติจูดสูง (ระยะทางที่ไกลจากเส้นศูนย์สูตรมากขึ้น ส่งผลให้ชั่วโมงกลางวันในฤดูหนาวสั้นลง) ความเข้มข้นของซีรั่มในช่วงปลายฤดูหนาวอาจต่ำกว่าในช่วงปลายฤดูร้อนถึงหนึ่งในสามถึงครึ่งหนึ่ง^{[ 28 ] : 100–101, 371–379 [ 4 ] [ 49 ]}ความชุกของภาวะขาดวิตามินดีเพิ่มขึ้นตามอายุเนื่องจากการสังเคราะห์ 7-dehydrocholesterol ในผิวหนังลดลงและความสามารถของไตในการเปลี่ยน calcidiol เป็น calcitriol ลดลง^{[ 50 ]}ซึ่งพบได้ในระดับที่มากขึ้นในผู้ที่มีโรคไตเรื้อรัง^{[ 51 ]}แม้จะมีผลกระทบจากอายุเหล่านี้ ผู้สูงอายุยังคงสามารถสังเคราะห์ calcitriol ได้เพียงพอหากผิวหนังได้รับแสง UVB เพียงพอ หากไม่ได้รับแสง UVB เพียงพอ แนะนำให้รับประทานอาหารเสริม^{[ 50 ]}สาเหตุอื่นๆ ของการสังเคราะห์ที่ไม่เพียงพอ ได้แก่ แสงแดดถูกบดบังด้วยมลพิษทางอากาศ^{[ 52 ]}การใช้ชีวิตในเมือง/ในร่ม การเข้ารักษาตัวในโรงพยาบาลเป็นเวลานาน และการพักรักษาตัวในสถานดูแลระยะยาว ทางเลือกในการดำเนินชีวิตตามวัฒนธรรมหรือศาสนาที่นิยมสวมใส่เสื้อผ้ากันแดด คำแนะนำให้ใช้เสื้อผ้ากันแดดหรือครีมกันแดดเพื่อลดความเสี่ยงต่อมะเร็งผิวหนัง และสุดท้ายคือ คุณสมบัติในการปิดกั้นรังสียูวีบีของผิวสีเข้ม^{[ 40 ]}

การบริโภคอาหารที่มีวิตามินดีตามธรรมชาติมักไม่เพียงพอที่จะรักษาระดับความเข้มข้นของ 25(OH)D ในซีรั่มให้อยู่ในระดับที่แนะนำได้ หากปราศจากการสังเคราะห์จากผิวหนัง สัดส่วนการมีส่วนร่วมโดยประมาณคือ 20% จากอาหารและ 80% จากแสงแดด^{[ 4 ]}ผู้ที่ทานมังสวิรัติ แบบเคร่งครัด จะมีปริมาณวิตามินดีจากอาหารต่ำกว่าและมีระดับ 25(OH)D ในซีรั่มต่ำกว่าเมื่อเทียบกับผู้ที่ทานเนื้อสัตว์ ในขณะที่ผู้ที่ทานมังสวิรัติแบบทานนมและไข่จะมีระดับวิตามินดีอยู่ระหว่างกลางเนื่องจากมีวิตามินดีจากไข่แดงและผลิตภัณฑ์นมที่เสริม วิตามิน ^{[ 53 ]}รัฐบาลได้กำหนดหรือดำเนินโครงการเสริมวิตามินในอาหารโดยสมัครใจเพื่อลดความแตกต่างใน 15 และ 10 ประเทศตามลำดับ^{[ 54 ]}สหรัฐอเมริกาเป็นหนึ่งในไม่กี่ประเทศที่บังคับใช้ การปฏิบัติการเสริมวิตามินในอาหารดั้งเดิมในช่วงต้นทศวรรษ 1930 นั้นจำกัดเฉพาะนมวัว ซึ่งมีผลอย่างมากในการลดโรคกระดูกอ่อนในทารกและเด็ก ในเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2559 สำนักงานคณะกรรมการอาหารและยา ของสหรัฐอเมริกา ได้อนุมัติให้เติมวิตามินดีลงในเครื่องดื่มนมจากพืชที่ตั้งใจให้เป็นนมทางเลือก เช่น เครื่องดื่มที่ทำจากถั่วเหลือง อัลมอนด์ มะพร้าว และข้าวโอ๊ต^{[ 55 ]}ในระดับบุคคล ผู้คนอาจเลือกบริโภคผลิตภัณฑ์วิตามินรวม/แร่ธาตุ หรือผลิตภัณฑ์ที่มีวิตามินดีเพียงอย่างเดียว^{[ 56 ]}

มีโรคหลายชนิด การรักษาทางการแพทย์ และยาหลายชนิดที่ทำให้ผู้คนมีความเสี่ยงต่อการขาดวิตามินดี โรคเรื้อรังที่เพิ่มความเสี่ยง ได้แก่ ภาวะไตวาย^{[ 51 ]}และตับวาย โรคโครห์น โรคลำไส้อักเสบ และกลุ่มอาการดูดซึมผิดปกติ เช่น โรคซิสติกไฟโบรซิส และภาวะต่อมพาราไทรอยด์ทำงานเกินหรือต่ำกว่าปกติ^{[ 40 ]}โรคอ้วนทำให้วิตามินดีถูกกักเก็บไว้ในเนื้อเยื่อไขมัน ส่งผลให้ระดับวิตามินดีในซีรั่มลดลง^{[ 57 ]}แต่การผ่าตัดลดน้ำหนักเพื่อรักษาโรคอ้วนจะขัดขวางการดูดซึมวิตามินดีจากอาหาร ทำให้เกิดภาวะขาดวิตามินดีได้เช่นกัน^{[ 58 ]}ยาที่ส่งผลต่อการเผาผลาญวิตามินดี ได้แก่ ยาต้านไวรัส ยาต้านอาการชัก กลูโคคอร์ติคอยด์ ยาต้านเชื้อราในระบบ เช่น คีโตโคนาโซล โคลีสไตรามีน และริแฟมพิซิน^{[ 4 ] [ 40 ]} ผู้ที่ได้รับ การปลูกถ่ายอวัยวะจะได้รับการบำบัดด้วยยากดภูมิคุ้มกัน ซึ่งเกี่ยวข้องกับความเสี่ยงที่เพิ่มขึ้นในการเกิดมะเร็งผิวหนัง ดังนั้นจึงแนะนำให้หลีกเลี่ยงการสัมผัสแสงแดด และรับประทานวิตามินดีเสริม^{[ 59 ]}

การให้ยาในปริมาณที่กำหนดทุกวันเป็นที่นิยมมากกว่าการให้ยาในปริมาณมากสัปดาห์ละครั้งหรือเดือนละครั้ง และอาจเลือกใช้ D3 มากกว่า D2 _{แต่ยัง}ไม่มีข้อสรุปที่แน่ชัดเกี่ยวกับชนิด ปริมาณ ระยะเวลา หรือตัวชี้วัดความสำเร็จที่เหมาะสม การให้ยาในปริมาณ 4,000 IU/วัน (สำหรับผู้ที่ไม่ใช่ทารก) มีผลต่อการฟื้นตัวของ 25(OH)D จากภาวะขาดวิตามินดีมากกว่า และมีความเสี่ยงต่อผลข้างเคียงน้อยกว่าเมื่อเทียบกับการให้ยาในปริมาณมากเป็นรายสัปดาห์หรือรายเดือน ซึ่งปริมาณหลังอาจสูงถึง 100,000 IU ข้อดีเพียงอย่างเดียวของการให้ยาในปริมาณมากเป็นรายสัปดาห์หรือรายเดือนคือ ผู้ป่วยอาจปฏิบัติตามคำแนะนำได้ดีกว่า เนื่องจากโดยปกติแล้วผู้เชี่ยวชาญด้านการดูแลสุขภาพจะเป็นผู้ให้ยามากกว่าการให้ยาด้วยตนเอง^{[ 4 ]}ในขณะที่บางการศึกษาพบว่าวิตามินดี₃ช่วยเพิ่มระดับ 25(OH)D ในเลือดได้เร็วกว่าและคงอยู่ในร่างกายได้นานกว่า^{[ 60 ] [ 61 ]}แต่บางการศึกษาก็ยืนยันว่าแหล่งวิตามินดี₂มีประสิทธิภาพในการดูดซึมและคงระดับ 25(OH)D ได้เช่นกัน^{[ 62 ] [ 63 ]} _{หากความผิดปกติของระบบย่อยอาหารทำให้การดูดซึมลดลง การฉีดวิตามินดี 3}เข้ากล้ามเนื้อในปริมาณสูงถึง 100,000 IU ก็สามารถรักษาได้^{[ 4 ]}

เมลานิน โดยเฉพาะ ยูเมลานินชนิดย่อยเป็นโมเลกุลชีวภาพที่ประกอบด้วยโมเลกุลของกรดอะมิโนไทโรซีน ที่ถูกออกซิไดซ์ซึ่งเชื่อมต่อกัน มันถูกผลิตโดยเซลล์ที่เรียกว่าเมลาโนไซต์ในกระบวนการที่เรียกว่าเมลาโนเจเนซิส ในผิวหนัง เมลานินจะอยู่ที่ชั้นล่างสุด ( ชั้นฐาน ) ของหนังกำพร้าเมลานินสามารถถูกรวมเข้ากับผิวหนังอย่างถาวร ส่งผลให้ผิวหนังมีสีเข้มหรืออาจเริ่มการสังเคราะห์โดยการสัมผัสกับรังสี UVทำให้ผิวคล้ำขึ้นเป็นการอาบแดด ชั่วคราว ยูเมลานินเป็นสารดูดซับแสงที่มีประสิทธิภาพ เม็ดสีนี้สามารถกระจายรังสี UV ที่ดูดซับได้มากกว่า 99.9% ^{[ 64 ]}ด้วยคุณสมบัตินี้ ยูเมลานินจึงเชื่อว่าช่วยปกป้องเซลล์ผิวจาก ความเสียหายจากรังสี อัลตราไวโอเลตเอ (UVA) และอัลตราไวโอเลตบี (UVB) ของแสงแดดลดความเสี่ยงของ การขาด โฟเลต ในเนื้อเยื่อผิวหนัง ป้องกันริ้วรอยก่อนวัย และลดความเสี่ยงของการถูกแดดเผาและมะเร็งผิวหนัง^{[ 65 ]}เมลานินยับยั้งการสังเคราะห์วิตามินดีที่ขับเคลื่อนด้วย UVB ในผิวหนัง ในพื้นที่ของโลกที่ไม่ไกลจากเส้นศูนย์สูตร การได้รับแสงแดดอย่างเพียงพอตลอดทั้งปีหมายความว่าแม้แต่ประชากรผิวคล้ำก็มีการสังเคราะห์วิตามินดีในผิวหนังอย่างเพียงพอ^{[ 66 ]}อย่างไรก็ตาม เมื่อคนผิวคล้ำปกปิดร่างกายส่วนใหญ่ด้วยเสื้อผ้าด้วยเหตุผลทางวัฒนธรรมหรือสภาพอากาศ หรือใช้ชีวิตส่วนใหญ่อยู่แต่ในบ้านในสภาพแวดล้อมในเมือง หรืออาศัยอยู่ในละติจูดสูงซึ่งมีแสงแดดน้อยลงในฤดูหนาว พวกเขามีความเสี่ยงต่อการขาดวิตามินดี^{[ 40 ] [ 67 ]}สาเหตุสุดท้ายนี้ได้รับการอธิบายว่าเป็น "ความไม่สอดคล้องกันระหว่างละติจูดกับสีผิว" ^{[ 66 ]}

ในสหรัฐอเมริกา ภาวะขาดวิตามินดีพบได้บ่อยเป็นพิเศษในกลุ่มประชากรที่ไม่ใช่คนผิวขาวเชื้อสายฮิสแปนิกและแอฟริกันอเมริกัน^{[ 45 ] [ 66 ] [ 68 ]}อย่างไรก็ตาม แม้ว่าโดยเฉลี่ยแล้วความเข้มข้นของ 25(OH)D ในซีรั่มจะต่ำกว่า 50 nmol/L ซึ่งถือว่าเพียงพอ แต่ชาวแอฟริกันอเมริกันกลับมีความหนาแน่นของแร่ธาตุในกระดูกสูงกว่าและมีความเสี่ยงต่อการแตกหักต่ำกว่าเมื่อเทียบกับผู้ที่มีเชื้อสายยุโรป กลไกที่เป็นไปได้อาจรวมถึงการกักเก็บแคลเซียมที่สูงขึ้น การขับแคลเซียมออกที่ต่ำลง และความต้านทานของกระดูกต่อฮอร์โมนพาราไทรอยด์ที่มากขึ้น^{[ 66 ] [ 68 ] [ 69 ]} รวมถึง โปรตีนที่จับกับวิตามินดีในซีรั่มที่ต่ำกว่าทางพันธุกรรมซึ่งจะส่งผลให้มี 25(OH)D ที่สามารถดูดซึมได้เพียงพอแม้ว่า 25(OH)D ในซีรั่มโดยรวมจะต่ำกว่าก็ตาม^{[ 70 ]}ความขัดแย้งระหว่างความหนาแน่นของกระดูกและความเสี่ยงต่อการแตกหักไม่จำเป็นต้องส่งผลต่อภาวะสุขภาพที่ไม่เกี่ยวกับโครงกระดูก เช่น การสะสมแคลเซียมในหลอดเลือดแดง มะเร็ง เบาหวาน หรือการเสียชีวิตจากทุกสาเหตุ มีหลักฐานที่ขัดแย้งกันว่าในประชากรชาวแอฟริกันอเมริกัน 'ภาวะขาดวิตามินดี' ตามคำจำกัดความในปัจจุบันจะเพิ่มความเสี่ยงต่อภาวะสุขภาพที่ไม่เกี่ยวกับกระดูก และมีหลักฐานบางอย่างที่แสดงว่าการเสริมวิตามินดีจะเพิ่มความเสี่ยง^{[ 66 ] [ 68 ]}รวมถึงการเกิดหินปูนในหลอดเลือดที่เป็นอันตราย^{[ 48 ]}ชาวแอฟริกันอเมริกัน และโดยทั่วไปแล้วประชากรผิวสีเข้มอื่นๆ อาจต้องการคำจำกัดความที่แตกต่างกันสำหรับภาวะขาดวิตามินดี ภาวะวิตามินดีไม่เพียงพอ และภาวะวิตามินดีเพียงพอ^{[ 48 ]}

การศึกษาเปรียบเทียบที่ดำเนินการในมารดาที่ให้นมบุตรบ่งชี้ว่าค่าเฉลี่ยของปริมาณวิตามินดีในน้ำนมแม่คือ 45 IU/ลิตร^{[ 71 ]}ปริมาณวิตามินดีนี้ต่ำเกินไปที่จะตรงตามความต้องการวิตามินดี 400 IU/วัน ตามที่หน่วยงานของรัฐหลายแห่งแนะนำ ("...เนื่องจากน้ำนมแม่ไม่ใช่แหล่งวิตามินดีที่มีความหมาย" ^{[ 28 ] : 385} ) หน่วยงานของรัฐเดียวกันนี้แนะนำให้สตรีที่ให้นมบุตรบริโภค 600 IU/วัน^{[ 2 ] [ 72 ] [ 73 ] [ 74 ]}แต่ปริมาณนี้ไม่เพียงพอที่จะเพิ่มปริมาณวิตามินดีในน้ำนมแม่ให้ถึงปริมาณที่แนะนำ^{[ 71 ]}มีหลักฐานว่าปริมาณวิตามินดีในน้ำนมแม่สามารถเพิ่มขึ้นได้ แต่เนื่องจากการถ่ายโอนวิตามินจากซีรั่มของมารดาที่ให้นมบุตรไปยังน้ำนมนั้นไม่มีประสิทธิภาพ จึงจำเป็นต้องให้มารดาบริโภคอาหารเสริมในปริมาณที่สูงกว่าขีดจำกัดสูงสุดที่ปลอดภัยที่รัฐบาลกำหนดไว้ที่ 4,000 IU/วัน^{[ 71 ]}เนื่องจากปริมาณที่ไม่เพียงพอ จึงมีข้อแนะนำให้ทารกที่กินนมแม่ได้รับวิตามินดีเสริมในปริมาณ 400 IU/วัน ในช่วงปีแรกของชีวิต^{[ 71 ]}หากไม่ได้ให้นมบุตร นมผงสำหรับทารกได้รับการออกแบบมาเพื่อให้วิตามินดี 400 IU/วัน สำหรับทารกที่กินนมผงวันละ 1 ลิตร^{[ 75 ]}  ซึ่งเป็นปริมาณปกติสำหรับทารกที่คลอดครบกำหนดหลังจากเดือนแรก^{[ 76 ]}

ภาวะเป็นพิษจากวิตามินดี หรือภาวะวิตามินดีเกินขนาด คือภาวะที่เป็นพิษจากการได้รับวิตามินดีมากเกินไป ภาวะนี้พบได้ยาก โดยในอดีตเคยเกิดขึ้นในช่วงที่มีการเสริมวิตามินดีในอาหารอย่างไม่ควบคุม โดยเฉพาะอาหารที่ให้แก่ทารก^{[ 28 ] : 431–432} หรือเมื่อไม่นานมานี้ เกิดจากการบริโภคผลิตภัณฑ์เสริมอาหารวิตามินดีในปริมาณสูงตามใบสั่งยาที่ไม่เหมาะสม การบริโภคผลิตภัณฑ์ที่มีวิตามินดีในปริมาณสูงโดยไม่ได้รับใบสั่งยาจากร้านขายยา หรือข้อผิดพลาดในการผลิตที่ทำให้มีปริมาณวิตามินดีเกินกว่าที่ระบุไว้บนฉลากมาก^{[ 56 ] [ 77 ] [ 78 ]}แสงอัลตราไวโอเลตเพียงอย่างเดียว – แสงแดดหรือเตียงอาบแดด – สามารถเพิ่มความเข้มข้นของ 25(OH)D ในซีรั่มให้สูงกว่า 100 nmol/L เล็กน้อย แต่ไม่ถึงระดับที่ทำให้เกิดภาวะวิตามินดีเกิน เนื่องจากมีปริมาณสารตั้งต้น 7-dehydrocholesterol ที่สังเคราะห์ในผิวหนังในปริมาณจำกัด และมีกลไกป้อนกลับเชิงลบในไต ซึ่งการมีอยู่ของแคลซิไตรออลจะกระตุ้นให้เกิดการเปลี่ยนเส้นทางไปยัง24,25-hydroxyvitamin D ที่ไม่มีการทำงานทางเมตาบอลิซึม แทนที่จะเป็นแคลซิไตรออลที่มีการทำงานทางเมตาบอลิซึม (1,25-hydroxyvitamin D) ^{[ 79 ]}การเผาผลาญเพิ่มเติมจะให้กรดแคลซิโทรอิกซึ่งเป็นสารประกอบที่ละลายน้ำได้และไม่มีการทำงาน ซึ่งจะถูกขับออกทางน้ำดี^{[ 80 ]}

ไม่มีข้อตกลงทั่วไปเกี่ยวกับระดับการรับประทานวิตามินดีที่อาจก่อให้เกิดอันตราย ตามการทบทวนของ IOM ระบุว่า "ปริมาณที่ต่ำกว่า 10,000 IU/วัน มักไม่เกี่ยวข้องกับความเป็นพิษ ในขณะที่ปริมาณที่เท่ากับหรือมากกว่า 50,000 IU/วัน เป็นเวลาหลายสัปดาห์หรือหลายเดือน มักเกี่ยวข้องกับผลข้างเคียงที่เป็นพิษ รวมถึงภาวะแคลเซียมในเลือดสูงที่ได้รับการบันทึกไว้" ^{[ 28 ] : 427} ช่วงปกติของความเข้มข้นของ 25-ไฮดรอกซีวิตามินดีในเลือดของผู้ใหญ่คือ 20 ถึง 50 นาโนกรัมต่อมิลลิลิตร (ng/mL; เทียบเท่ากับ 50 ถึง 125 nmol/L) ระดับในเลือดที่จำเป็นต่อการก่อให้เกิดผลเสียในผู้ใหญ่คาดว่าจะมากกว่าประมาณ 150 ng/mL ^{[ 28 ] : 424–446}

วิตามินดีที่มากเกินไปทำให้เกิดภาวะแคลเซียมในเลือดสูง (ความเข้มข้นของแคลเซียมในเลือดสูง) ซึ่งอาจทำให้เกิดการสะสมแคลเซียมมากเกินไปในกระดูกและเนื้อเยื่ออ่อน รวมถึงหลอดเลือดแดง หัวใจ และไต หากไม่ได้รับการรักษา อาจนำไปสู่ภาวะไตวายที่ไม่สามารถแก้ไขได้ อาการของภาวะเป็นพิษจากวิตามินดีอาจรวมถึงอาการต่อไปนี้: กระหายน้ำมากขึ้น ปัสสาวะ บ่อยขึ้นคลื่นไส้ อาเจียน ท้องเสีย เบื่ออาหาร หงุดหงิด ท้องผูก อ่อนเพลีย กล้ามเนื้ออ่อนแรง และนอนไม่หลับ^{[ 81 ] [ 82 ] [ 83 ]}

ในปี 2554 สถาบันแพทยศาสตร์แห่งชาติ ของสหรัฐอเมริกา ได้แก้ไขระดับปริมาณสูงสุดที่ยอมรับได้ (UL) เพื่อป้องกันความเป็นพิษของวิตามินดี ก่อนการแก้ไข UL สำหรับอายุ 9 ปีขึ้นไปคือ 50 ไมโครกรัม/วัน (2000 IU/วัน) ^{[ 28 ] : 424–445} ตามการแก้ไข: "UL ถูกกำหนดให้เป็น "ปริมาณการบริโภคเฉลี่ยต่อวันสูงสุดของสารอาหารที่ไม่น่าจะก่อให้เกิดความเสี่ยงต่อผลกระทบต่อสุขภาพที่ไม่พึงประสงค์สำหรับบุคคลเกือบทั้งหมดในประชากรทั่วไป" ^{[ 84 ]} UL ของสหรัฐอเมริกาในหน่วยไมโครกรัม (mcg หรือ μg) และหน่วยสากล (IU) สำหรับทั้งชายและหญิงตามอายุ มีดังนี้:

• 0–6 เดือน: 25 ไมโครกรัม/วัน (1000 หน่วยสากล/วัน)
• 7–12 เดือน: 38 ไมโครกรัม/วัน (1500 หน่วยสากล/วัน)
• 1–3 ปี: 63 ไมโครกรัม/วัน (2500 หน่วยสากล/วัน)
• 4–8 ปี: 75 ไมโครกรัม/วัน (3000 หน่วยสากล/วัน)
• อายุ 9 ปีขึ้นไป: 100 ไมโครกรัม/วัน (4000 หน่วยสากล/วัน)
• หญิงตั้งครรภ์และให้นมบุตร: 100 ไมโครกรัม/วัน (4000 หน่วยสากล/วัน)

แม้ว่าในสหรัฐอเมริกา ปริมาณสูงสุดที่อนุญาตสำหรับผู้ใหญ่จะกำหนดไว้ที่ 4,000 IU/วัน แต่ผลิตภัณฑ์ที่จำหน่ายทั่วไปมีจำหน่ายที่ 5,000, 10,000 และแม้กระทั่ง 50,000 IU (โดยผลิตภัณฑ์สุดท้ายมีคำแนะนำให้รับประทานสัปดาห์ละครั้ง) เปอร์เซ็นต์ของประชากรในสหรัฐอเมริกาที่รับประทานเกิน 4,000 IU/วัน เพิ่มขึ้นตั้งแต่ปี 1999 ^{[ 56 ]}

ในเกือบทุกกรณี การหยุดการเสริมวิตามินดีร่วมกับการรับประทานอาหารที่มีแคลเซียมต่ำและ ยา คอร์ติโคสเตียรอยด์จะช่วยให้ฟื้นตัวได้อย่างสมบูรณ์ภายในหนึ่งเดือน^{[ 81 ] [ 82 ] [ 83 ]}

ภาวะแคลเซียมในเลือดสูงในทารกที่ไม่ทราบสาเหตุเกิดจากการกลายพันธุ์ของ ยีน CYP24A1ซึ่งนำไปสู่การลดลงของการย่อยสลายวิตามินดี ทารกที่มีการกลายพันธุ์ดังกล่าวจะมีความไวต่อวิตามินดีเพิ่มขึ้น และหากได้รับวิตามินดีเพิ่มเติมจะมีความเสี่ยงต่อภาวะแคลเซียมในเลือดสูง^{[ 85 ]}ความผิดปกตินี้สามารถดำเนินต่อไปได้จนถึงวัยผู้ใหญ่^{[ 86 ]}

การเสริมวิตามินดีเป็นวิธีที่เชื่อถือได้ในการป้องกันหรือรักษาโรคกระดูกอ่อนในทางกลับกัน ผลของวิตามินดีที่เสริมต่อสุขภาพที่ไม่เกี่ยวกับกระดูกยังไม่แน่นอน^{[ 87 ] [ 88 ]}การทบทวนไม่พบผลใดๆ จากการเสริมวิตามินดีต่ออัตราการเกิดโรคที่ไม่เกี่ยวกับกระดูก นอกจากการลดลงของอัตราการเสียชีวิตในผู้สูงอายุ^{[ 89 ]}วิตามินดีเสริมไม่ได้เปลี่ยนแปลงผลลัพธ์ของการเกิดภาวะกล้ามเนื้อหัวใจตาย เฉียบพลัน โรค หลอดเลือดสมอง หรือโรคหลอดเลือดสมอง มะเร็งกระดูกหักหรือโรค ข้อเข่า เสื่อม^{[ 10 ] [ 90 ] [ 91 ]}

รายงานของ สถาบันการแพทย์แห่งสหรัฐอเมริกา(IOM) ระบุว่า: "ผลลัพธ์ที่เกี่ยวข้องกับมะเร็งโรคหัวใจและหลอดเลือดและ ความดัน โลหิตสูง โรคเบาหวานและกลุ่มอาการเมตาบอลิก การหกล้มและสมรรถภาพทางกาย การทำงานของระบบภูมิคุ้มกันและโรคภูมิต้านตนเองการติดเชื้อ การทำงานของระบบประสาทและจิตใจ และภาวะครรภ์เป็นพิษไม่สามารถเชื่อมโยงได้อย่างน่าเชื่อถือกับการบริโภคแคลเซียมหรือวิตามินดี และมักจะขัดแย้งกัน" ^{[ 28 ] : 5} หลักฐานที่สนับสนุนและคัดค้านแต่ละสภาวะของโรคมีรายละเอียด^{[ 28 ] : 124–299} นักวิจัยบางคนอ้างว่า IOM มีคำแนะนำที่ชัดเจนเกินไปและทำผิดพลาดทางคณิตศาสตร์เมื่อคำนวณระดับวิตามินดีในเลือดที่เกี่ยวข้องกับสุขภาพกระดูก^{[ 92 ]}สมาชิกของคณะทำงาน IOM ยืนยันว่าพวกเขาใช้ "ขั้นตอนมาตรฐานสำหรับคำแนะนำด้านอาหาร" และรายงานนี้อิงตามข้อมูลอย่างมั่นคง^{[ 92 ]}

จากการศึกษาเบื้องต้นพบว่าการเสริม วิตามินดี₃อาจช่วยลดความเสี่ยงต่อการเสียชีวิตในผู้สูงอายุได้^{[ 93 ] [ 89 ]}แต่ผลดังกล่าวยังไม่ชัดเจนหรือแน่นอนเพียงพอที่จะแนะนำให้รับประทานอาหารเสริม^{[ 10 ]} วิตามินดี ในรูปแบบอื่น (วิตามินดี₂ , อัลฟาแคลซิดอล และแคลซิไตรออล) ดูเหมือนจะไม่มีผลดีใดๆ ต่อความเสี่ยงต่อการเสียชีวิต^{[ 93 ]}ระดับวิตามินดีในเลือดสูงดูเหมือนจะสัมพันธ์กับความเสี่ยงต่อการเสียชีวิตที่ลดลง แต่ยังไม่ชัดเจนว่าการเสริมวิตามินดีจะส่งผลดีดังกล่าวหรือไม่^{[ 94 ]}ทั้งวิตามินดีเกินและขาดดูเหมือนจะทำให้การทำงานผิดปกติและแก่ก่อนวัย^{[ 95 ] [ 96 ]}ความสัมพันธ์ระหว่างความเข้มข้นของแคลซิเฟไดออลในซีรั่มกับการเสียชีวิตจากทุกสาเหตุมีลักษณะเป็นรูปตัว "U" กล่าวคือ อัตราการเสียชีวิตจะสูงขึ้นที่ระดับแคลซิเฟไดออลสูงและต่ำ เมื่อเทียบกับระดับปานกลาง อันตรายจากแคลซิเฟไดออลที่สูงขึ้นดูเหมือนจะเกิดขึ้นในระดับที่ต่ำกว่าในประชากรชาวแคนาดาและอเมริกันที่มีผิวสีเข้มกว่าในประชากรที่มีผิวสีอ่อน^{[ 28 ] : 424–435}

โรคกระดูกอ่อนในวัยเด็ก มีลักษณะเฉพาะคือการเจริญเติบโตที่ชะงักงันและกระดูกยาวที่อ่อนนุ่ม อ่อนแอ และผิดรูป งอและโค้งงอภายใต้น้ำหนักตัวเมื่อเด็กเริ่มเดิน การขาดวิตามินดีในมารดาสามารถทำให้เกิดความบกพร่องของกระดูกทารกในครรภ์ตั้งแต่ก่อนคลอดและคุณภาพของกระดูกลดลงหลังคลอด^{[ 97 ] [ 98 ]}โรคกระดูกอ่อนมักปรากฏขึ้นระหว่างอายุ 3 ถึง 18 เดือน^{[ 99 ]}ภาวะนี้อาจเกิดจากการขาดวิตามินดี แคลเซียม หรือฟอสฟอรัส^{[ 100 ]}การขาดวิตามินดียังคงเป็นสาเหตุหลักของโรคกระดูกอ่อนในทารกแรกเกิดในประเทศส่วนใหญ่ เนื่องจากน้ำนมแม่มีวิตามินดีต่ำ และผิวสีเข้ม ขนบธรรมเนียมทางสังคม และสภาพภูมิอากาศสามารถส่งผลให้ได้รับแสงแดดไม่เพียงพอ การรับประทานอาหารแบบตะวันตกหลังหย่านมที่มีลักษณะเฉพาะคือการบริโภคเนื้อสัตว์ ปลา ไข่ และนมเสริมวิตามินดีในปริมาณสูงจะช่วยป้องกัน ในขณะที่การบริโภคอาหารเหล่านั้นในปริมาณต่ำและการบริโภคธัญพืช/เมล็ดพืชในปริมาณสูงจะเพิ่มความเสี่ยง^{[ 101 ] [ 102 ] [ 103 ]}สำหรับเด็กเล็กที่เป็นโรคกระดูกอ่อน การเสริมวิตามินดีร่วมกับแคลเซียมมีประสิทธิภาพเหนือกว่าการเสริมวิตามินเพียงอย่างเดียวในการรักษาบาดแผลกระดูก^{[ 104 ] [ 105 ]}

ลักษณะของโรคกระดูกอ่อนคือกระดูกอ่อนตัวลง ทำให้กระดูกสันหลังงอ กระดูกเปราะบาง และมีความเสี่ยงต่อการแตกหักเพิ่มขึ้น^{[ 1 ]}โดยทั่วไปแล้วโรคกระดูกอ่อนจะเกิดขึ้นเมื่อระดับ 25-ไฮดรอกซีวิตามินดีต่ำกว่าประมาณ 10  นาโนกรัม/มิลลิลิตร^{[ 107 ]}โรคกระดูกอ่อนจะลุกลามไปเป็นโรคกระดูกพรุนซึ่งเป็นภาวะที่ความหนาแน่นของแร่ธาตุในกระดูก ลดลง กระดูกเปราะบางมากขึ้น และมีความเสี่ยงต่อการแตกหักของกระดูก โรคกระดูกพรุนอาจเป็นผลระยะยาวจากการขาดแคลเซียมและ/หรือวิตามินดี โดยวิตามินดีมีส่วนทำให้การดูดซึมแคลเซียมลดลง^{[ 2 ]}ในกรณีที่ไม่มีการยืนยันว่าขาดวิตามินดี ไม่มีหลักฐานว่าการเสริมวิตามินดีโดยไม่รับประทานแคลเซียมร่วมด้วยจะช่วยชะลอหรือหยุดการลุกลามของโรคกระดูกอ่อนไปเป็นโรคกระดูกพรุนได้^{[ 9 ]}สำหรับผู้สูงอายุที่เป็นโรคกระดูกพรุน การรับประทานวิตามินดีร่วมกับแคลเซียมอาจช่วยป้องกันกระดูกสะโพกหักได้ แต่ก็อาจเพิ่มความเสี่ยงต่อปัญหาในกระเพาะอาหารและไตเล็กน้อยด้วย^{[ 108 ] [ 109 ]}ไม่พบความเสี่ยงต่อการเกิดกระดูกหักที่ลดลงในผู้สูงอายุที่มีสุขภาพดีและอาศัยอยู่ในชุมชน^{[ 10 ] [ 110 ] [ 111 ]}ระดับวิตามินดีในเลือดต่ำมีความสัมพันธ์กับ^การหกล้ม [ ^{112 ]}แต่การรับประทานวิตามินดีเสริมดูเหมือนจะไม่ช่วยลดความเสี่ยงดังกล่าว^{[ 113 ]}

นักกีฬาที่ขาดวิตามินดีมีความเสี่ยงเพิ่มขึ้นต่อการเกิดกระดูกหักจากความเครียดและ/หรือกระดูกหักรุนแรง โดยเฉพาะอย่างยิ่งผู้ที่เล่นกีฬาที่มีการปะทะกัน พบว่าความเสี่ยงจะลดลงเมื่อความเข้มข้นของซีรั่ม 25(OH)D เพิ่มขึ้นจนถึงระดับคงที่ที่ 50  ng/mL และไม่พบประโยชน์เพิ่มเติมในระดับที่สูงกว่านี้^{[ 114 ]}

แม้ว่าระดับ 25-ไฮดรอกซีวิตามินดีในซีรั่มที่ต่ำจะมีความสัมพันธ์กับความเสี่ยงมะเร็งที่สูงขึ้นในการศึกษาเชิงสังเกต^{[ 115 ] [ 116 ] [ 117 ]}แต่โดยทั่วไปแล้วข้อสรุปก็คือมีหลักฐานไม่เพียงพอสำหรับผลของการเสริมวิตามินดีต่อความเสี่ยงของมะเร็ง^{[ 2 ] [ 118 ] [ 119 ]}ถึงแม้ว่าจะมีหลักฐานบางอย่างที่แสดงให้เห็นถึงการลดอัตราการเสียชีวิตจากมะเร็ง^{[ 115 ] [ 120 ]}

การเสริมวิตามินดีไม่เกี่ยวข้องกับการลดความเสี่ยงของโรคหลอดเลือดสมอง โรคหลอดเลือดสมองกล้ามเนื้อหัวใจตายหรือโรคหัวใจขาดเลือด [ ^{10 ] [ 121 ] [ 122 ] การ}เสริมวิตามินดีไม่ได้ช่วยลดความดันโลหิตในประชากรทั่วไป^{[ 123 ] [ 124 ] [ 125 ]}การวิเคราะห์แบบเมตาพบว่ามีความเสี่ยงต่อโรคหลอดเลือดสมองเพิ่มขึ้นเล็กน้อยเมื่อรับประทานแคลเซียมและวิตามินดีเสริมร่วมกัน^{[ 126 ]}

ตัวรับวิตามินดีพบได้ในเซลล์ประเภทที่เกี่ยวข้องกับภูมิคุ้มกัน หน้าที่ของมันยังไม่เป็นที่เข้าใจ โรคภูมิต้านตนเองและโรคติดเชื้อบางชนิดมีความเกี่ยวข้องกับการขาดวิตามินดี แต่ยังไม่มีหลักฐานว่าการเสริมวิตามินดีมีประโยชน์หรือไม่ หรือสำหรับบางกรณี หลักฐานบ่งชี้ว่าไม่มีประโยชน์^{[ 127 ] [ 128 ] [ 129 ] [ 130 ]}

มีรายงานว่าความเข้มข้นของวิตามินดีในพลาสมาต่ำในโรคไทรอยด์ที่เกิดจากภูมิคุ้มกันตนเอง^{[ 131 ] โรคลูปัส [ 132 ] โรคกล้ามเนื้ออ่อนแรง [} 133 ^] โรค^{ข้ออักเสบ}รูมา^ตอยด์ [ ^{134 ]}และโรค^{ปลอกประสาท}เสื่อมแข็ง [ ^{135 ] สำหรับโรค ปลอกประสาทเสื่อมแข็งและโรคข้ออักเสบรูมาตอยด์ การ ทดลอง}แทรกแซงโดยใช้การเสริมวิตามินดีไม่ได้แสดงให้เห็นถึงผลการรักษา^{[ 128 ] [ 136 ]}

การวิเคราะห์เชิงเมตาในปี 2021 พบว่า "การเสริมวิตามินดีมีความปลอดภัยและโดยรวมแล้วช่วยลดความเสี่ยงของ ARI […] แม้ว่าการลดความเสี่ยงจะน้อยก็ตาม" ^{[ 137 ]}โดยทั่วไป วิตามินดีทำหน้าที่กระตุ้น ระบบภูมิคุ้มกัน โดยกำเนิดและลดการทำงานของระบบภูมิคุ้มกันแบบปรับตัวโดยมีฤทธิ์ต้านแบคทีเรีย ต้านไวรัส และต้านการอักเสบ^{[ 138 ] [ 139 ]}ระดับวิตามินดีในซีรั่มที่ต่ำดูเหมือนจะเป็นปัจจัยเสี่ยงต่อวัณโรค^{[ 140 ]}อย่างไรก็ตามการทดลองเสริมวิตามินดีไม่แสดงให้เห็นถึงประโยชน์ใดๆ^{[ 129 ] [ 130 ]}

การขาดวิตามินดีมีความเชื่อมโยงกับความรุนแรงของโรคลำไส้อักเสบ (IBD) ^{[ 141 ]}อย่างไรก็ตาม ยังไม่ชัดเจนว่าการขาดวิตามินดีเป็นสาเหตุของ IBD หรือเป็นผลที่ตามมาของโรค^{[ 142 ]}การเสริมวิตามินดีนำไปสู่การปรับปรุงคะแนนกิจกรรมของโรคลำไส้อักเสบทางคลินิกและเครื่องหมายทางชีวเคมี^{[ 142 ] [ 143 ]}และการกำเริบของอาการใน IBD น้อยลง^{[ 142 ]}

การเสริมวิตามินดีไม่ได้ช่วยป้องกัน อาการ หอบหืดหรือบรรเทาอาการ^{[ 144 ]}

ในเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2563 สถาบันสุขภาพแห่งชาติ ของสหรัฐอเมริกา ได้ระบุว่า "มีหลักฐานไม่เพียงพอที่จะแนะนำให้ใช้หรือไม่ใช้ผลิตภัณฑ์เสริมวิตามินดีเพื่อป้องกันหรือรักษาโรคโควิด-19" ^{[ 145 ]}ในปีเดียวกันนั้นสถาบันแห่งชาติเพื่อความเป็นเลิศด้านสุขภาพและการดูแล ของสหราชอาณาจักร (NICE) มีจุดยืนว่าไม่แนะนำให้เสนอผลิตภัณฑ์เสริมวิตามินดีแก่ผู้คนเพื่อป้องกันหรือรักษาโรคโควิด-19 เพียงอย่างเดียว^{[ 146 ]} NICE ได้ปรับปรุงจุดยืนในปี พ.ศ. 2565 เป็น "อย่าใช้วิตามินดีในการรักษาโควิด-19 ยกเว้นในกรณีที่เป็นส่วนหนึ่งของการทดลองทางคลินิก" ^{[ 147 ]}ทั้งสององค์กรได้รวมคำแนะนำให้ดำเนินการตามคำแนะนำที่กำหนดไว้ก่อนหน้านี้เกี่ยวกับการเสริมวิตามินดีด้วยเหตุผลอื่น ๆ เช่น สุขภาพกระดูกและกล้ามเนื้อ ตามความเหมาะสม ทั้งสององค์กรตั้งข้อสังเกตว่าอาจมีผู้คนจำนวนมากขึ้นที่ต้องการผลิตภัณฑ์เสริมอาหารเนื่องจากได้รับแสงแดดน้อยลงในช่วงการระบาดใหญ่^{[ 145 ] [ 146 ]}

ภาวะขาดวิตามินดีและภาวะวิตามินดีไม่เพียงพอมีความเกี่ยวข้องกับผลลัพธ์ที่ไม่พึงประสงค์ในผู้ป่วย COVID-19 ^{[ 148 ] [ 149 ] [ 150 ] [ 151 ] [ 152 ]}การทดลองเสริมวิตามินดี ซึ่งส่วนใหญ่เป็นการให้ยาครั้งเดียวในปริมาณมากเมื่อเข้ารับการรักษาในโรงพยาบาล รายงานว่ามีการย้ายผู้ป่วยไปยังห้องไอซียูและการเสียชีวิตจากทุกสาเหตุในภายหลังลดลง^{[ 153 ] [ 154 ] [ 155 ]}

การวิเคราะห์แบบ Meta แสดงให้เห็นว่าการเสริมวิตามินดีไม่ได้ส่งผลต่อจำนวนโดยรวมของการกำเริบของโรคปอดอุดกั้นเรื้อรัง (COPD) ระดับปานกลางหรือรุนแรง แต่เผยให้เห็นผลการป้องกันในกลุ่มย่อยที่มีวิตามินดีต่ำ (ระดับ 25-ไฮดรอกซีวิตามินดี ณ จุดเริ่มต้น <25 nmol/L) ^{[ 156 ]}

การวิเคราะห์แบบเมตารายงานว่าการเสริมวิตามินดีช่วยลดความเสี่ยงของโรคเบาหวานประเภทที่ 2 อย่างมีนัยสำคัญ ในผู้ที่ไม่เป็นโรคอ้วนที่มีภาวะก่อนเป็นเบาหวาน [ ^{157 ] การ}วิเคราะห์แบบเมตาอีกฉบับรายงานว่าการเสริมวิตามินดีช่วยปรับปรุงการควบคุมระดับน้ำตาลในเลือด [การประเมินแบบจำลองภาวะสมดุล-ความต้านทานต่ออินซูลิน (HOMA-IR)] ฮีโมโกลบิน A1C (HbA1C) และระดับน้ำตาลในเลือดขณะอดอาหาร (FBG) ในผู้ป่วยโรคเบาหวานประเภทที่ 2 อย่าง มีนัยสำคัญ ^{[ 158 ]}ในการศึกษาเชิงพยากรณ์ ระดับวิตามินดีที่สูงเทียบกับระดับต่ำมีความสัมพันธ์กับการลดความเสี่ยงของโรคเบาหวานประเภทที่ 2 โรคเบาหวานประเภทที่ 2 ร่วมกับภาวะก่อนเป็นเบาหวาน และภาวะก่อนเป็นเบาหวาน ตามลำดับ^{[ 159 ]}การทบทวนอย่างเป็นระบบรวมถึงการทดลองทางคลินิกหนึ่งรายการที่แสดงให้เห็นว่าการเสริมวิตามินดีร่วมกับอินซูลินช่วยรักษาระดับC-peptide ขณะอดอาหาร ได้ดีกว่าการใช้อินซูลินเพียงอย่างเดียว หลังจาก 12 เดือน ^{[ 160 ]}

การวิเคราะห์เชิงอภิมานของการศึกษาเชิงสังเกตแสดงให้เห็นว่าเด็กที่มีADHDมีระดับวิตามินดีต่ำกว่า และมีความสัมพันธ์เล็กน้อยระหว่างระดับวิตามินดีต่ำในขณะเกิดกับการพัฒนาของ ADHD ในภายหลัง^{[ 161 ]}การทดลองแบบสุ่มควบคุมขนาดเล็กหลายครั้งเกี่ยวกับการเสริมวิตามินดีบ่งชี้ว่าอาการของ ADHD เช่น การหุนหันพลันแล่นและสมาธิสั้นดีขึ้น^{[ 162 ]}

การทบทวนอย่างเป็นระบบในปี 2014 สรุปว่าการเสริมวิตามินดีไม่ได้ช่วยลดอาการซึมเศร้าโดยรวม แต่อาจมีประโยชน์ปานกลางสำหรับผู้ป่วยที่มีภาวะซึมเศร้าอย่างมีนัยสำคัญทางคลินิกแม้ว่าจะพบว่าจำเป็นต้องมีการศึกษาที่มีคุณภาพสูงกว่านี้ก็ตาม^{[ 163 ]}

การทบทวนอย่างเป็นระบบของการศึกษาทางคลินิกพบความสัมพันธ์ระหว่างระดับวิตามินดีต่ำกับความบกพร่องทางสติปัญญาและความเสี่ยงที่สูงขึ้นในการเกิดโรคอัลไซเมอร์ อย่างไรก็ตาม ความเข้มข้นของวิตามินดีที่ต่ำยังสัมพันธ์กับภาวะโภชนาการที่ไม่ดีและการใช้เวลานอกบ้านน้อยลง ดังนั้นจึงมีคำอธิบายอื่นสำหรับการเพิ่มขึ้นของความบกพร่องทางสติปัญญา และด้วยเหตุนี้จึง ไม่สามารถสร้างความสัมพันธ์เชิงสาเหตุโดยตรงระหว่างระดับวิตามินดีกับสติปัญญา ได้ ^{[ 164 ]}

ผู้ที่ได้รับการวินิจฉัยว่าเป็นโรคจิตเภทมักจะมีระดับวิตามินดีในเลือดต่ำกว่าผู้ที่ไม่มีภาวะดังกล่าว ซึ่งอาจเป็นผลมาจากโรคมากกว่าเป็นสาเหตุ เช่น อาจเกิดจากวิตามินดีในอาหารต่ำและได้รับแสงแดดน้อยลง^{[ 165 ] [ 166 ]}ผลการทดลองเสริมวิตามินดียังไม่สามารถสรุปได้^{[ 165 ]}

ภาวะหย่อนสมรรถภาพทางเพศอาจเป็นผลมาจากภาวะขาดวิตามินดี กลไกอาจรวมถึงการควบคุมความแข็งตัวของหลอดเลือด การผลิตไนตริกออกไซด์ ที่ทำให้หลอดเลือดขยายตัว และการควบคุมการซึมผ่านของหลอดเลือด อย่างไรก็ตาม วรรณกรรมการทดลองทางคลินิกยังไม่มีหลักฐานเพียงพอว่าการเสริมวิตามินดีสามารถรักษาปัญหานี้ได้ ส่วนหนึ่งของความซับซ้อนคือ ภาวะขาดวิตามินดียังเชื่อมโยงกับโรคต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับภาวะหย่อนสมรรถภาพทางเพศ เช่น โรคอ้วน ความดันโลหิตสูง โรคเบาหวาน ภาวะคอเลสเตอรอลสูง โรคไตเรื้อรัง และภาวะฮอร์โมนเพศชายต่ำ^{[ 167 ] [ 168 ]}

ในผู้หญิง ตัวรับวิตามินดีจะแสดงออกในชั้นผิวเผินของอวัยวะสืบพันธุ์และทางเดินปัสสาวะ มีความสัมพันธ์ระหว่างการขาดวิตามินดีกับการลดลงของการทำงานทางเพศ รวมถึงความต้องการทางเพศ การถึงจุดสุดยอด และความพึงพอใจในผู้หญิง โดยความรุนแรงของอาการมีความสัมพันธ์กับความเข้มข้นของวิตามินดีในซีรั่ม วรรณกรรมการทดลองทางคลินิกยังไม่มีหลักฐานเพียงพอว่าการเสริมวิตามินดีสามารถย้อนกลับความผิดปกติเหล่านี้หรือปรับปรุงสุขภาพช่องคลอดหรือ อวัยวะสืบพันธุ์และทาง เดินปัสสาวะ ในด้านอื่นๆ ได้ ^{[ 169 ]}

สตรีมีครรภ์มักไม่ได้รับวิตามินดีในปริมาณที่แนะนำ^{[ 170 ]}ระดับวิตามินดีต่ำในระหว่างตั้งครรภ์มีความสัมพันธ์กับโรคเบาหวาน ขณะตั้งครรภ์ ภาวะครรภ์เป็นพิษและทารกที่มีขนาดเล็กกว่าเกณฑ์อายุครรภ์^{[ 171 ]}แม้ว่าการรับประทานวิตามินดีเสริมในระหว่างตั้งครรภ์จะช่วยเพิ่มระดับวิตามินดีในเลือดของมารดาเมื่อครบกำหนดคลอด แต่ประโยชน์ทั้งหมดที่มีต่อมารดาหรือทารกยังไม่ชัดเจน^{[ 171 ] [ 172 ] [ 173 ]}

โรคอ้วนเพิ่มความเสี่ยงต่อการมีระดับวิตามินดีในเลือดต่ำ การเสริมวิตามินดีไม่ได้นำไปสู่การลดน้ำหนัก แต่การลดน้ำหนักจะเพิ่มระดับวิตามินดีในเลือด ทฤษฎีคือเนื้อเยื่อไขมันจะกักเก็บวิตามินดีไว้^{[ 57 ]}การผ่าตัดลดน้ำหนักเพื่อรักษาโรคอ้วนอาจนำไปสู่การขาดวิตามิน การติดตามผลในระยะยาวรายงานว่ามีการขาดวิตามินดี อี เอ เค และบี12 โดยวิตามินดีเป็นชนิดที่พบมากที่สุดที่ 36% ^{[ 58 ]}

มีหลักฐานว่าการเกิดโรคของเนื้องอกมดลูกมีความเกี่ยวข้องกับระดับวิตามินดีในซีรั่มที่ต่ำ และการเสริมวิตามินดีจะช่วยลดขนาดของเนื้องอกได้^{[ 174 ] [ 175 ]}

จากการตรวจสอบครั้งหนึ่ง พบว่าการขาดวิตามินดีในเด็กเพิ่มความเสี่ยงต่อฟันผุประมาณ 22% ^{[ 176 ]}

หน่วยงานกำกับดูแลของรัฐบาลกำหนดข้อกล่าวอ้างด้านสุขภาพบางประการที่อนุญาตให้ใช้ได้ในอุตสาหกรรมอาหารและผลิตภัณฑ์เสริมอาหาร โดยระบุไว้ในข้อความบนบรรจุภัณฑ์

ยุโรป: องค์การความปลอดภัยด้านอาหารแห่งยุโรป (EFSA)

• การทำงานปกติของระบบภูมิคุ้มกัน^{[ 177 ]}
• การตอบสนองการอักเสบปกติ^{[ 177 ]}
• การทำงานของกล้ามเนื้อปกติ^{[ 177 ]}
• ลดความเสี่ยงในการหกล้มในผู้ที่มีอายุมากกว่า 60 ปี^{[ 178 ]}

สหรัฐอเมริกา: สำนักงานคณะกรรมการอาหารและยา (FDA)

• "แคลเซียมและวิตามินดีในปริมาณที่เพียงพอ ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของอาหารที่สมดุล พร้อมกับการออกกำลังกาย อาจช่วยลดความเสี่ยงของโรคกระดูกพรุนได้" ^{[ 106 ]}

แคนาดา: กระทรวงสาธารณสุขแคนาดา

• "แคลเซียมที่เพียงพอและการออกกำลังกายอย่างสม่ำเสมออาจช่วยให้กระดูกแข็งแรงในเด็กและวัยรุ่น และลดความเสี่ยงของโรคกระดูกพรุนในผู้สูงอายุ การได้รับวิตามินดีในปริมาณที่เพียงพอก็เป็นสิ่งจำเป็นเช่นกัน" ^{[ 179 ]}

ญี่ปุ่น: อาหารที่มีการกล่าวอ้างคุณสมบัติทางโภชนาการ (FNFC)

• "วิตามินดีเป็นสารอาหารที่ส่งเสริมการดูดซึมแคลเซียมในลำไส้และช่วยในการพัฒนาของกระดูก" ^{[ 180 ]}

Various government institutions have proposed different recommendations for the amount of daily intake of vitamin D. These vary according to age, pregnancy, or lactation, and the extent assumptions are made regarding skin synthesis.^{[2][72][73][74][181]} Older recommendations were lower. For example, the US Adequate Intake recommendations from 1997 were 200 IU/day for infants, children, adults to age 50, and women during pregnancy or lactation, 400 IU/day for ages 51–70, and 600 IU/day for 71 and older.^[183]

Conversion: 1 μg (microgram) = 40 IU (international unit).^[72] For dietary recommendation and food labeling purposes government agencies consider vitamin D₃ and D₂ bioequivalent.^{[28][72][73][74][181]}

The UK National Health Service (NHS) recommends that people at risk of vitamin D deficiency, breast-fed babies, formula-fed babies taking no more than 500 ml of infant formula a day, and children aged 6 months to 4 years, should take daily vitamin D supplements throughout the year to ensure sufficient intake.^[72] This includes people with limited skin synthesis of vitamin D, who are not often outdoors, are frail, housebound, living in a care home, or usually wearing clothes that cover up most of the skin, or with dark skin, such as having an African, African-Caribbean or south Asian background. Other people may be able to make adequate vitamin D from sunlight exposure from April to September. The NHS and Public Health England recommend that everyone, including those who are pregnant and breastfeeding, consider taking a daily supplement containing 10 μg (400 IU) of vitamin D during autumn and winter because of inadequate sunlight for vitamin D synthesis.^[184]

ปริมาณอ้างอิงที่ควรได้รับต่อวันสำหรับวิตามินดีที่ออกโดยสถาบันการแพทย์ (IoM) (ซึ่งเปลี่ยนชื่อเป็นสถาบันการแพทย์แห่งชาติในปี 2015) ในปี 2011 ได้แทนที่คำแนะนำก่อนหน้านี้ซึ่งแสดงในแง่ของปริมาณที่เพียงพอ คำแนะนำเหล่านี้จัดทำขึ้นโดยสมมติว่าบุคคลนั้นไม่มีการสังเคราะห์วิตามินดีที่ผิวหนังเนื่องจากการได้รับแสงแดดไม่เพียงพอ ปริมาณอ้างอิงสำหรับวิตามินดีหมายถึงปริมาณรวมที่ได้รับจากอาหาร เครื่องดื่ม และอาหารเสริม และสมมติว่าความต้องการแคลเซียมได้รับการตอบสนองแล้ว^{[ 28 ] : 362–394} ระดับปริมาณสูงสุดที่ยอมรับได้ (UL) ถูกกำหนดให้เป็น "ปริมาณเฉลี่ยต่อวันสูงสุดของสารอาหารที่ไม่น่าจะก่อให้เกิดความเสี่ยงต่อผลกระทบต่อสุขภาพที่ไม่พึงประสงค์สำหรับบุคคลเกือบทั้งหมดในประชากรทั่วไป" ^{[ 28 ] : 424–446} แม้ว่า UL จะเชื่อว่าปลอดภัย แต่ข้อมูลเกี่ยวกับผลกระทบในระยะยาวนั้นไม่สมบูรณ์ และไม่แนะนำให้บริโภคในระดับเหล่านี้ในระยะยาว^{[ 28 ] : 404 : 439–440}

สำหรับการติดฉลากอาหารและผลิตภัณฑ์เสริมอาหารของสหรัฐอเมริกา ปริมาณในหนึ่งหน่วยบริโภคจะแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์ของปริมาณที่แนะนำต่อวัน (%DV) สำหรับการติดฉลากวิตามินดี 100% ของปริมาณที่แนะนำต่อวันคือ 400  IU (10  μg) แต่ในเดือนพฤษภาคม 2016 ได้มีการแก้ไขเป็น 800  IU (20  μg) เพื่อให้สอดคล้องกับปริมาณที่แนะนำต่อวัน (RDA) ^{[ 185 ] [ 186 ]}ตารางแสดงปริมาณที่แนะนำต่อวันสำหรับผู้ใหญ่ทั้งแบบเก่าและแบบใหม่มีให้ดูได้ที่ปริมาณอ้างอิงที่แนะนำต่อวัน

Health Canadaได้เผยแพร่ปริมาณสารอาหารที่แนะนำต่อวัน (DRIs) และระดับปริมาณสารอาหารสูงสุดที่ยอมรับได้ (ULs) สำหรับวิตามินดี^{[ 73 ]}

ออสเตรเลียและนิวซีแลนด์เผยแพร่ค่าอ้างอิงสารอาหารรวมถึงแนวทางการบริโภควิตามินดีในอาหารในปี 2549 ^{[ 181 ]}ชาวออสเตรเลียประมาณหนึ่งในสามมีภาวะขาดวิตามินดี^{[ 187 ] [ 188 ]}

ในปี 2559 ^{[ 74 ]}หน่วยงานความปลอดภัยด้านอาหารแห่งยุโรป (EFSA) ได้ทบทวนหลักฐานปัจจุบันและพบว่าความสัมพันธ์ระหว่างความเข้มข้นของ 25(OH)D ในซีรั่มและผลลัพธ์ด้านสุขภาพของระบบกระดูกและกล้ามเนื้อมีความแปรปรวนอย่างมาก พวกเขาพิจารณาว่าไม่สามารถกำหนดความต้องการเฉลี่ยและค่าปริมาณอ้างอิงของประชากรสำหรับวิตามินดีได้ และความเข้มข้นของ 25(OH)D ในซีรั่มที่ 50 nmol/L เป็นค่าเป้าหมายที่เหมาะสม สำหรับทุกคนที่มีอายุมากกว่า 1 ปี รวมถึงสตรีมีครรภ์หรือให้นมบุตร พวกเขากำหนดปริมาณที่เหมาะสมไว้ที่ 15 μg/วัน (600 IU) ^{[ 74 ]}   

ในทางกลับกัน คณะกรรมาธิการสหภาพยุโรปได้กำหนดฉลากโภชนาการสำหรับอาหารโดยพิจารณาจากปริมาณที่แนะนำต่อวัน (RDA)สำหรับวิตามินดีเป็น 5 ไมโครกรัม/วัน (200 IU) เป็น 100% ^{[ 189 ]}

EFSA ได้ทบทวนระดับการบริโภคที่ปลอดภัยในปี 2555 ^{[ 182 ]}โดยกำหนดขีดจำกัดสูงสุดที่ยอมรับได้สำหรับผู้ใหญ่ไว้ที่ 100  ไมโครกรัม/วัน (4000  IU) ซึ่งเป็นข้อสรุปที่คล้ายคลึงกันกับ IOM

สำนักงานอาหารแห่งชาติของสวีเดนแนะนำปริมาณวิตามินดี₃  ที่ควรได้รับต่อวัน 10 ไมโครกรัม (400 IU) สำหรับเด็กและผู้ใหญ่ที่มีอายุไม่เกิน 75 ปี และ 20 ไมโครกรัม (800 IU) สำหรับผู้ใหญ่ที่มีอายุ 75 ปีขึ้นไป^{[ 190 ]}   

องค์กรที่ไม่ใช่ภาครัฐในยุโรปได้ให้คำแนะนำของตนเอง สมาคมโภชนาการแห่งเยอรมนีแนะนำ 20  ไมโครกรัม^{[ 191 ]}สมาคมวัยทองและวัยทองของยุโรปแนะนำให้สตรีวัยทองบริโภค 15  ไมโครกรัม (600  IU) จนถึงอายุ 70 ​​ปี และ 20  ไมโครกรัม (800  IU) ตั้งแต่อายุ 71 ปีขึ้นไป ควรเพิ่มขนาดยานี้เป็น 100  ไมโครกรัม (4,000  IU) ในผู้ป่วยบางรายที่มีระดับวิตามินดีต่ำมาก หรือในกรณีที่มีภาวะแทรกซ้อนร่วมด้วย^{[ 192 ]}

อาหารตามธรรมชาติมีวิตามินดีน้อยมาก น้ำมันตับปลาค็อดซึ่งเป็นอาหารเสริมมีวิตามินดี 450 IU ต่อช้อนชา ปลาที่มีไขมัน (แต่ไม่ใช่ปลาเนื้อขาว เช่น ปลาทูน่า) เป็นแหล่งอาหารธรรมชาติที่ดีที่สุดของวิตามินดี₃ตับวัว ไข่ และชีสมีวิตามินดีในปริมาณปานกลาง เห็ดมีวิตามินดีในปริมาณที่แตกต่างกัน₂เนื่องจากเห็ดสามารถผ่านกระบวนการฉายแสงยูวีเพื่อเพิ่มปริมาณวิตามินดีได้อย่างมาก^{[ 62 ] [ 193 ]}ในบางประเทศ ซีเรียลอาหารเช้า นมวัว และผลิตภัณฑ์นมจากพืชมีการเสริมวิตามินดี นมผงสำหรับทารกมีการเสริมวิตามินดี 400 ถึง 1000 IU ต่อลิตร^{[ 2 ] [ 194 ]}ซึ่งเป็นปริมาณปกติสำหรับทารกครบกำหนดหลังจากเดือนแรก^{[ 76 ]}การปรุงอาหารจะลดปริมาณวิตามินลงเพียงเล็กน้อย^{[ 194 ]}

ในช่วงต้นทศวรรษ 1930 สหรัฐอเมริกาและประเทศต่างๆ ในยุโรปเหนือเริ่มเสริมวิตามินดีในนมเพื่อพยายามกำจัดโรคกระดูกอ่อน นอกจากนี้ คำแนะนำทางการแพทย์ให้ทารกได้รับแสงแดดยังช่วยยุติการแพร่ระบาดของโรคกระดูกอ่อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ ประโยชน์ต่อสุขภาพที่ได้รับการพิสูจน์แล้วของวิตามินดีนำไปสู่การเสริมวิตามินดีในอาหารหลายชนิด แม้แต่ในอาหารที่ไม่เหมาะสม เช่น ฮอทดอกและเบียร์ ในทศวรรษ 1950 เนื่องจากมีกรณีของภาวะแคลเซียมในเลือดสูงและความผิดปกติแต่กำเนิดที่ได้รับการเผยแพร่อย่างกว้างขวาง การเสริมวิตามินดีจึงถูกควบคุม และในบางประเทศก็ถูกยกเลิก^{[ 49 ]}ณ ปี 2024 รัฐบาลได้จัดตั้งโครงการเสริมวิตามินดีในอาหารแบบบังคับหรือแบบสมัครใจเพื่อต่อสู้กับภาวะขาดวิตามินดีใน 15 และ 10 ประเทศ ตามลำดับ^{[ 54 ]}ขึ้นอยู่กับประเทศ^{[ 54 ]}อาหารแปรรูปที่เสริมวิตามิน D ₂หรือ D ₃อาจรวมถึงนมและผลิตภัณฑ์นมอื่นๆ น้ำผลไม้และเครื่องดื่มน้ำผลไม้แท่งอาหารทดแทนมื้อ อาหาร เครื่องดื่มที่ทำจาก โปรตีนถั่วเหลืองผลิตภัณฑ์จากแป้งสาลีหรือแป้งข้าวโพด นมผงสำหรับทารก ซีเรียลอาหารเช้าและ ' นมจากพืช ' ^{[ 55 ] [ 195 ] [ 39 ]}ซึ่งอย่างหลังนี้อธิบายว่าเป็นเครื่องดื่มที่ทำจากถั่วเหลือง อัลมอนด์ ข้าว ข้าวโอ๊ต และแหล่งพืชอื่นๆ ที่ตั้งใจให้เป็นทางเลือกแทนนม^{[ 196 ]}

การสังเคราะห์วิตามินดีในธรรมชาติขึ้นอยู่กับการมีอยู่ของรังสี UV และการกระตุ้นในตับและไตในภายหลัง สัตว์หลายชนิดสังเคราะห์วิตามินดี₃จาก7-ดีไฮโดรคอเลสเตอรอลและเชื้อราหลายชนิดสังเคราะห์วิตามินดี₂จากเออร์โกสเตอรอล^{[ 62 ]}

วิตามินดี₃ผลิตขึ้นโดยกระบวนการทางเคมีแสงจาก7-ดีไฮโดรคอเลสเตอรอลในผิวหนังของสัตว์มีกระดูกสันหลังส่วนใหญ่ รวมทั้งมนุษย์^{[ 197 ]}ผิวหนังประกอบด้วยสองชั้นหลัก ได้แก่ ชั้นในที่เรียกว่าชั้นหนังแท้และชั้นนอกที่บางกว่าที่เรียกว่าชั้นหนังกำพร้าวิตามินดีผลิตขึ้นในเคราติโนไซต์ของสองชั้นในสุดของหนังกำพร้า ได้แก่ชั้นฐานและชั้นหนามซึ่งยังสามารถผลิตแคลซิไตรออลและแสดงตัวรับวิตามินดีได้^{[ 198 ]} 7-ดีไฮโดรคอเลสเตอรอลทำปฏิกิริยากับแสง UVBที่ความยาวคลื่น 290–315 นาโนเมตร ความยาวคลื่นเหล่านี้มีอยู่ในแสงแดด เช่นเดียวกับแสงที่ปล่อยออกมาจากหลอดไฟ UV ในเตียงอาบแดด (ซึ่งผลิตรังสีอัลตราไวโอเลตเป็นหลักในสเปกตรัม UVA แต่โดยทั่วไปจะผลิต UVB คิดเป็น 4% ถึง 10% ของการปล่อยรังสี UV ทั้งหมด) การได้รับแสงผ่านหน้าต่างไม่เพียงพอเนื่องจากกระจกปิดกั้นแสง UVB เกือบทั้งหมด^{[ 199 ]}ในผิวหนัง ไม่ว่าจะเป็นผิวสีเข้มถาวรหรือผิวสีเข้มชั่วคราวเนื่องจากการอาบแดด เมลานินจะอยู่ในชั้นฐานของผิวหนัง ซึ่งจะปิดกั้นแสง UVB และยับยั้งการสังเคราะห์วิตามินดี^{[ 64 ]}

การเปลี่ยนแปลงในผิวหนังที่เปลี่ยน 7-ดีไฮโดรคอเลสเตอรอลเป็นวิตามินดี₃เกิดขึ้นสองขั้นตอน ขั้นแรก 7-ดีไฮโดรคอเลสเตอรอลจะถูกสลาย ด้วยแสงอัลตราไวโอเลตใน ปฏิกิริยาอิเล็กโทรไซ คลิก แบบเปิดวงแหวนคอนโรทาโทรี 6 อิเล็กตรอนผลิตภัณฑ์คือพรีวิตามินดี₃ ขั้นที่ สอง พรีวิตามินดี₃ จะเกิดการไอโซ เมอไรเซชัน โดยธรรมชาติเป็นวิตามินดี₃ ( โคลแคลซิเฟอรอล ) ผ่าน การเคลื่อนย้ายไฮโดรเจนแบบซิกมาโทรปิก [1,7] ในเชื้อรา การเปลี่ยนจากเออร์โกสเตอรอลเป็นวิตามินดี₂เป็นไปตามขั้นตอนที่คล้ายกัน โดยสร้างพรีวิตามินดี₂ด้วยการสลายด้วยแสง UVB ซึ่งจะเกิดการไอโซเมอไรเซชันเป็นวิตามินดี₂ ( เออร์โกแคลซิเฟอรอล ) ^{[ 4 ]}    

คลิกที่ "ดู" ด้านล่างเพื่อเปิดดู

คลิกที่ยีน โปรตีน และเมตาบอไลต์ด้านล่างเพื่อเชื่อมโยงไปยังบทความที่เกี่ยวข้อง^{[ § 1 ]}

[[ไฟล์:

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

[[

]]

]]

แผนผังกระบวนการสังเคราะห์วิตามินดี ( ดู / แก้ไข )

1. ^แผนผังเส้นทางแบบโต้ตอบสามารถแก้ไขได้ที่ WikiPathways: "VitaminDSynthesis_WP1531 "

เป็นเวลาอย่างน้อย 1.2 พันล้านปีแล้วที่ยูคาริโอต  ซึ่งเป็นการจำแนกประเภทของสิ่งมีชีวิตที่รวมถึงสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว เชื้อรา พืช และสัตว์ แต่ไม่รวมแบคทีเรีย สามารถสังเคราะห์ 7-ดีไฮโดรคอเลสเตอรอลได้ เมื่อโมเลกุลนี้สัมผัสกับแสง UVB จากดวงอาทิตย์ มันจะดูดซับพลังงานในกระบวนการเปลี่ยนเป็นวิตามินดี หน้าที่ของมันคือการป้องกันความเสียหายของ DNA โดยโมเลกุลที่เปลี่ยนไปนั้นเป็นผลิตภัณฑ์สุดท้ายที่ไม่มีหน้าที่เป็นวิตามิน ปัจจุบันแพลงก์ตอนพืชในมหาสมุทรสังเคราะห์วิตามินดีโดยไม่มีฟังก์ชันการจัดการแคลเซียม เช่นเดียวกับสาหร่าย ไลเคน เชื้อรา และพืชบางชนิด^{[ 200 ] [ 201 ] [ 202 ]}จนกระทั่งเมื่อประมาณ 500 ล้านปีก่อน เมื่อสัตว์เริ่มออกจากมหาสมุทรไปยังบนบก โมเลกุลที่เปลี่ยนไปโดย UV จึงมีหน้าที่เป็นฮอร์โมนในการส่งเสริมการควบคุมแคลเซียม ฟังก์ชันนี้จำเป็นต้องมีการพัฒนาตัวรับวิตามินดี นิวเคลียร์ (VDR) ที่จับกับเมตาโบไลต์วิตามินดีที่มีฤทธิ์ทางชีวภาพ 1α,25-ไดไฮดรอกซีวิตามินดี (D3 ₎โปรตีนขนส่งในพลาสมา และ เอนไซม์ CYP450 ที่เผาผลาญวิตามินดี ซึ่งควบคุมโดยฮอร์โมนแคลซิโอโทรปิก ไตรภาคของโปรตีนตัวรับ โปรตีนขนส่ง และเอนไซม์ที่เผาผลาญพบได้เฉพาะในสัตว์มีกระดูกสันหลัง เท่านั้น ^{[ 203 ] [ 204 ] [ 205 ]}

หน้าที่เริ่มต้นของวิตามินนั้นวิวัฒนาการมาเพื่อควบคุมยีนเมตาบอลิซึมที่สนับสนุนภูมิคุ้มกันโดยกำเนิดและภูมิคุ้มกันแบบปรับตัว ต่อมาระบบ VDR จึงเริ่มทำหน้าที่เป็นตัวควบคุมที่สำคัญของการจัดหาแคลเซียมสำหรับโครงกระดูกที่แข็งตัวในสัตว์มีกระดูกสันหลังบนบก ตั้งแต่สัตว์สะเทินน้ำสะเทินบกเป็นต้นมา การจัดการกระดูกเป็นแบบชีวพลศาสตร์ โดยกระดูกทำหน้าที่เป็นแหล่งเก็บแคลเซียมภายในภายใต้การควบคุมของออสทีโอคลาสต์ผ่านการทำงานร่วมกันของฮอร์โมนพาราไทรอยด์และ 1α,25-ไดไฮดรอกซีวิตามินดี₃ ^{[ 203 ] [ 204 ] [ 205 ]}

สัตว์มีกระดูกสันหลังบนบกส่วนใหญ่ ได้แก่ สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม สัตว์เลื้อยคลาน นก และสัตว์สะเทินน้ำสะเทินบก ผลิตวิตามินดีเพื่อตอบสนองต่อแสงอัลตราไวโอเลต สัตว์กินเนื้อและสัตว์กินพืชยังได้รับวิตามินจากอาหารที่กินเข้าไปด้วย และสัตว์กินพืชสามารถได้รับวิตามินบางส่วนจากเชื้อราที่กินเข้าไปพร้อมกับพืช^{[ 206 ]}ในธรรมชาติ สัตว์เลื้อยคลานต้องการการได้รับแสงแดดหรือการกินเหยื่อ หรือทั้งสองอย่าง ในการเลี้ยงดู แสงประดิษฐ์ที่ให้แสง UVB เป็นที่นิยมมากกว่าอาหารเสริม^{[ 207 ]}เช่นเดียวกับนก^{[ 208 ]}และสัตว์สะเทินน้ำสะเทินบก^{[ 209 ]} อย่างไรก็ตาม มีข้อยกเว้นอยู่บ้าง สัตว์ ในวงศ์แมวและสุนัขแทบจะไม่สามารถสังเคราะห์วิตามินดีได้เนื่องจากกิจกรรมของ7-dehydrocholesterol reductase สูง ซึ่งจะเปลี่ยน 7-dehydrocholesterol ในผิวหนังให้เป็นคอเลสเตอรอลก่อนที่จะถูกดัดแปลงด้วยแสง UVB แต่จะได้รับวิตามินดีจากอาหารแทน^{[ 210 ] [ 211 ]}

ปลาไม่สามารถสังเคราะห์วิตามินดีจากการสัมผัสกับแสงอัลตราไวโอเลตได้ ปลาที่จับได้จากธรรมชาติจะได้รับวิตามินดีผ่านทางอาหารจำพวกไฟโตแพลงก์ตอน ซูแพลงก์ตอน และห่วงโซ่อาหารในน้ำ ปลาที่เลี้ยงในเชิงพาณิชย์จะได้รับอาหารเสริมวิตามินดี₃เช่นเดียวกับสัตว์มีกระดูกสันหลังบนบก วิตามินจะถูกขนส่งโดยโปรตีนที่จับกับวิตามินดีไปยังตัวรับในเซลล์ งานวิจัยด้านการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำแสดงให้เห็นว่าวิตามินนี้จำเป็นต่อสุขภาพกระดูก ช่วยให้การเจริญเติบโตดีขึ้น ลดปัญหาไขมันพอกตับ และเสริมสร้างสุขภาพภูมิคุ้มกัน แตกต่างจากสัตว์มีกระดูกสันหลังบนบก วิตามินดี₃ จำนวนมาก จะถูกเก็บไว้ในตับและเนื้อเยื่อไขมัน ทำให้ปลาเป็นแหล่งอาหารที่ดีสำหรับการบริโภคของมนุษย์^{[ 212 ]}

ในช่วงระยะเวลาอันยาวนานระหว่างหนึ่งถึงสามล้านปีก่อนโฮมินิดส์รวมถึงบรรพบุรุษของโฮโมเซเปียนส์ได้ผ่านการเปลี่ยนแปลงทางวิวัฒนาการหลายประการ การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศในระยะยาวไปสู่สภาพที่แห้งแล้งมากขึ้น ส่งเสริมการเปลี่ยนแปลงวิถีชีวิตจากการใช้ชีวิตแบบอยู่กับที่ในป่าโดยมีอาหารหลักเป็นพืช ไปสู่การเดิน/วิ่งในที่โล่ง และการบริโภคเนื้อสัตว์มากขึ้น^{[ 213 ]}ผลที่ตามมาประการหนึ่งของการเปลี่ยนแปลงไปสู่วัฒนธรรมที่รวมถึงการล่าสัตว์ที่ต้องใช้แรงกายมากขึ้น คือ ความต้องการการระบายความร้อนด้วยการระเหยจากเหงื่อ ซึ่งเพื่อให้เกิดประโยชน์ หมายความว่าต้องมีการเปลี่ยนแปลงทางวิวัฒนาการไปสู่การมีขนตามร่างกายน้อยลง เนื่องจาก เหงื่อ ที่ระเหยจากผมที่เปียกจะทำให้ผมเย็นลง แต่ไม่ใช่ผิวหนังด้านล่าง^{[ 214 ]}ผลที่ตามมาประการที่สองคือผิวสีเข้มขึ้น^{[ 213 ]}มนุษย์ยุคแรกที่วิวัฒนาการในภูมิภาคของโลกใกล้เส้นศูนย์สูตร มีเม็ดสี เมลานิน ในผิวหนัง จำนวนมากอย่างถาวรส่งผลให้มีสีผิวเป็นสีน้ำตาล/ดำ สำหรับผู้ที่มีสีผิวอ่อน การสัมผัสกับรังสี UVจะกระตุ้นการสังเคราะห์เมลานิน ทำให้ผิวคล้ำขึ้น หรือก็คือเกิดการอาบแดดไม่ว่าในกรณีใด เม็ดสีนี้สามารถปกป้องผิวได้โดยการกระจายรังสี UV ที่ดูดซับได้ถึง 99.9% ^{[ 64 ]}ด้วยวิธีนี้ เมลานินจึงปกป้องเซลล์ผิวจากความเสียหายจากรังสี UVA และ UVB ที่ทำให้เกิดริ้วรอยก่อนวัยและเพิ่มความเสี่ยงต่อ การเกิดมะเร็งผิวหนังชนิดเม ลา โน มา ซึ่งเป็นมะเร็งของเซลล์เมลานิน^{[ 215 ]}นอกจากนี้ เมลานินยังช่วยป้องกันการเสื่อมสภาพของวิตามินโฟเลตในเนื้อเยื่อผิวหนังจากแสงแดด และในดวงตายังช่วยรักษาสุขภาพดวงตาอีกด้วย^{[ 213 ]}

มนุษย์ผิวสีเข้มที่วิวัฒนาการในแอฟริกาได้อพยพไปตั้งถิ่นฐานในส่วนอื่นๆ ของโลกเมื่อราว 50,000 ถึง 80,000 ปีที่แล้ว^{[ 216 ]}หลังจากการตั้งถิ่นฐานในภูมิภาคทางเหนือของเอเชียและยุโรปซึ่งได้รับแสงแดดน้อยลงตามฤดูกาล แรงกดดันในการคัดเลือกสำหรับโทนสีผิวที่ปกป้องรังสีจึงลดลง ในขณะที่ความต้องการการสังเคราะห์วิตามินดีในผิวหนังอย่างมีประสิทธิภาพเพิ่มขึ้น ส่งผลให้มีเมลานินต่ำและโทนสีผิวที่อ่อนกว่าในส่วนอื่นๆ ของโลกยุคก่อนประวัติศาสตร์^{[ 205 ] [ 204 ] [ 213 ]}สำหรับผู้ที่มีเมลานินในผิวหนังต่ำ การได้รับแสงแดดปานกลางที่ใบหน้า แขน และขาช่วงล่างหลายครั้งต่อสัปดาห์ก็เพียงพอแล้ว^{[ 217 ]}อย่างไรก็ตาม การเปลี่ยนแปลงทางวัฒนธรรมในปัจจุบัน เช่น การอยู่อาศัยและการทำงานในร่ม ผลิตภัณฑ์บำรุงผิวที่ป้องกันรังสียูวีเพื่อลดความเสี่ยงจากการถูกแดดเผา และการอพยพของคนผิวคล้ำไปยังประเทศที่อยู่ห่างไกลจากเส้นศูนย์สูตร ล้วนมีส่วนทำให้เกิดภาวะขาดวิตามินดีเพิ่มมากขึ้น ซึ่งจำเป็นต้องแก้ไขด้วยการเสริมวิตามินดีในอาหารและผลิตภัณฑ์เสริมอาหารวิตามินดี^{[ 213 ]}

วิตามินดี₃ (โคลแคลซิเฟอรอล) ผลิตในระดับอุตสาหกรรมโดยการนำ7-ดีไฮโดรคอเลสเตอรอลไปสัมผัสกับแสง UVB และ UVC ตามด้วยการทำให้บริสุทธิ์ 7-ดีไฮโดรคอเลสเตอรอลได้มาจากการสกัดจากลาโนลินซึ่งเป็นสารคัดหลั่งจากผิวหนังที่มีลักษณะเป็นขี้ผึ้งในขนแกะ^{[ 218 ]}วิตามินดี₂ (เออร์โกแคลซิเฟอรอล) ผลิตในลักษณะเดียวกันโดยใช้เออร์โกสเตอรอลจากยีสต์เป็นวัตถุดิบตั้งต้น^{[ 218 ] [ 219 ]}

ไม่ว่าจะสังเคราะห์ในผิวหนังหรือรับประทานเข้าไป วิตามินดีจะถูกไฮดรอกซิเลชัน ใน ตับที่ตำแหน่ง 25 (ด้านบนขวาของโมเลกุล) เพื่อสร้างโปรฮอร์โมนแคลซิเฟไดออล หรือเรียกอีกอย่างว่า 25(OH)D) ^{[ 3 ]}ปฏิกิริยานี้ถูกเร่งปฏิกิริยาโดยเอนไซม์ไมโครโซมอลวิตามินดี 25-ไฮดรอกซิเลสซึ่งเป็นผลผลิตของ ยีน CYP2R1ของมนุษย์^{[ 220 ]}เมื่อสร้างเสร็จแล้ว ผลิตภัณฑ์จะถูกปล่อยเข้าสู่กระแสเลือดและจับกับโปรตีนที่จับกับวิตามินดี^{[ 221 ]}

แคลซิเฟดิออลถูกลำเลียงไปยังท่อไตส่วนต้น ซึ่งจะถูกไฮดรอกซิเลชันที่ตำแหน่ง 1-α (ด้านล่างขวาของโมเลกุล) เพื่อสร้างแคลซิไตรออล (1,25-ไดไฮดรอกซีโคลแคลซิเฟอรอล หรือเรียกอีกอย่างว่า 1,25(OH) _2D ) ^{[ 1 ]}การเปลี่ยนแคลซิเฟดิออลเป็นแคลซิไตรออลนั้นถูกเร่งปฏิกิริยาโดยเอนไซม์25-ไฮดรอกซีวิตามินดี₃ 1-อัลฟา-ไฮดรอกซิเลสซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์ของ ยีน CYP27B1ของมนุษย์ กิจกรรมของCYP27B1เพิ่มขึ้นโดยฮอร์โมนพาราไทรอยด์และยังเพิ่มขึ้นจากระดับแคลเซียมหรือฟอสเฟตในพลาสมาต่ำ^{[ 1 ]}หลังจากขั้นตอนการเปลี่ยนขั้นสุดท้ายในไต แคลซิไตรออลจะถูกปล่อยเข้าสู่ระบบไหลเวียนโลหิต โดยการจับกับโปรตีนที่จับกับวิตามินดี แคลซิไตรออลจะถูกลำเลียงไปทั่วร่างกาย^{[ 27 ]}นอกจากไตแล้ว แคลซิไทรออลยังถูกสังเคราะห์โดยเซลล์อื่นๆ บางชนิด รวมถึงโมโนไซต์ - แมโครฟาจในระบบภูมิคุ้มกันเมื่อถูกสังเคราะห์โดยโมโนไซต์-แมโครฟาจ แคลซิไทรออลจะทำหน้าที่เป็นไซโตไคน์ ในบริเวณนั้น โดยปรับเปลี่ยนการป้องกันของร่างกายต่อผู้บุกรุกจากจุลินทรีย์โดยการกระตุ้นระบบภูมิคุ้มกันโดยกำเนิด^{[ 222 ]}

ฤทธิ์ทางชีวภาพของแคลซิไทรอลจะสิ้นสุดลงด้วยการไฮดรอกซิเลชันที่ตำแหน่ง 24 โดยวิตามินดี3 24-ไฮดรอกซิเลสซึ่งถูกเข้ารหัสโดยยีนCYP24A1ทำให้เกิดแคลซิเตรอล^{[ 3 ]}การเผาผลาญต่อไปจะให้ผลเป็นกรดแคลซิโตรอิก ซึ่งเป็นสารประกอบที่ละลายน้ำได้และไม่ทำงาน และถูกขับออกทางน้ำดี^{[ 80 ]}

วิตามิน ดี₂ (เออร์โกแคลซิเฟอรอล) และวิตามิน ดี₃ (โคลแคลซิเฟอรอล) มีกลไกการออกฤทธิ์ที่คล้ายคลึงกันแต่ไม่เหมือนกัน^{[ 3 ]}เมตาโบไลต์ที่ผลิตโดยวิตามินดี₂จะถูกตั้งชื่อโดยใช้ คำนำหน้า er-หรือergo-เพื่อแยกความแตกต่างจากเมตาโบไลต์ที่ผลิตโดยวิตามินดี₃ (บางครั้งใช้ คำนำหน้า chole- ) ^{[ 26 ]}

• เมตาบอไลต์ที่ผลิตจากวิตามิน ดี₂มีแนวโน้มที่จะจับกับโปรตีนที่จับกับวิตามินดีได้น้อยลง^{[ 3 ]}
• วิตามิน ดี₃สามารถไฮดรอกซิเลตเป็นแคลซิเฟไดออลได้โดยสเตอรอล 27-ไฮดรอกซิเลส ซึ่งเป็นเอนไซม์ที่เข้ารหัสโดยยีนCYP27A1แต่วิตามิน ดี₂ไม่สามารถทำได้^{[ 3 ]}
• เออร์โกแคลซิเฟอรอลสามารถถูกไฮดรอกซิเลชันโดยตรงที่ตำแหน่ง 24 โดยเอนไซม์ที่เข้ารหัสโดยCYP27A1 [ ^{3 ] การ}ไฮดรอกซิเลชันนี้ยังนำไปสู่การยับยั้งในระดับที่สูงขึ้น: กิจกรรมของแคลซิไตรออลลดลงเหลือ 60% ของเดิมหลังจากการไฮดรอกซิเลชันที่ตำแหน่ง 24 ในขณะที่เออร์แคลซิไตรออลมีกิจกรรมลดลง 10 เท่าเมื่อเปลี่ยนเป็นเออร์แคลซิเตรอล

แคลซิไทรออลออกฤทธิ์โดยหลักๆ ด้วยการจับกับตัวรับวิตามินดี (VDR) ซึ่งนำไปสู่การเพิ่มการถอดรหัสยีน^{[ 224 ]}ในกรณีที่ไม่มีแคลซิไทรออล VDR ส่วนใหญ่จะอยู่ในไซโตพลาสซึมของเซลล์ แคลซิไทรออลเข้าสู่เซลล์และจับกับ VDR ซึ่งจะสร้างคอมเพล็กซ์กับตัวรับร่วมRXRและคอมเพล็กซ์ VDR/RXR ที่ถูกกระตุ้นจะเคลื่อนย้ายไปยังนิวเคลียส[ ^{222 ] จาก}นั้นคอมเพล็กซ์ VDR/RXR จะจับกับองค์ประกอบการตอบสนองต่อวิตามินดี (VDRE) ซึ่งเป็นลำดับ DNA เฉพาะที่อยู่ติดกับยีน โดยมีจำนวนประมาณหลายพัน คอมเพล็กซ์ VDR/RXR/DNA จะดึงดูดโปรตีนอื่นๆ ที่ถอดรหัสยีนปลายน้ำเป็น mRNA ซึ่งจะถูกแปลเป็นโปรตีน ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในหน้าที่ของเซลล์^{[ 3 ] [ 66 ]}

นอกจากแคลซิไทรอลแล้ว เมตาโบไลต์ของวิตามินดีอื่นๆ อาจมีส่วนช่วยในผลทางชีวภาพของวิตามินดี ตัวอย่างเช่นCYP11A1ซึ่งเป็นเอนไซม์ที่รู้จักกันดีในบทบาทของการสร้างสเตียรอยด์พบว่าสามารถไฮดรอกซิเลตวิตามินดี3 ได้หลายตำแหน่ง รวมถึง C-20, C-22 และ C-23 โดยไม่ตัดโซ่ด้านข้าง เมตาโบไลต์ที่ได้ เช่น 20-ไฮดรอกซีวิตามินดี3 และ 20,23-ไดไฮดรอกซีวิตามินดี3 ทำหน้าที่เป็นตัวยับยั้งแบบผกผันสำหรับRORαและRORγ2ปฏิสัมพันธ์นี้ส่งผลให้เกิดผลต่างๆ เช่น การลดระดับการส่งสัญญาณของIL-17ซึ่งมีอิทธิพลต่อระบบภูมิคุ้มกัน^{[ 225 ]}สุดท้าย ผลบางอย่างของวิตามินดีเกิดขึ้นเร็วเกินกว่าจะอธิบายได้ด้วยอิทธิพลต่อการถอดรหัสยีน ตัวอย่างเช่น แคลซิไทรอลกระตุ้นการดูดซึมแคลเซียมอย่างรวดเร็ว (ภายใน 1–10 นาที) ในเซลล์ต่างๆ การกระทำ ที่ไม่เกี่ยวข้องกับจีโนมเหล่านี้อาจเกี่ยวข้องกับตัวรับที่ยึดติดกับเยื่อหุ้มเซลล์เช่นPDIA3 ^{[ 226 ] [ 227 ] [ 228 ]}

ยีนที่ถูกควบคุมโดยตัวรับวิตามินดีมีอิทธิพลต่อกระบวนการทางสรีรวิทยาที่หลากหลายนอกเหนือจากการรักษาสมดุลแคลเซียมและการเผาผลาญกระดูก พวกมันมีบทบาทสำคัญใน การทำงาน ของระบบภูมิคุ้มกันการส่งสัญญาณของเซลล์และแม้กระทั่งการแข็งตัวของเลือดซึ่งแสดงให้เห็นถึงผลกระทบในวงกว้างของยีนที่ถูกควบคุมโดยวิตามินดีต่อสรีรวิทยาของมนุษย์^{[ 229 ]}ตัวอย่างของยีนเหล่านี้มีรายละเอียดดังต่อไปนี้

ยีนที่ถูกควบคุมโดยตัวรับวิตามินดีซึ่งเกี่ยวข้องกับการเผาผลาญวิตามินดี ได้แก่CYP27B1ซึ่งเข้ารหัสเอนไซม์ที่สร้างวิตามินดีที่ออกฤทธิ์^{[ 230 ] [ 231 ]}และCYP24A1ซึ่งเข้ารหัสเอนไซม์ที่รับผิดชอบในการย่อยสลายวิตามินดีที่ออกฤทธิ์^{[ 230 ] [ 231 ]}ในด้านการรักษาสมดุลของแคลเซียมและการเผาผลาญกระดูกยีนหลายตัวถูกควบคุมโดยวิตามินดี ซึ่งรวมถึงTNFSF11 (RANKL) ซึ่งมีความสำคัญต่อการเผาผลาญกระดูก^{[ 230 ] [ 232 ]} SPP1 (Osteopontin) ซึ่งมีความสำคัญต่อการเผาผลาญกระดูก^{[ 230 ] [ 232 ]}และBGLAP (Osteocalcin) ซึ่งเกี่ยวข้องกับการสร้างแร่ธาตุในกระดูก^{[ 230 ] [ 232 ]}ยีนเพิ่มเติม ได้แก่TRPV6ซึ่งเป็นช่องแคลเซียมที่สำคัญต่อการดูดซึมแคลเซียมในลำไส้^{[ 229 ]} S100G (Calbindin-D9k) โปรตีนจับแคลเซียมที่ช่วยอำนวยความสะดวกในการเคลื่อนย้ายแคลเซียมในเซลล์ลำไส้^{[ 229 ]} ATP2B1 (PMCA1b) แคลเซียม ATPaseของเยื่อหุ้มเซลล์ที่เกี่ยวข้องกับการขับแคลเซียมออกจากเซลล์^{[ 229 ]}และ ยีนในกลุ่ม S100Aซึ่งเข้ารหัสโปรตีนจับแคลเซียมที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการต่างๆ ของเซลล์^{[ 230 ]}

วิตามินดียังมีบทบาทในการทำงานของระบบภูมิคุ้มกันโดยมีอิทธิพลต่อยีนต่างๆ เช่นCAMP (Cathelicidin Antimicrobial Peptide) ซึ่งเกี่ยวข้องกับการตอบสนองของระบบภูมิคุ้มกันโดยกำเนิด^{[ 230 ] [ 229 ]} CD14ซึ่งมีส่วนร่วมในการตอบสนองของระบบภูมิคุ้มกันโดยกำเนิด^{[ 230 ]}และ ยีน HLA class IIซึ่งมีความสำคัญต่อการทำงานของระบบภูมิคุ้มกันแบบปรับตัว^{[ 230 ] [ 229 ]}ไซโตไคน์ เช่นIL2และIL12ซึ่งมีความสำคัญต่อ การตอบสนอง ของเซลล์ Tก็ได้รับการควบคุมโดยวิตามินดีเช่นกัน^{[ 233 ]}ในด้านการแข็งตัวของเลือด วิตามินดีจะควบคุมการแสดงออกของTHBD (Thrombomodulin) ซึ่งเป็นยีนสำคัญที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการแข็งตัวของเลือด^{[ 230 ]}วิตามินดีมีผลต่อยีนที่เกี่ยวข้องกับการแบ่งเซลล์และการเพิ่มจำนวนเซลล์ รวมถึงp21และp27ซึ่งควบคุมวงจรเซลล์^{[ 234 ]}ตลอดจนปัจจัยการถอดรหัสเช่นc-fosและc-mycซึ่งเกี่ยวข้องกับ การเพิ่ม ^{จำนวน}เซลล์ [ ^{234 ]}

แคลซิไทรออลมีบทบาทสำคัญในการควบคุมระดับวิตามินดีผ่านกลไกการป้อนกลับเชิงลบ^{[ 223 ]}มันกระตุ้นการแสดงออกของเอนไซม์CYP24A1 อย่างมาก ซึ่งทำหน้าที่ยับยั้งวิตามินดี การกระตุ้นนี้เกิดขึ้นจากการจับกันของตัวรับวิตามินดีที่ถูกกระตุ้น (VDR) กับองค์ประกอบการตอบสนองต่อวิตามินดี (VDRE) สองตัวในยีน CYP24A1 VDR ยังดึงดูดโปรตีนเช่นฮิสโตนอะเซทิลทรานสเฟอเรสและอาร์เอ็นเอพอลิเมอเรส IIเพื่อเพิ่มกระบวนการนี้ ในขณะเดียวกัน แคลซิไทรออลจะยับยั้งการผลิตCYP27B1 ซึ่งเป็นเอนไซม์อีกตัวหนึ่งที่เกี่ยวข้องกับการเผาผลาญวิตามินดี โดยการปรับเปลี่ยน บริเวณโปรโมเตอร์ของยีน ผ่านกลไก ทางพันธุกรรมการกระทำเหล่านี้ร่วมกันช่วยควบคุมระดับวิตามินดีในไตอย่างเข้มงวด^{[ 223 ]}

Vitamin D metabolism is regulated not only by the negative feedback mechanism of calcitriol but also by two hormones: parathyroid hormone (PTH) and fibroblast growth factor-23 (FGF-23). These hormones are essential for maintaining the body's calcium and phosphate balance.^[223]

Parathyroid hormone (PTH) regulates serum calcium through its effects on bone, kidneys, and the small intestine.Bone remodeling, a constant process throughout life, involves bone mineral content being released by osteoclasts (bone resorption) and deposited by Added internal link to Osteoblast. PTH enhances the release of calcium from the large reservoir contained in the bones. It accomplishes this by binding to osteoblasts, in this way inhibiting the cells responsible for adding mineral content to bones, thus favoring the actions of osteoclasts.^[236] In the kidneys, around 250 mmol of calcium ions are filtered into the glomerular filtrate per day, with the great majority reabsorbed and the remainder excreted in the urine.^[237] PTH inhibits reabsorption of phosphate (HPO₄²⁻) by the kidneys, resulting in a decrease in plasma phosphate concentration. Given that phosphate ions form water-insoluble salts with calcium, a decrease in the phosphate concentration in plasma (for a given total calcium concentration) increases the amount of ionized (free) calcium.^[236] A third important effect of PTH on the kidneys is stimulation of the conversion of 25-hydroxy vitamin D into 1,25-dihydroxy vitamin D (calcitriol).^[236] This form of vitamin D is the active hormone which promotes calcium uptake from the intestine via the action of calbindin.^[238] Calcitriol also reduces calcium loss to urine.^[235]

Per the diagram, calcitriol suppresses the parathyroid hormone gene, thus creating a negative feedback loop that combines to tightly maintain plasma calcium in a normal range of 2.1-2.6 mmol/L for total calcium and 1.1-1.3 mmol/L for ionized calcium.^[229] However, there are also vitamin D receptors in bone cells, so that with serum vitamin D in great excess, osteoclastic bone resorption is promoted regardless of PTH, resulting in hypercalcemia and its symptomology.^[239]

• Feldman and Pike's Vitamin D (5th Edition) Volume One: Biochemistry, Physiology and Diagnostics; Editors: Hewison M, Bouillon R, Giovannucci E, Goltzman D, Meyer MB, Welsh J. Academic Press (October 2023) ISBN 978-0-32-391386-7
• Feldman and Pike's Vitamin D (5th Edition) Volume Two: Diseases and Therapeutics; Editors: Hewison M, Bouillon R, Giovannucci E, Goltzman D, Meyer MB, Welsh J. Academic Press (January 2024) ISBN 978-0-32-391338-6
• Dietary Reference Intakes for Vitamin D and Calcium Editors: Ross AC, Taylor CL, Yaktine AL, Del Valle HB. National Academies Press (US) (2011) ISBN 978-0-30-916394-1 Available from: Dietary Reference Intakes for Calcium and Vitamin D doi: 10.17226/13050

Look up vitamin D in Wiktionary, the free dictionary.

Scholia has a profile for vitamin D (Q175621).