Витамин D структурно связан со стероидными соединениями - классом жирорастворимых веществ, входящих в состав животных тканей, грибов и различных растений. Витамин D - это семейство соединений, каждое из которых образуется из определенного стерина, своего предшественника. Стерины (их называют также стеролами) представляют собой органические вещества, в структуру которых входит несколько сочлененных колец, образованных атомами углерода; под действием ультрафиолетового света одно из колец раскрывается, и стерин превращается в витамин D. Эта уникальная реакция протекает в коже позвоночных, но несвойственна растениям. Поэтому витамин D не может быть получен с растительной пищей, а образуется под действием прямого солнечного света в животном организме и может запасаться в нем (главным образом в печени, а также в жировой ткани). Одна из его форм - витамин D2, или эргокальциферол, - образуется при облучении ультрафиолетовым светом эргостерина, природного стерина, получаемого в больших количествах из дрожжей. У животных витамин D представлен в основном в форме витамина D3, или холекальциферола. Он более активен, чем витамин D2, и образуется при облучении 7-дегидрохолестерина. Активность обеих форм витамина определяют по их способности вызывать отложение минеральных веществ (в основном фосфата кальция) в костях молодых крыс. Витамин D имеется в жирах, выделенных из печени костных рыб.

Витамин D3 увеличивает всасывание кальция в тонком кишечнике. Точнее говоря, эту функцию выполняют его производные, образующиеся в организме. (Эти метаболиты сейчас рассматриваются как стероидные гормоны, а сам витамин D - как гормон, образующийся в коже.) Наиболее активным из производных является 1,25-дигидроксихолекальциферол <сокращенно: 1,25-(OH)2D3>; он вырабатывается в почках из 25-гидроксихолекальциферола <25-(OH)D3>, образующегося в печени непосредственно из витамина D3. По-видимому, это высокоактивное производное витамина D3 индуцирует синтез кальций-связывающего белка в стенке тонкого кишечника. Витамин D2 также превращается в организме в вещество со сходным механизмом действия, 1,25-дигидроксиэргокальциферол <1,25-(OH)2D3>.

Поскольку витамин D регулирует процесс усвоения кальция и фосфора, он играет ключевую роль в нормальном формировании костей и зубов. Нужнее всего он беременным женщинам и детям. Если растущему организму, у которого только формируются кости, не хватает витамина D, содержание кальция и фосфора в крови падает ниже нормального уровня, и кости размягчаются и деформируются. В этом случае дети страдают рахитом, а у беременных женщин развивается аналогичное заболевание, называемое остеомаляцией. Открытие витамина D позволило почти полностью победить рахит во многих северных странах, где световой день зимой очень короток и витамина D в коже образуется мало; в настоящее время детям повсеместно назначают витамин D. Обычные оконные стекла не пропускают ультрафиолетовый свет, необходимый для образования витамина D.

Один грамм витамина D соответствует 40 млн. единиц активности. Ежедневная потребность как детского организма, так и беременных и кормящих женщин - 400 единиц. Известны случаи, когда для лечения некоторых форм артрита назначали гораздо большие дозы. Однако в высоких дозах витамин D может оказывать токсическое действие.

см. Кальциферол(ы).