维生素D指具有钙化醇生物活性的一类物质的总称，是脂溶性维生素，为固醇类衍生物。
已知的跟健康密切相关的是维生素D2（麦角钙化醇）和D3（胆钙化醇）。活性形式为1,25-(OH)₂-D₃（活性最高），25-(OH)-D₃。
体内维生素D来源
1.外源性：食物来源
无论维生素D₂还是维生素D₃，在天然食物中存在并不广泛。一般情况，单靠食物难以获得足够的维生素D。
植物性食物如蘑菇、蕈类含有维生素D₂。
动物性食物含有维生素D₃，以鱼肝和鱼油含量最为丰富，其次是鸡蛋、牛肉、黄油和咸水鱼如鲱鱼、鲑鱼和沙丁鱼中含量相对较高，牛乳和人乳含量较低，蔬菜、谷物和水果中几乎不含有。
2.内源性：晒太阳获得
在紫外线照射作用下，由皮肤中7-脱氢胆固醇转化生成维生素D₃。
吸收与代谢
维生素D吸收最快的部位在小肠的近端，也就是在十二指肠和空肠，但由于食物通过小肠远端的时间较长，维生素D最大的吸收量可能在回肠。维生素D像其他的疏水物质一样，通过胶体依赖被动吸收。
大部分的维生素D与乳糜微粒结合进入淋巴系统，其余与α-球蛋白结合，维生素D的这种吸收过程有效性约为50%。乳糜微粒可直接或在乳糜微粒降解的过程中与血浆中的蛋白质结合，没有结合的血浆维生素D随着乳糜微粒进入肝脏，在肝脏中再与蛋白质结合进入血浆。
维生素D以几种不同的方式被降解，许多其他的代谢物包括葡萄糖苷和亚硫酸盐已被确定，大多数通过胆汁从粪便排出。
生理作用
维生素D₃无生物活性，需经过两次羟化才具有生物活性。首先，维生素D₃在肝内25-羟化酶催化下生成25-羟维生素D₃，然后在肾脏1α-羟化酶作用下进一步生成具有更高活性的1,25-(OH)₂-D₃，即钙三醇。
1.促进肠道对钙、磷的吸收
1,25-二羟维生素D₃进入小肠黏膜细胞内，通过其特异性受体经基因组效应，促进钙吸收相关蛋白的生成，如钙结合蛋白、钙通道、钙泵等蛋白，直接参与小肠黏膜上皮细胞对钙的吸收。
另外，1,25-二羟维生素D₃也能通过Na⁺-磷转运体，促进小肠黏膜细胞对磷的吸收。因此，1,25-二羟维生素D₃既能升高血钙，也能升高血磷。
2.对骨的作用
1,25-二羟维生素D₃对骨吸收（直接作用）和骨形成（间接作用）均有影响，但直接作用大于间接作用，所以总的效应是升高血钙和血磷。
3.对肾脏的作用
1,25-二羟维生素D₃能与PTH（甲状旁腺激素）协同促进肾小管对钙和磷的重吸收，使钙磷从尿中排泄减少，血钙、血磷升高。
4.调节免疫，预防自身免疫性疾病的发生
维生素D介导的免疫调节机制包括：
①调节细胞的生长，包括诱导细胞的正常分化；
②抑制抗原呈递细胞的成熟和功能；
③抑制致病性T细胞的成熟和功能；
④刺激监管T细胞保持活跃，抑制细胞的过度增殖。
5.抗炎作用
维生素D介导的炎症反应调解机制：
①刺激炎症细胞凋亡；
②抑制炎症细胞的补充；
③维生素D能够下调核转录因子（NFkB)活性，增加IL-10合成并减少IL-6、IL-12、IFN-c及IFN-α的合成，调整后的细胞因子构成有助于减少炎症进展。
6.对于心血管系统具有重要作用
①调节肾素-血管紧张素系统；
②抑制心肌肥厚和心肌细胞增殖；
③抗炎、抗动脉粥样硬化和血管保护作用，维生素D直接作用于血管床，与调节甲状旁腺激素水平和血管平滑肌钙盐沉积有关。
7.对于胰岛素敏感性和胰岛β-细胞功能的作用
研究发现，25-(OH)-D₃浓度与胰岛素敏感性呈正相关，25-(OH)-D₃从10 ng/mL增加到30 ng/ml可以使胰岛素敏感性提高60%；维生素D缺乏会对胰岛β-细胞功能产生负面影响。
缺乏与过量
儿童缺乏：
常见佝偻病，表现为骨质变软变形，导致O型腿、鸡胸、出牙延迟、牙齿不齐、易龋齿、腹部肌肉差易膨出等。
成人缺乏风险：
①软骨病，表现为骨痛、肌无力、骨质疏松、自发性或多发性骨折；
②免疫调节，缺乏可能提高多发性硬化，维生素D也可用于治疗红斑狼疮等疾病；
③神经系统，帕金森、抑郁症等与维生素D缺乏有关；
④内分泌系统，胰岛素抵抗和代谢综合征、多囊卵巢综合症等与维生素D缺乏有关。
⑤心血管系统，缺乏可增加患动脉粥样硬化、高血压、冠心病、心功能不全等疾病的发生风险。
过量
表现为异常口渴、皮肤瘙痒、厌食、嗜睡、呕吐、腹泻、尿频、高钙尿症等。
常年以5000 IU/d及以上的剂量服用，可能造成维生素D过量中毒的情况，尤其是对维生素D敏感的人群。当然了，对于缺乏人群的治疗剂量可达10000 IU/d，以期短期恢复到最佳水平。所以，日常以增加户外活动时间，增加日照为最佳方法。
缺乏原因
①吸收不良
②老龄化，老年人由于肝肾功能减退，会出现维生素D代谢障碍，维生素D₃需经肝肾分别羟化生成1,25-二羟维生素D₃。
③肥胖人群，脂溶性的维生素D储存在脂肪中，会大大降低其生物利用率。
④缺乏阳光照射
⑤城市生活的人：防晒霜、玻璃、高层建筑、雾霾等。
维生素D的正常范围
①正常范围：30~80 ng/ml；
②严重缺乏：<10 ng/ml；
③缺乏：<20 ng/ml；
④不足：20~30 ng/ml；
⑤次优：30~40 ng/ml；
⑥最佳：40~80 ng/ml；
⑦过量：>80 ng/ml。
