Vitamine D

Lavitamine Dest unevitamineliposoluble(soluble dans leslipides). C'est unehormoneretrouvée dans l'alimentation et synthétisée dans l'organisme humain à partir d'un dérivé ducholestérolou d’ergostérolsous l'action des rayonnementsUV-Bdu Soleil. Elle existe sous deux formes : D2(ergocalciférol), produite par les végétaux, et D3(cholécalciférol), présente dans les produits d'origine animale et certainslichens. Ces deux molécules sont des 9,10-sécostéroïdes. Le corps humain synthétise aussi lavitamine D3au niveau de la peau, sous l'effet des rayonsultraviolets.
La vitamine D intervient dans l'absorption ducalciumet duphosphorepar les intestins, ainsi que dans leur réabsorption par les reins, sous l'influence de laparathormone. Ses effets sont contrebalancés par lacalcitonine. Elle intervient dans laminéralisation osseusedusqueletteet desarticulations, ainsi que sur la tonicité musculaire. D'autre part, elle influence plus de 200gèneset aurait une action deréparation de l'ADN.
Une quantité suffisante devitamine Dest particulièrement nécessaire durant la petite enfance afin d'éviter lerachitisme, et nécessaire chez l'adulte afin d'éviter l'ostéomalacie. Elle diminue le risque d'ostéoporose. Elle pourrait avoir un effet bénéfique dans plusieurs maladies comme lediabète, certainscancers, lasclérose en plaques, l'épilepsieet ladépression.
Les propriétés curatives de l'huile de foie de moruecontre lerachitismeont été découvertes en1824par l'Allemand D. Schütte. En 1919,Edward Mellanbyfait des expériences sur des chiens qui l'amènent à conclure que le rachitisme est causé par une carence en vitamine liposoluble. Lavitamine Da été identifiée en1922:Elmer McCollumdémontre que l'huile de foie de morue prévient encore le rachitisme après totale destruction de savitamine A, il en déduit qu'elle contient une autre substance qu'il désignevitamine D. En 1932,Adolf Windausisole la vitamine D2, puis en 1934 la vitamine D3.
Ses propriétés font l'objet de nombreuses recherches, tant sur ses effets « classiques » (minéralisation osseuse, métabolisme phosphocalcique) que « non classiques » (sur le muscle, le système immunitaire, le rein, l'appareil cardiovasculaire). Plus de 2 500 publications sur la physiologie de lavitamine Den lien avec le cancer (déficit envitamine Dassocié à une augmentation du risque relatif de certains cancers colorectaux et du sein) sont ainsi recensées en 2010.
La vitamine D1désignait initialement une substance qui s'est avérée correspondre à un mélange devitamine D2et delumistérol. Aujourd'hui cette dénomination n'est plus usitée. Outre les deux formes D2et D3on définit aussi :
Au niveau de la peau, les rayonsultravioletsB (UV-B) permettent la formation devitamine D3à partir du7-déshydrocholestérol, dérivé ducholestérolnormalement présent dans l'organisme. Grâce à l'action des ultraviolets de la lumière (UV-B), un des cycles du 7-déshydrocholestérol est cassé. La molécule s'isomérise spontanément en cholécalciférol encore inactif. Il est alors métabolisé par lefoieen25-hydroxy-vitamine D, forme qui est dosable communément dans le sang. Cette dernière est transformée par lereinen1-25-dihydroxy-vitamine D(calcitriol), la forme active de la vitamine.
Cette source est très variable selon lalatitude, l'ensoleillement(saison,brouillard,pays, habillement), l'épaisseur et la pigmentation de lapeau. Une exposition de 15 à 30 minutes deux fois par semaine au soleil garantit, chez la plupart des personnes, une bonne réserve envitamine D. Une exposition de 12 minutes par jour au Soleil à une latitude de 38° (CalifornieouEspagne) sur 50 % de la surface cutanée équivaudrait à un apport de 3 000unités internationales(UI)par jour. Cet effet bénéfique est à mettre en regard des dangers d'une exposition excessive de la peau aux rayons solaires. Il n'y a, en théorie, pas de surdosage à craindre envitamine Dlors d'une exposition au Soleil, laquelle contribue à la destruction de la vitamine.
L'absorption intestinalede la vitamine D a lieu au niveau de la région proximale de l'intestin grêle. Elle se fait probablement par diffusion passive (de nature lipophile, à l'aide deschylomicrons) ainsi que par un mécanisme impliquant destransporteurs membranaires. Ces transporteurs sont des protéines exprimées au niveau de la bordure en brosse de l'intestin qui permettent le captage de la vitamine D.
Une fois que la vitamine D est internalisée dans l'entérocyte, on suppose qu'elle est prise en charge par une protéine cytoplasmique (qui n'est pas connue à ce jour) puis elle va pouvoir être resécrétée dans la circulation sanguine. On sait qu'au niveau circulant, la vitamine D est prise en charge par une protéine : laVDBP(vitamin D binding protein), dont le complexe avec la vitamine D va circuler dans le sang.
La vitamine D est transportée par la circulation vers lefoiepar laprotéine de liaison à la vitamine D(ou DBP de l'anglaisvitamin D-binding protein). Dans cet organe, elle est d'abord hydroxylée par l'enzyme25-hydroxylase, qui fixe unhydroxyleà la place du H ducarbone 25, formant la 25-hydroxyvitamine Dappelée aussicalcifédiol. Stocké dans le foie, ce composé est véhiculé par le plasma dans le glomérule. Toujours lié auDBP, il est filtré par legloméruleet réabsorbé dans le tube proximal du reinoù il est transformé par l'enzyme1-alpha hydroxylaseen1,25-dihydroxy-vitamine D3, encore appeléecalcitriol, qui est l'une des formes hormonales actives. Ce métabolite actif est transporté dans le sang vers des tissus cibles, se liant avec unrécepteur spécifique. Le complexe hormone-récepteur migre vers le noyau cellulaire pour activer ou inhiber des gènes.
Sonmétabolismeet son seuil d'activité (et peut-être ses fonctions) semblent varier selon que l'organisme soit celui d'un nourrisson, d'un enfant, d'une femme préménopausée, selon sa contamination par certains toxiques (cadmium, plomb par exemple), selon les carences ou la disponibilité en calcium, ou encore selon l'origine ethnique.
Laparathormone(PTH) stimule l'expression du gène de l'enzyme 1-alpha-hydroxylase. Elle favorise l'hydroxylation sur lecarbonen1et donc stimule la production de la forme active de lavitamine D(1-25-dihydroxy-vitamine D).
En revanche, l'absence de PTH favorise une hydroxylation différente qui ne permet pas d'avoir la forme active. Elle se fait (au niveau du rein) sur lecarbone 24par l'enzyme 24-hydroxylase, ce qui donne le24,25-dihydroxy-cholécalciférolmoins actif que le 1,25-dihydroxycholecalciferol.
Lacalcitoninediminue les taux sanguins de calcium et s'oppose aux effets de la parathormone.
La vitamine D est nécessaire à plusieurs actions physiologiques et à la robustesse dusquelette humain.
Elle permet (avec laménaquinone) l'absorption decalciumpar l'intestin, la réabsorption du calcium et du phosphore par les reins (diminue la calciurie) et la résorption osseuse par lesostéoclastes. Il existe un délai d'action entre le moment de l'administration devitamine Det celui où l'absorption du calcium augmente sous son effet.
L'action dépend de lavitamine Ddisponible et de la charge calcique de l'os. Lavitamine Dfixe le calcium sur l'os à dose physiologique alors qu'elle le libère à trop forte dose (hypervitaminose), provoquant unehypercalcémie.
Au cours de la croissance, son site d'action privilégié est la zone métaphysaire, où le cartilage de conjugaison se transforme en tissu osseux.
La vitamine D se fixe sur unrécepteur nucléairespécifique, lerécepteur de la vitamine D, qui une fois activé se lie sur lesséquences promotricesprésentes sur l'ADNdesgènescibles, activant leurtranscription, ce qui expliquerait les effets variés observés. Les femmes qui ont le plus devitamine Ddans le corps auraient destélomèresplus longs que celles qui manquent de cette vitamine ce qui pourrait avoir des effets bénéfiques sur le vieillissement.
La vitamine D chez l'Homme provient, soit d'une synthèse directe à partir des dérivés du cholestérol dans l'organismevial'exposition auxUV, soit des apports alimentaires.
La vitamine D2ouergocalciférolest présente notamment dans certainschampignonsetvégétaux(en faible quantité), tandis que lavitamine D3oucholécalciférolest d'origine animale, concentrée dans les huiles de foie de poisson et, en moindre mesure, dans les poissons, lelait, lebeurre, lefromage. Elle est aussi présente dans certainslichens(utilisés dans des compléments alimentaires sans produits animaux).
Peu d'aliments courants apportent une quantité appréciable devitamine D(l'apport quotidien généralement recommandé est de 15μg= 600UI, y compris lavitamine Dapportée par le Soleil ; voirApports recommandés).
Les végétaux ne contiennent que de faibles doses d'ergocalciférol. Les champignons sauvages commeBoletus edulis(ou « Cèpe de Bordeaux »), contiennent environ 5µgd'ergocalciférol pour 100gde poids sec, alors que cette vitamine est presque totalement absente dans les champignons cultivés commeAgaricus bisporus(« champignon de Paris »), qui contiennent en revanche de l'ergostérol, un précurseur de lavitamine D. Les champignons de Paris séchés et exposés à un rayonnementUVpeuvent ainsi avoir des teneurs envitamine D2supérieures à 400µg/g de poids sec.
La vitamine D existe sous la forme de compléments alimentaires, soit concentré d'huile de foie de poisson, soit à partir de laine de mouton (lanoline), soit sous forme végétale à partir de levure exposée auxUV.
La forme D3(cholécalciférol) est rare dans les végétaux mais existe néanmoins, notamment dans certainslichens, dont on peut l'extraire pour produire des compléments convenant aux personnesvéganes. Elle est présente en quantité notable dans les feuilles (seule partie étudiée en 2013) de certaines plantes de la famille dessolanacées.
En 1992, les apports nutritionnels conseillés (ANC) pour la population adulte française étaient de 12μg(ou 480 UI) par jour. Ils ont ensuite été abaissés en 2001 à 5µg(ou 200 UI) par jour. Finalement, en 2012, l'Académie nationale de médecinefrançaise a réévalué cette estimation et recommande désormais un apport quotidien de 800 UI jusqu'à 50 ans, et davantage au-delà. L'apport recommandé la même année parSanté Canadaétait un peu plus faible : il s'établissait à 600UI/jourde 9 à 70 ans, et à 800UI/jouraprès 70 ans, sur la base d'une« exposition minimale au Soleil ».
Les recommandations concernant la posologie pour la population générale sont d'une ampoule de 100 000 UI tous les 2 ou 3 mois, ou de 50 000 UI tous les 1 à 2 mois en hiver.
En raison de nombreux facteurs influençant les résultats des dosages, il n'y a pas de consensus international sur la valeur normale de la25-OH-vitamine D. La carence (sévère) est définie par un taux sanguin de25-hydroxyvitamine Dinférieur à 25nmol/l(10ng/ml). Elle est à l'origine durachitismeet de l'ostéomalacie. L'insuffisance est définie par un taux sanguin de25-hydroxyvitamine Dinférieur à 75nmol/l(30ng/ml). Selon cette définition, la carence concerne plus d'un milliard de personnes sur Terre et plus de la moitié des femmes ménopausées.
Les situations de carence sont souvent en rapport avec une exposition insuffisante au Soleil.
Les principaux groupes à risque sont les suivants :
D'autres facteurs incluent :
Les études citées sont essentiellement des études observationnelles montrant unecorrélationentre un taux sanguin faible devitamine Det divers événements. Cette corrélation ne suffit pas naturellement pour affirmer qu'il s'agit d'une conséquence d'un déficit mais fait simplement poser la question d'un rapport possible de cause à effet.
Une carence envitamine D, tout comme un niveau sanguin plus faible par polymorphisme génétique, seraient associée à un excès de mortalité, toutes causes confondues. Une autre étude a montré une mortalité en forme de courbe en J inversé avec une valeur optimale à 50–60nmol/L. La mortalité était supérieure avec des valeurs plus basses ou plus hautes.
Une carence envitamine Dprovoquerait une faiblesse et des douleurs musculaires(lavitamine Dest nécessaire à la relaxation musculaire indépendamment des valeurs du calcium et des phosphates sanguins) et à un stade plus avancé, uneostéomalaciechez l'adulte. Elle augmente le risque de fracture et peut être cause derachitismechez l'enfant.
La carence en vitamine D serait associée avec un risque plus important de cancer du sein, du tube digestifet de la prostate. Des chercheurs ont montré que lavitamine Dralentit l'action d'une protéine clé dans le processus de développement des cellules cancéreuse du côlon. La stimulation du récepteur de lavitamine Dinhibe l'action de la protéine β-caténine, bloquant la transformation de cellules intestinales en cellules cancéreuses. Le manque devitamine Drend le cancer plus agressif, par contre la protection n'influence pas l'apparition des tumeurs mais réduit leur agressivité pendant la phase de croissance. Lavitamine Djoue donc un rôle protecteur important dans le développement du cancer du côlon et une carence en cette vitamine est un facteur de risque.
La carence en vitamine D serait associée avec un risque plus important de maladies cardiovasculaires. La concentration sanguine envitamine Dserait inversement corrélée à la prévalence de l'hypertension artérielle, dudiabèteet de l'obésité.
Un taux bas de vitamine D semble être corrélé avec un déficit cognitif chez les personnes âgées. Une carence envitamine Dpourrait multiplier par deux le risque deschizophrénie. Il semble exister une corrélation inverse entre le taux sanguin devitamine Det le risque de développer unesclérose en plaques. Cette corrélation n'a été retrouvée que chez les personnes à la peau blanche.
Au cours de la grossesse, la carence en vitamine D a plusieurs conséquences chez la femme enceinte : risque accru deprééclampsie, de petit poids de naissance, devaginosebactérienne.
Le taux sanguin de vitamine D semble inversement corrélé avec le risque dedépression.
Le dosage de la vitamine D est un examen courant debiologie médicale. Il consiste à mesurer la concentration de lavitamine Dtotale (Ergocalciférol + Cholécalciférol) dans le sérum prélevé lors d'une prise de sang.
La mesure de la vitamine D n'est pas standardisée et les différentes techniques disponibles (chimiluminescence, techniques immuno-enzymatiques,etc.) ont des spécificités différentes selon les formes de lavitamine D. Les experts s'accordent sur des valeurs souhaitables de25-hydroxy-vitamine Ddans le sang comprises entre30et70ng/ml. On rencontre aussi des mesures exprimées en nmol/l, avec des valeurs recommandées entre 75 et 175nmol/L(la conversion de nmol/L à ng/ml se fait en divisant par 2,496).
On utilise aussi, plus rarement, le dosage ducalcitriolpour évaluer une altération du métabolisme de lavitamine D: rachitisme vitamino-résistant, hypercalcémie de la sarcoïdose,etc.
En France, le dosage sanguin de la vitamine D n'est pas remboursé par l'assurance maladieen dehors d'indications précises (suspicion de rachitisme, d’ostéomalacie, suivi ambulatoire de l’adulte transplanté rénal au-delà de trois mois après transplantation, avant et après une chirurgie bariatrique, évaluation et prise en charge des personnes âgées sujettes aux chutes répétées, respect des résumés des caractéristiques des produits (RCP) des médicaments préconisant ce dosage).
Un manque de vitamine D a été associé au risque de contracter certaines maladies non transmissibles et infectieuses, mais il est souvent difficile de savoir si le manque devitamine Dest une conséquence ou un facteur de l'infection. 
Par ailleurs, des contradictions existent concernant les résultats des études sur les bénéfices supposés de la supplémentation envitamine D. Plusieurs revues ont montré de nombreuses lacunes de connaissance à combler. On ne retrouve pas d'association entre supplémentation envitamine Det mortalité, densité minérale osseuse des enfants et adolescents en bonne santé, cancer du sein, cancer de la prostate et mucoviscidose, mais la mortalité des personnes âgées diminue d'environ 5 % avec une supplémentation. Un autrebiais méthodologiqueest que la majorité des observations n'ont pas été réalisées à partir d'essais cliniquesmais d'études d'association sur des populations nordiques qui manquent d'ensoleillement ou à partir de femmes vieillissantes plus obèses et sédentaires. La biologiste Sylvie Demers considère que les bienfaits attribués à lavitamine Dproviendraient en fait des hormones sexuelles féminines, lesprogestéronesetœstrogènes. LeNational Health Servicebritanniquerecommande une supplémentation de 10μgpar jour en automne et en hiver pour les enfants de plus de 5 ans et pour les adultes, y compris les femmes enceintes et allaitantes.
Tandis que les administrations publiques telles queSanté Canadaet laFood and Drug Administrationrecommandent de ne pas céder à l'engouement actuel pour lavitamine D, un grand nombre de chercheurs et de spécialistes, ainsi que plusieurs organismes tels qu'Ostéoporose Canadaet laSociété canadienne du cancer(en)estiment qu'il est plus prudent de ne pas attendre et de consommer des doses de 4 000 à 6 000 UI.
La vitamine D (à plus de 700UI/jour) associée à une supplémentation en calcium a un léger effet bénéfique sur la densité osseuse et la diminution du risque de fracture et de chutes, mais ces avantages peuvent être réduits à des sous-groupes spécifiques (pas d'effet chez le nourrisson ni chez certaines personnes âgées). Une dose de 700UI/par jourse situe entre leplaceboet l'intervention thérapeutique, selon les critères deThe Endocrine Societyet duVitamin D Council, qui recommandent, respectivement, 1 500 à 2 000 UI et 5 000 UI par jour pour des personnes n'ayant aucun trouble de santé.
En pratique, chez les personnes âgées, la supplémentation envitamine Ddiminuerait sensiblement le risque defractures(surtout hanches et vertèbres)et améliore l'équilibre et la tonicité musculaire, malgré quelques études récentes semblant suggérer le contraire. En particulier la supplémentation systématique chez la personne de plus de 50 ans n'a pas d'intérêt démontré sur la prévention des fractures. Un autre essai mené sur des personnes âgées pendant cinq ans est aussi négatif mais note que le risque relatif de fractures semblait diminuer avec l'augmentation de la durée de suivi.
Un traitement par vitamine D et calcium serait utile sans faire de dosage en cas de fracture ostéoporotiques des personnes âgées de plus de 65 ans. Une surveillance de la calcémie permettrait de surveiller l'absence de surdosage.
Plusieurs arguments, indirects, font penser que la vitamine D participe à laprévention des cancers. D'une part, on observe nettement moins decancers colorectauxdans les pays du Sud que du Nord (pour l'hémisphère Nord), et ce, sur tous les continents. D'autre part, l'administration devitamine D3, ou decholécalciférolsmodifiés, inhibe lacancérogenèsecolorectale induite chez desrongeurs(plusieurs études rapportées). Plusieurs études observationnellessemblent indiquer une baisse significative de certains cancers, dont ceux du sein (risque 50 % plus faible avec un taux de 130nmol/l(52ng/ml), obtenu avec une supplémentation de 4 000 UI par jour, qu'avec un taux inférieur à 32nmol/l(13ng/ml)). Une supplémentation de 400 UI par jour n'a pas montré de protection contre le cancer colorectal. En revanche, elle a démontré une corrélation inverse significative entre le risque de cancer colorectal et le taux de25-hydroxyvitamine D(le risque étant le plus faible avec un taux supérieur ou égal à 58nmol/l(23ng/ml)). D'autres études de moindre ampleur indiquent une réduction de près de 60 % de la survenue de cancers tout-venant chez des femmes ménopauséesmais qui n'est pas retrouvée partout. Cependant un taux élevé de25-hydroxyvitamine Dpourrait augmenter le risque decancer du pancréas. La supplémentation en vitamine D réduirait la mortalité par cancer d'approximativement 15 %.
Une supplémentation en cette vitamine diminuerait sensiblement le risque cardiovasculaire, mais serait par contre inefficace pour faire baisser la tension artérielle.
Dans un petit essai en double aveugle, randomisé et contrôlé par placebo, lavitamine D3associée au calcium (500mgde calcium par jour plus 50 000 UI devitamine D3par semaine en une prise) a amélioré la fraction d'éjection ventriculaire gauche de 5 %, et le degré d'insuffisance cardiaquetel que défini par laclassification fonctionnelle de la New York Heart Association, chez les patients souffrant d'insuffisance cardiaque.
Cependant, une méta-analyse d'essais randomisés contrôlés, publiée en 2022, conclut que la supplémentation envitamine Dn'est pas associée à une réduction du risque d'accidents cardiovasculaires.
Une supplémentation en vitamine D desfemmes enceintesprévient labronchioliteparvirus respiratoire syncytial(VRS) de leursnourrissons: sur 5 millions de nourrissons contractant unVRSauxÉtats-Unis, 1 million de cas seraient évités si les mères prenaient cette vitamine, qui peut aussi combattre l'épuisement et lediabètependant la grossesse. Les bébés ayant moins devitamine Dsanguine (taux corrélé avec la prise de suppléments chez la mère pendant la grossesse), risquent six fois plus de contracter une bronchiolite àVRSque ceux qui en ont le plus.
La supplémentation vitaminique réduit le risque de petit poids à la naissance.
Selon une revue systématique et une méta-analyse d'essais randomisés contrôlés, la supplémentation en vitamine D semble être efficace uniquement chez les personnes atteintes detroubles dépressifs majeurset chez celles présentant des symptômes dépressifs anténataux/postnatals.
Une méta-analyse de huit études a montré que la supplémentation en vitamine D réduit significativement le risque dediabète de type 2chez les patients prédiabétiques non obèses. Une autre méta-analyse de 37 articles a révélé que la supplémentation en vitamine D améliorait significativement le contrôle glycémique (modèle d'évaluation homéostatique de larésistance à l'insuline[HOMA-IR]), l'hémoglobine A1C (HbA1C) et le taux de glucose à jeun (FBG) chez les personnes atteintes de diabète de type 2. Unerevue généralede 2022 a montré que la supplémentation chez les personnes diabétiques semble améliorer modérément les niveaux deprotéine C réactive, deTNF-αet demalondialdéhyde.
La vitamine D tend à activer lesystème immunitaire innéet à affaiblir lesystème immunitaire adaptatif. 
Une carence est associée à un risque accru d'infections virales, dont les infections parVIHet lagrippe. De faibles niveaux semblent être un facteur de risque pour latuberculose, lavitamine Détait d'ailleurs utilisée comme traitement dans le passé.
On soupçonne de longue date que les enfants rachitiques ont une susceptibilité marquée aux infections respiratoires; une étude de 2010 établit un lien entre le taux de 25(OH)D et le risque de développer une infection virale respiratoire en période hivernale. Peu d'études laissent penser que la supplémentation protège de maladies infectieuses, sauf pour certaines infections des voies respiratoires supérieures : ainsi en 2017, une méta-analyse basée sur 11 321 participants dans 25 essais contrôlés randomisés a conclu à une protection contre les infections aiguës des voies respiratoires, et que les sujets déficients, présentant de faibles concentrations sériques (< 25nmol/L) de25-hydroxyvitamine D(marqueur du statut envitamine D), en tirent les meilleurs bénéfices.
Un effet présumément favorable de la vitamine D vis-à-vis de la Covid-19 a été proposé dèsmars 2020par la docteure Emmanuelle Faucon. Selon Fiona Mitchellet al.(2020),« un nombre croissant de preuves circonstanciées établit désormais un lien spécifique entre les résultats du COVID-19 et le statut envitamine D».
La pandémie s'est d'abord propagée dans les zones de moyenne latitude nord où la température moyenne était de5à11°Cet une faible humidité. Aucun lien de cause à effet n'est à ce jour explicite, mais des chercheurs de l'université de Cambridge (12 mai 2020) attirent l'attention sur le fait que la carence envitamine D(« qui a également été décrite comme unepandémie») sévit sous certaines latitudes (en particulier enEurope), à tous les âges et pour toutes les origines ethniques : ainsi, 40 % des Européens manquent devitamine D(taux de25 (OH) D <50 nmol/L) et 13 % sont en carence grave (25 (OH) D <30 nmol/L). Une relation quadratique a été mise en évidence entre les niveaux devitamine Det le degré de pénétration de la COVID-19, selon la latitude. Dans lapopulation générale, les pays où l'on manque le plus devitamine Dsont situés dans les régions subtropicales (Arabie saoudite 46 %, Qatar 46 %, Iran 33,4 %, Chili 26,4 %) et sous les latitudes moyennes (France 27,3 %, Portugal 21,2 % et Autriche 19,3 %). Les carences sont plus rares dans les régions tropicales et aux latitudes élevées (ex. :Norvège, Finlande, Suède, Danemark et Pays-Bas). La rareté des carences sévères dans les régions proches des pôles pourrait être due à une meilleure conscience de l'importance de la vitamine D dans ces pays et à la consommation de suppléments et d'aliments enrichis en vitamine D. Selon eux, une sévère carence envitamine Dpourrait aggraver le taux de mortalité de la COVID-19.
Les malades de la COVID-19 ont généralement un taux anormalement bas devitamine D. Cela a été montré en Suisse par des dosages rétrospectifs de25-hydroxyvitamine D(25 (OH) D) dans le plasma d'une cohorte de patients suisses. Les patients testés positifs au virusSARS-CoV-2en avaient (en valeur médiane)11,1ng/mL, soit deux fois moins que le dosage médian (24,6ng/mL) des patients testés négatifs ; cette différence restait valable en stratifiant les patients selon l'âge (> 70 ans).
La vitamine D est connue pour interagir avec l'enzyme de conversion de l'angiotensine 2.
Elle semble favoriser une meilleure production de peptides antimicrobiens dans l'épithélium desvoies respiratoires(immunité cellulaire renforcée).
Elle atténue la réponse inflammatoire excessive (choc cytokinique) induite par le système immunitaire inné face au SARS-CoV-2 (chez les malades atteint par la forme sévère de la COVID-19, le système immunitaire inné génère un flux très élevé de cytokines pro-inflammatoires en réponse aux infections virales et bactériennes). Lavitamine Dsemble freiner la production de cytokines Th1 pro-inflammatoires, tout comme lefacteur de nécrose tumoraleα et l'interféronγ. L'administration devitamine Dréduit l'expression des cytokines pro-inflammatoires, tout en favorisant l'expression des cytokines anti-inflammatoires par les macrophages.
La vitamine D (parmi de nombreux autres facteurs) agit sur lesystème immunitaire adaptatif.
Ceci expliquerait desmorbiditéetmortalitéplus élevées enhiveret dans les pays nordiques, et que« les Noirs et les minorités ethniques — qui sont plus susceptibles de souffrir d'une carence envitamine Dparce qu'ils ont la peau foncée — semblent être plus affectés que les Blancs par la COVID-19 »(par exemple, enAngleterreet auPays de Gallesles Noirs sont plus de quatre fois plus susceptibles de mourir du COVID-19 que les Blancs). 
L'Italieet l'Espagne, deux pays bien ensoleillés, semblent contredire cette théorie, mais la prévalence de la carence envitamine Dy est« étonnamment courante ».
Sur ces bases, et sachant que les effets secondaires de cette vitamine sont rares, plusieurs équipes scientifiques ont suggéré une supplémentation prophylactique envitamine Det/ou l'enrichissement des aliments comme thérapie adjuvante dans le monde. En effet, la supplémentation de 4 000 UI par jour pendant un mois a permis de diminuer de 77 % la probabilité d'être infectée chez des personnels de santé d'hôpitaux mexicains.
La vitamine D peut atténuer ou prévenir différentes maladies expérimentales chez l'animal, en particulier dans lemodèle murin(syndrome de fatigue chronique,lupus,polyarthrite rhumatoïde,diabète de type 1…).
De nombreusesétudes épidémiologiquesmontrent une association entre un déficit envitamine Det une plus grande fréquence de certainesmaladies auto-immunes:diabète de type 1,sclérose en plaques,polyarthrite rhumatoïde,sclérodermie… Cependant, le lien de causalité reste encore non prouvé (nécessité d'autres études complémentaires).
Les essais d'utilisation de vitamine D contre des maladies auto-immunes ont eu des résultats discordants, modestes ou encore discutés (sclérose en plaques,polyarthrite rhumatoïde,maladie de Crohn,diabète de type 1,lupus érythémateux).
Ainsi, une supplémentation en vitamine D pourrait être associée à une diminution du risque depolyarthrite rhumatoïdemais cette hypothèse a été infirmée. L'insulino-résistance  (anomalie donnant un risque de diabète) pourrait être améliorée chez les femmes, mais dans l'étude qui le dit, aucune femme n'avait de diabète. Lavitamine Dinteragit avec l'immunité et serait notamment bénéfique dans le traitement de lamaladie de Crohn.
À haute dose, la vitamine D limiterait l'activité deslymphocytess'attaquant à la gaine demyélinede nerfs de patients souffrant desclérose en plaques.
En 2017, il n'est pas encore possible de conclure sur la valeur d'une supplémentation envitamine Dpour le traitement desmaladies auto-immunes; les études en cours devraient aider à mieux comprendre cette question.
L'humain peut tolérer au moins 10 000 UI par jour, sans risque particulier selon une étude dont le premier auteur est affilié auCouncil for Responsible Nutrition(en), une organisation professionnelle de producteurs de suppléments alimentaires. Dépasser l'apport nutritionnel de référence n'est pas réputé associé à un risque particulier, mais la plupart des essais de doses plus élevées devitamine Dne visaient pas à évaluer d'éventuels inconvénients à long terme. La prise de suppléments devitamine D3jusqu'à 35 000 UI par semaine pendant le dernier trimestre degrossessedans le cadre d'une étude menée en 2013 n'a pas entraîné de problème de santé pour les femmes enceintes ni pour leurfœtus.
D'après une étude publié en 2023, des travaux de recherches évaluant la prévalence de l'utilisation de médicaments et de compléments alimentaires contenant de la vitamine D sont nécessaires pour mieux clarifier son profil de sécurité en pratique clinique.
L'intoxication à la vitamine D peut provoquer unehypercalcémie. Ce risque estétablien cas de traitement par une dose devitamine Dde 40 000 UI par jour pendant plusieurs mois consécutifs. Des taux élevés de25-(OH)-vitamine Dpeuvent être observés lorsqu'on consomme plus de 10 000 UI par jour pendant 3 mois ou plus, ou plus de 300 000 UI sur une période de 24 heures. Il n'est pas souhaitable de dépasser150ng/mL. Selon le Groupe de recherche et d’information sur les ostéoporoses, des taux de25-(OH)-vitamine Dde l’ordre de100à150ng/mLsont associés à un risque faible d’hypercalcémie. Un taux de250ng/mLest attribué à un risque élevé d’hypercalcémie.