D-vitamiini
Toiminta eliöissä > Kalsium ja fosfori

Kalsiumia ja fosforia vaaditaan kehossa moniin eri toimintoihin. Siksi keho pyrkii pitämään niiden pitoisuuksia veressä tietyn suuruisina. Luiden mineraalit koostuvat kalsiumista ja fosfaateista, jotka ovat luussa lähinnä hydroksiapatiittina. Nämä ainesosat tulevat luustolle verestä. Kalsitrioli osallistuu veren normaalin kalsium- ja fosfaattipitoisuuden ylläpitoon ja luuston kehitykseen.
Kalsitrioli lisää ruuan kalsiumkationien (Ca2+) aktiivista imeytymistä ohutsuolesta mekanismilla, jossa TRPV6:n (geeni TRPV6), calbindin-D9k:n (S100G) ja PMCA1b:n (ATP2B1) tuotto kasvaa kalsitriolin aktivoidessa D-vitamiinireseptoreita (VDR). TRPV6 on kalsiumkanava, jonka läpi virtaa ohutsuolesta suolisoluihin kalsiumia. Calbindin-D9k kuljettaa kalsiumia solun halki ja estää sitoutumisella liiallisen sitoutumattoman kalsiumin solulle haitallisia vaikutuksia. PMCA1b-ATPaasi pumppaa suolisoluista kalsiumia vereen. Imeytymistä ilmenee muidenkin pienemmän roolin omaavien aktiivisten reittien kautta ja passiivisesti diffuusiolla. Munuaisissa kalsitrioli lisää VDR:n kautta kalsiumin takaisin imeytymistä virtsasta vereen lähinnä TRPV5:n (TRPV5) ja calbindin-D28k:n (CALB1) avulla – nämä vastaavat toiminnoiltaan ohutsuolen kuljetusmekanismin proteiineja.
Kalsitrioli lisää VDR:n kautta RANKL-kalvoproteiinin (TNFSF11) tuottoa osteoblastisoluissa. RANKL yhtyy epäkypsien osteoklastien solukalvon RANK-reseptoreihin (TNFRSF11A). RANK:n aktivoituminen johtaa solun kasvuun osteoklastiksi, joka hajottaa luita kalsiumiksi ja fosfaatiksi verenkiertoon. Osa veren fosfaatista ja kalsiumista päätyy takaisin luihin. Luun muodostuksella ja hajotuksella, ja näiden kahden välisellä sopivalla tasapainolla on rooli normaalissa luuston kehityksessä. Eritoten ihmisen kasvun aikana lapsesta aikuiseksi luiden kasvu on nopeaa ja luuta tulee syntyä ja hajottaa nopeasti. Osteoklastit myös ylläpitävät veren fosfaatti- ja kalsiumpitoisuuksia jos niitä ei saada kylliksi ravinnosta. Pitkittyneessä puutoksessa luun fosfaattien ja kalsiumin uhraus vereen ja siitä välittömästi tärkeämpiin käyttökohteisiin johtaa luukatoon.
Ruuan fosfori imeytyy ohutsuolesta suolisoluihin fosfaatteina pääosin NPT2b:n (geeni SLC34A2) avulla, mutta myös passiivisesti diffuusiolla. Munuaisissa imeytyminen tapahtuu pääosin NPT2a:n (SLC34A1) ja NPT2c:n (SLC34A3) kautta. NPT:t ovat Na+-riippuvaisia symporttereita. Soluista fosfaatit päätyvät vereen tuntemattomalla tavalla. Kalsitrioli tehostaa fosfaattien imeytymistä ohutsuolessa ja munuaisissa tuntemattomalla tavalla.
Hypokalsemiassa joko kalsitriolin tai lisäkilpirauhasen pääsolujen parathormonin (PTH) eritys vereen kasvaa. Tällä keho pyrkii normalisoimaan veren kalsiumpitoisuuden. D-vitamiini alentaa PTH:n tuottoa VDR:n kautta ja on tällöin pääasiallinen veren kalsiumsäätelijä, mutta D-vitamiinipuutoksessa PTH on veren kalsiumin pääsäätelijä. PTH lisää kalsiumin vapautumista luista ja sen takaisinottoa virtsasta munuaisissa. Fosforin takaisinotto ei lisäänny, joten varhaisessa D-vitamiinipuutoksessa voi ilmetä hypofosfatemiaa, mutta veren kalsiumpitoisuus on normaali.
Hyperkalsemiassa kilpirauhasen erittämä kalsitoniini alentaa ohutsuolessa, munuaisissa ja luissa kalsiumin päätymistä vereen. Se myös estää PTH:n vaikutuksen.