Z delovanjem steroidnega hormona 1,25-dihidroksiholekalciferol sodeluje v kar nekaj presnovnih procesih. Kalcitriol je vezan na znotrajcelični receptorski protein na ciljnem organu - črevesju, kosti, ledvicein obščitnična žleza - in se prevažajo v jedro. Nato vitamin-receptorski kompleks vpliva na DNA. Spremeni transkripcijo (prvi korak biosinteze beljakovin - tvorba m-RNA) različnih genov, občutljivih na hormone. Sčasoma ta postopek vodi do sprememb v biosintezi beljakovin z ustreznimi biološkimi učinki. Glavna naloga vitamina D3 je uravnavanje kalcij in fosfat presnovo skupaj z obščitnični hormon in kalcitonin. V zvezi s tem ima vitamin D3 štiri klasične ciljne organe - kosti, Tanko črevo, ledvice in obščitnična žleza.
Bone
Kostno tkivo je sestavljeno iz osteoklastov (celice, ki razgrajujejo kosti) in osteoblastov (celične strukture, ki tvorijo kosti). Osteoklasti vrežejo lakuno v površino kosti s tvorbo "zunajceličnega lizosoma", ki ga osteoblasti nato napolnijo in ponovno mineralizirajo. Tako osteoklasti kot osteoblasti so bistvenega pomena za obnovo, preoblikovanje in obnovo kosti. 1,25-dihidroksiholekalciferol naj bi imel pomembno vlogo pri presnovi kosti s svojo sposobnostjo vplivanja na resorpcijo in mineralizacijo v fiziološkem procesu tvorbe in razgradnje kostnega tkiva. S povečanjem sinteze osteoklastov iz hematopoetskih celic (celic kri in spodbujanje osteoblastov, da izločajo resorpcijski faktor, ki spodbuja aktivnost osteoklastov, 1,25 (OH) 2D3 poveča resorpcijo kosti. Spodbujanje mineralizacije kosti temelji na povečanem zagotavljanju kalcij in fosfat skozi kalcitriol-inducirano povečano črevesje absorpcija. V tem procesu 1,25 (OH) 2D3 deluje sinergično z obščitnični hormon. Poleg tega 1,25 (OH) 2D3, skupaj z obščitnični hormon, spodbuja mobilizacijo kalcij - ko raven kalcija pade - in fosfat iz kosti v zunajcelični prostor. Skozi povečano črevesje absorpcija 1,25-dihidroksiholekalciferol, kot tudi mobilizacija iz kosti, ohranja kri koncentracije kalcija in fosfata. Ker imajo osteoblasti receptorje za vitamin D hormona, lahko uravnava sintezo alkalne fosfataze (AP) in osteokalcin v kulturah osteoblastov. Poleg tega se pod vplivom 1,25 (OH) 2D3 v osteoblastih izločajo tudi druge komponente zunajceličnega matriksa (ECM) kostnega tkiva, kot je osteopontin, tip 1 kolagen in hCYR61. Ti pa kažejo specifične učinke, pomembne za tvorbo kosti. S spodbujanjem resorpcije in mineralizacije v fiziološkem procesu nastajanja in razgradnje kostnega tkiva vitamin D hormon povzroči povečanje predelave kosti in v povezavi z Tanko črevo pozitiven učinek, pozitiven kalcij in kosti ravnovesje.
Tanko črevo
Med glavnimi vlogami vitamin D hormon je uravnavanje vnosa kalcija in fosfata v Tanko črevo. 1,25 (OH) 2D3 vodi do povečane sinteze kalcijevega proteina kalbindin-D v celicah tankega črevesja sluznica s transkripcijskim povečanjem ustreznega gen. Poleg tega lahko 1,25 (OH) 2D3 aktivira črevesni transport kalcija v nekaj minutah, neodvisno od gen aktivacija. Nazadnje pod vplivom 1,25-dihidroksiholekalciferola oba črevesna kalcija absorpcija in poveča se transport kalcija v plazmi.
Imunski sistem
Vitamin D prispeva k normalnemu delovanju imunski sistem delovanje in zdrav vnetni odziv. Vitamin D ima regulativno vlogo pri delovanju imunski sistem. V. So odkrili receptorje za vitamin D (VDR) monociti in v celicah T helper 1 (Th1) in T helper 2 (Th2) (celice imunski sistem). Aktivna oblika vitamina D zmanjša vnetni odziv celic Th1, zavira predstavitev antigena z dendritičnimi celicami ter proliferacijo in tvorbo imunoglobulina. Ledvice
Vitamin D hormon zavzema pomemben položaj v reakciji hidroksilacije v ledvicah. Zavira hidroksilacijo 25 (OH) D3 v položaju 1a. Vzporedno s tem kalcitriol stimulira hidroksilacijo v položaju 24. Domneva se, da vitamin D hormon vpliva na reabsorpcijo ledvic in izločanje kalcija v ledvicah oziroma fosforja.
Paratiroidni
Preko kalcijevega senzorja v organizmu, obščitnična žleza zazna trenutni kalcij koncentracija v serumu. Paratiroidni hormon, ki se proizvaja v obščitnični žlezi, je odgovoren za vzdrževanje ravni kalcija. Njegovo izločanje je odvisno od trenutnega kalcija koncentracija. Ko je raven kalcija nizka, se obščitnični hormon sprosti iz obščitnične žleze v nekaj minutah. Spodbuja ekspresijo 1alfa-hidroksilaze na ledvice in s tem tvorba hormona vitamina D. S spodbujanjem absorpcije kalcija v črevesju in mobilizacije kalcija iz kosti v zunajcelični prostor skupaj s paratiroidnim hormonom 1,25 (OH) 2D3 poveča serumski kalcij koncentracijaPovečana plazemska raven 1,25 (OH) 2D3 v zameno zavira izločanje obščitničnega hormona. Ta mehanizem poteka prek obščitničnih receptorjev vitamina D3. Če 1,25 (OH) 2D3 zaseda te receptorje, specifične zase, lahko vitamin vpliva na presnovo ciljnega organa.
Drugi učinki 1,25-dihidroksiholekalciferola
Številna tkiva in celice imajo poleg štirih klasičnih ciljnih organov tudi receptorje za 1,25 (OH) 2D3, s pomočjo katerih ima steroidni hormon posebne učinke.
- Rast in diferenciacija povrhnjice in hematopoeze (kri-oblikovalne) celice.
- Diferenciacija in zorenje celic kostnega mozga
- Vpliv na endokrine žleze - poleg insulina in obščitnični hormon tudi izločanje ščitnice hormoni.
- Koža - vpliv na rast in diferenciacijo celic (tvorba in rast lasnih mešičkov, diferenciacija keratinocitov)
- Endokrina trebušna slinavka (trebušna slinavka) - modulacija izločanja insulina
- Nekatere možganov odseki - povečanje aktivnosti holin acetiltransferaze.
- Mišice - diferenciacija in zorenje hondrocitov (celic hrustanec tkivo) v kalus tvorba (nastajajoča nadomestna kost) po zlomih (zlomljena kosti), neposreden vpliv na transport kalcija in biosintezo beljakovin v mišicah - na koncu vodi do izboljšanja mišic moč -, usklajevanje krčenja mišic, nagnjenost k nihanju.
- Različne tumorske celice - zaviranje celične proliferacije
