Metabolismus

Cholesterin ist die Vorstufe von Vitamin D. Das 7-Dehydrocholesterin, auch Provitamin D₃ genannt, wird in der Haut durch ultraviolettes Licht zu Prävitamin D₃ photolysiert, welches spontan zu Vitamin D₃ isomerisiert (Stryer 1990a; Lehninger 1975a; Hidiroglou 1985a).
 
Das mittels UV-Strahlung aus 7-Dehydrocholesterin synthetisierte Cholecalciferol geht ins Blut über und wird an das Vitamin D-bindendende Protein (DBP) gebunden und so weitertransportiert (Christakos 2010a; Fettman 2001c). In der Leber entsteht durch eine erste Hydroxylierung des C25-Atoms in der Seitenkette das Calcidiol (25-OH-Vitamin D3). Anschliessend gelangt dieses, gebunden an das Vitamin D-bindende Protein, über das Blut zur Niere. In den Mitochondrien der Niere wird das C1-Atom des A-Ringes hydroxyliert und somit das aktive Hormon Calcitriol (1,25-Dihydroxycholecalciferol) synsthetisiert. Diese Reaktion wird durch die 25-OH-Vitamin-D-1α-Hydroxylase zusammen mit Nicotinsäureamid-Adenin-Dinukleotid-Phosphat (NADPH), O₂, einem Flavoprotein und dem Cytochrom P-450, katalysiert (Stryer 1990a; Fettman 2001c).
 
Gleichzeitig entstehen noch andere Metaboliten von 25-OH-Vitamin D, die keine, oder nur eine geringe biologische Aktivität haben und als Ausscheidungsprodukte gelten, wie zum Beispiel 25,26-(OH)₂D und 1,24,25-(OH)₃D. Andere Metaboliten hingegen besitzen eine regulatorische Rolle in der Kontrolle der PTH-Ausschüttung und Knochenmineralisation, wie zum Beispiel das 24,25-(OH)₂D (Stryer 1990a; Fettman 2001c).
 
Tiefe Kalzium-Plasmaspiegel stimulieren die PTH-Ausschüttung aus der Nebenschilddrüse. Das PTH fördert die Kalziummobilisation aus den Knochen, die renale tubuläre Kalziumresorption aus dem glomerulären Filtrat und die Aktivierung der renalen 25-OH-Vitamin-D-1α-Hydroxylase und somit die Vitamin-D₃-Aktivität (Omdahl 2002a; Fettman 2001c). Ein erhöhter Parathormonwert dient als Signal für die Induktion der Calcitriol-Synthese in der Niere, dies wird durch die gesteigerte Hydroxylaseaktivität erreicht (Boyle 1971a; Murayama 1999a). Ein Anstieg des Kalzium-Plasmaspiegels hat den umgekehrten Effekt und stimuliert zusätzlich die Thyrocalcitonin (TCT) Ausschüttung durch die Schilddrüse, welches die Wirkung von PTH auf Niere und Knochen antagonisiert (Fettman 2001c).
 

Speicher

Es gibt speziesspezifische Unterschiede in der Speicherkapazität des Vitamin D. Viele Säugetiere reichern keine relevanten Mengen im Gewebe an, Salzwasserfische hingegen reichern viel Vitamin D in der Leber an: deshalb gillt Lebertran als hervorragende Vitaminquelle (Fettman 2001c).
 

Elimination

Die aktive Form des Vitamin D wird durch die 24-Hydroxylase zu Calcitroinsäure hydroxyliert. Diese wird über die Galle ausgeschieden (Endres 2000a).
 

Normale Plasmakonzentration

Hund

Calcitriol 1,25-(OH)2D3:	20 - 50 pmol/l (Rumbeiha 2006a) (53 - 253 pmol/l (Gerber 2003a))
Calcidiol 25-(OH)D3:	60 - 215 nmol/l (Rumbeiha 2006a) (73-461 nmol/l (Gerber 2003a))

 

Katze

Calcitriol 1,25-(OH)2D3:	20 - 40 pg/ml (Schaefer 2009a)
Calcidiol 25-(OH)D3:	65 - 170 nmol/l (Schaefer 2009a)

 

Eliminationshalbwertzeit

Rind:	i.m. Applikation von 25-Hydroxycholecalciferol: 34 Tage (Hollis 1977b)
Hund:	Calcitriol: 3 Tage (Rumbeiha 2006a)
Mensch:	i.v. Applikation von [3H]24.25(OH)2-Vitamin D3: 6.5h (De Gruyter 1988a)
	Calcitriol: 3 bis 5 Tage (Marcus 2001a)

 

AUC

Maus:

nach 0,5 μg/Maus 1-α-25-Dihydroxyvitamin D3 i.p.: 128 ng●h/ml (Muindi 2004a)

 

Clearance

Hund 1,25-(OH)2D3:

6.8 ± 0.4 ml/min (Dusso 1991a)