วิตามินดีหรือแคลซิเฟอรอล (calciferol) เป็นฮอร์โมนชนิดหนึ่งที่สร้างได้ที่ผิวหนัง โดยเกิดจาก7 ดีไฮโดรคอเลสเทอรอลทำปฏิกิริยากับแสงแดดแล้วเปลี่ยนเป็นวิตามินดี 3 เมื่อสร้างขึ้นหรือดูดซึมจากลำไส้จะถูกสะสมในตับ และเปลี่ยนเป็น 25 ไดไฮดรอกซิ โคลแคลซิเฟอรอล (25 dihydroxycholecalciferal : 25-OHD ₃) และสารนี้จะถูกเปลี่ยนที่ไตเป็น 1,25 ไดไฮดรอกซิ
โคลแคลซิเฟอรอล (1,25 dihydroxycholecalciferol :1,25 (OH) 2 D ₃) ซึ่งเป็นตัวที่มีผลทางสรีรวิทยา ควบคุมการสร้างโดยพาราฮอร์โมน แคลเซียม และฟอสเฟต    การได้รับแสงแดดอยู่เสมอไม่จำเป็นต้องได้รับวิตามินดีจากอาหาร นอกจากคนที่ต้องการได้รับแคลเซียมมากกว่าปกติ เช่น ผู้ที่ตั้งครรภ์หรือที่ให้นมบุตร เป็นต้น

วิตามินดีมีผลต่อการสร้างของกระดูก ดังนั้นก่อนที่จะศึกษาหน้าที่ของวิตามินดี เรามารู้จักกระดูกกันก่อน

        โครงสร้างของกระดูก

       กระดูกเป็นเนื้อเยื่อเกี่ยวพัน (connective tissue) ที่เป็นคลอลาเจนและมี แคลเซียมและฟอสเฟตเ ป็น ส่วนประกอบ  มีสูตรโครงสร้างทั่วไปคือ Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂    จะมีการสร้าง และการทำลายอยู่ตลอดเวลา

         ชนิดของกระดูกประกอบด้วย

          สันกระดูก (compact หรือ cortical bone)  เป็นส่วนประกอบประมาณ 80 เปอร์เซนต์ของกระดูก ทั้งหมด อยู่ด้านนอก เป็นส่วนที่มีโครงสร้างแข็งแรง  มีลักษณะ แน่น การเจริญของกระดูกนี้ขึ้นอยู่กับ แรงที่กดด้วย ถ้ามีแรงกดมาก ความหนาของกระดูก ก็จะเพิ่มตามไปด้วย

       แกนกระดูก ( tabecular หรือ spongy bone) เป็นส่วนประกอบประมาณ 20 เปอร์เซนต์ของกระดูกทั้งหมด อยู่ด้านในของสันกระดูก เป็นส่วนที่มีลักษณะมีโพรงคล้ายฟองน้ำ มีรูพรุนจะเป็นโครงตาข่าย สานเป็นร่างแหไปมา

       ระหว่างการเจริญเติบโต ด้านปลายของกระดูกที่เรียกว่าเอพิไฟซิส (epiphyses) จะไม่ติดกับสันกระดูก จะมีแผ่นที่เรียกว่าเอพิไฟเซียล เฟลท (epiphyseal plate) คั่นอยู่   ซึ่งแผ่นนี้จะมีการเจริญแบ่งเซลล์อยู่ตลอดเวลา ถ้าแผ่นนี้กว้างก็แสดงว่ากระดูกนี้จะยาวได้มากขึ้น ถ้าแผ่นนี้ปิด กระดูกนั้นจะหยุดการเจริญยาวออก

        เซลล์ที่ทำหน้าที่ในการสร้างกระดูกเรียกว่าออสทีโอบลาส(osteoblasts) และเซลล์ที่ทำลายกระดูก เรียกว่าออสทีโอคลาส(osteoclasts) การดูดซึมของแคลเซียมและฟอสเฟต จากลำไส้ และจากการร่วมทำงานของวิตามินดี ทำให้มีการเพิ่มเซลล์ออสทีโอบสาส มีการสร้างกระดูกมากยิ่งขึ้น

        ผลต่อกระดูก 1,25 (OH) 2D ₃ มีผลกระตุ้นการสร้างกระดูก และการเกาะของแร่ธาตุ (mineralization) ที่กระดูก นอกจากนี้ยังทำหน้าที่ร่วมกับพาราไทรอยด์ ฮอร์โมน ในการกระตุ้นการดูดซึมแคลเซียม โดย

        ผลต่อลำไส้ ช่วยในการดูดซึมแคลเซียมที่ลำไส้เล็ก ทำให้แคลเซียมในพลาสมาสูงขึ้น

        ผลต่อไต      กระตุ้นการดูดกลับทั้งแคลเซียม และฟอสเฟตที่ท่อไตส่วนต้น

        ผู้ที่ขาดวิตามินดี มักเป็นผู้ที่อยู่แต่ในบ้าน คนที่ป่วยไข้ต้องนอนอยู่ตลอดเวลา ผู้ที่มีปัญหาในการดูดซึมไขมัน เช่นผู้ที่เป็นโรคตับ ตับอ่อน และผู้ที่มีปัญหาเกี่ยวกับระบบท่อน้ำดี

        ถ้าความเข้มข้นของแคลเซียมในกระแสเลือดลดน้อยลง จะมีผลให้การทำงานของกระแสประสาทผิดปกติ ทำให้กล้ามเนื้อโดยเฉพาะที่หลอดลมเกิดการหดตัวแล้วไม่คลาย ทำให้ถึงแก่ชีวิตได้ แต่ถ้ามีแคลเซียมในกระแสเลือดมากเกินไป จะกดการทำงานของกระแสประสาททำให้กล้ามเนื้ออ่อนแรง การทำงานของรีเฟร็กซ์หายไป ซึ่งเป็นอันตรายถึงชีวิตเช่นกัน

         นอกจากนี้ภาวะขาดวิตามินดี จะมีผลต่อร่างกาย ดังนี้

       - โรคกระดูกอ่อน (rickets) พบในเด็กทำให้การเจริญเติบโตของกระดูกและฟันผิดปกติหรือหยุดชะงัก

       - โรคกระดูกผุ (osteomalacia) เป็นกระดูกผุที่พบในผู้ใหญ่ ทำให้กระดูกหักง่าย เนื่องจาก ขาดแคลเซี่ยม และฟอสเฟต ที่เป็นส่วนประกอบของกระดูก  มองจากภายนอกจะไม่เห็นอาการชัด

        ภาวะวิตามินดีเป็นพิษ (vitamin D intoxication) คือการที่ระดับแคลเซียม และฟอสเฟตในพลาสมา สูงเกินไป มีแคลเซียมไปจับที่เนื้อเยื่อต่างๆจะทำให้มีอาการกระสับกระส่าย น้ำหนักลด