Witamina D odgrywa ważną rolę w organizmie człowieka, gdyż reguluje wiele zachodzących w nim procesów, a jej niedobór może negatywnie wpływać na jego funkcjonowanie. W wielu krajach, w tym również w państwach Unii Europejskiej, zapotrzebowanie na witaminę D₃ (cholekalcyferol) pokrywane jest nie tylko na drodze żywieniowej i przez ekspozycję na słońce, lecz także w dużym stopniu dzięki suplementacji.

Większość (bo około 95%) witaminy D potrzebnej organizmowi powstaje w wyniku syntezy w skórze pod wpływem promieni UVB. Można dostarczyć ją również z pożywieniem. Naturalnym, bogatym źródłem witaminy D₃ są przede wszystkim ryby morskie. W Polsce od marca do września nasłonecznienie jest wystarczające i codzienne przebywanie na słońcu przez co najmniej 30 min, bez wcześniejszego użycia kremów z filtrami UV, z odkrytymi ramionami i twarzą może pokryć średnie dobowe zapotrzebowanie na witaminę D₃.

Witaminę D stanowią różniące się budową łańcucha bocznego, rozpuszczalne w tłuszczach związki, z których największe znaczenie zdrowotne mają witamina D₂ (ergokalcyferol) i witamina D₃ (cholekalcyferol). Ergokalcyferol występuje w drożdżach i pokarmach roślinnych, z kolei cholekalcyferol jest dostarczany wraz z produktami pochodzenia zwierzęcego oraz wytwarzany w skórze pod wpływem promieniowania UVB.

Aktywacja prowitaminy D, jaką jest 7-dehydrocholesterol, do cholekalcyferolu i jego związanie z białkiem transportowym (DBP – D-binding protein) poprzedza kolejne etapy reakcji enzymatycznych (w wątrobie [z 25-hydroksylazą] i nerkach [z 1α-hydroksylazą]) prowadzące do powstania biologicznie aktywnej formy – kalcytriolu 1,25(OH)₂D₃. Wiązanie kalcytriolu z komórkowym receptorem witaminy D (VDR – vitamin D receptor) jest warunkiem jego aktywności komórkowej. Jest ona zależna od ekspresji receptora oraz jego polimorfizmów¹. Mimo że kalcytriol jest formą biologicznie aktywną, to pokrycie zapotrzebowania organizmu w witaminę D ocenia się na podstawie pomiaru stężenia 25(OH)D₃ we krwi.

Zależność między obniżonym stężeniem witaminy D₃ a zwiększoną produkcją parathormonu (PTH) prowadzi do zwiększonego wychwytu wapnia przez nerki oraz wzmożonego uwalniania wapnia z kości. W następstwie zwiększa się również produkcja kalcytriolu w nerkach, co ma za zadanie wyrównać istniejący niedobór².