Met de werking van een steroïde hormoon is 1,25-dihydroxycholecalciferol betrokken bij heel wat stofwisselingsprocessen. Calcitriol is gebonden aan een intracellulair receptoreiwit in het doelorgaan - darm, bot, nier en bijschildklier - en getransporteerd naar de kern. Vervolgens oefent het vitamine-receptor-complex invloed uit op het DNA. Het verandert de transcriptie (eerste stap van eiwitbiosynthese - vorming van m-RNA) van verschillende hormoongevoelige genen. Dit proces leidt uiteindelijk tot veranderingen in de biosynthese van eiwitten met bijbehorende biologische effecten. Een belangrijke functie van vitamine D3 is de regulering van calcium en fosfaat metabolisme samen met hormoon van de bijschildklieren en calcitonine In verhouding heeft vitamine D3 vier klassieke doelorganen: bot, dunne darm, nier en bijschildklier.
Bot
Botweefsel is samengesteld uit osteoclasten (botafbrekende cellen) en osteoblasten (botvormende celstructuren). Osteoclasten snijden een lacune in het botoppervlak via de vorming van een "extracellulair lysosoom", dat op zijn beurt wordt gevuld en opnieuw gemineraliseerd door osteoblasten. Dienovereenkomstig zijn zowel osteoclasten als osteoblasten essentieel voor botvernieuwing, hermodellering en herstel. Er wordt aangenomen dat 1,25-dihydroxycholecalciferol een essentiële rol speelt in het botmetabolisme door zijn vermogen om de resorptie en mineralisatie te beïnvloeden in het fysiologische proces van de vorming en afbraak van botweefsel. Door te leiden tot een verhoogde synthese van osteoclasten uit hematopoëtische cellen (cellen van bloed vorming) en het stimuleren van osteoblasten om een resorptiefactor uit te scheiden die de osteoclastactiviteit bevordert, 1,25 (OH) 2D3 verhoogt de botresorptie. De stimulatie van botmineralisatie is gebaseerd op de verhoogde voorziening van calcium en fosfaat door calcitriol-geïnduceerde verhoogde darm absorptie In dit proces werkt 1,25 (OH) 2D3 synergetisch samen met hormoon van de bijschildklieren Verder 1,25 (OH) 2D3, samen met hormoon van de bijschildklieren, bevordert de mobilisatie van calcium - als het calciumgehalte daalt - en fosfaat van bot naar de extracellulaire ruimte. door verhoogde intestinale absorptie evenals mobilisatie uit bot, handhaaft 1,25-dihydroxycholecalciferol bloed calcium- en fosfaatconcentraties. Omdat osteoblasten receptoren voor de vitamine D hormoon, het kan de synthese van alkalische fosfatase (AP) en osteocalcine in osteoblastculturen. Bovendien worden onder invloed van 1,25 (OH) 2D3 in osteoblasten andere componenten van de extracellulaire matrix (ECM) van botweefsel uitgescheiden, zoals osteopontine, type 1 collageen en hCYR61. Deze vertonen op hun beurt specifieke effecten die belangrijk zijn voor de botvorming. Door resorptie en mineralisatie te bevorderen in het fysiologische proces van vorming en afbraak van botweefsel, vitamine D hormoon veroorzaakt een toename van de botomzetting en, in combinatie met dunne darm effecten, een positieve calcium en bot evenwicht.
Dunne darm
Een van de belangrijkste rollen van vitamine D hormoon is de regulering van de opname van calcium en fosfaat in de dunne darm 1,25 (OH) 2D3 leidt tot verhoogde synthese van het calciumbindende eiwit calbindin-D in cellen van de dunne darm slijmvlies via een transcriptionele toename van de overeenkomstige gen Bovendien is 1,25 (OH) 2D3 in staat om binnen enkele minuten het darmcalciumtransport te activeren, onafhankelijk van gen activering. Ten slotte, onder invloed van 1,25-dihydroxycholecalciferol, beide darmcalcium absorptie en plasmacalciumtransport worden verhoogd.
Immuunsysteem
Vitamine D draagt bij aan normaal immuunsysteem functie en een gezonde ontstekingsreactie. Vitamine D speelt een regulerende rol bij de werking van de immuunsysteem Vitamine D-receptoren (VDR) zijn gedetecteerd in monocyten en in zowel T-helper 1 (Th1) als T-helper 2 (Th2) -cellen (cellen van de immuunsysteem De actieve vorm van vitamine D vermindert de ontstekingsreactie van Th1-cellen, onderdrukt de antigeenpresentatie door dendritische cellen en de proliferatie en immunoglobulineproductie. Nier
Vitamine D-hormoon neemt een belangrijke plaats in bij de hydroxylatiereactie in de nieren. Het remt de hydroxylering van 25 (OH) D3 in de 1alpha-positie. Tegelijkertijd stimuleert calcitriol de hydroxylering op de 24-positie. Aangenomen wordt dat vitamine D-hormoon de renale reabsorptie en renale excretie van respectievelijk calcium en fosfor beïnvloedt.
bijschildklier
Via een calciumsensor van het organisme, de bijschildklier voelt het huidige calcium concentratie in het serum. Bijschildklierhormoon, dat wordt geproduceerd in de bijschildklier, is verantwoordelijk voor het op peil houden van het calciumgehalte. De afscheiding is afhankelijk van het huidige calcium concentratie Wanneer de calciumspiegels laag zijn, wordt binnen enkele minuten parathyroïdhormoon vrijgegeven uit de bijschildklier. Het stimuleert de expressie van 1alpha-hydroxylase op de nier en dus de vorming van vitamine D-hormoon. Door het bevorderen van intestinale calciumabsorptie en mobilisatie van calcium uit het bot naar de extracellulaire ruimte samen met parathyroïdhormoon, verhoogt 1,25 (OH) 2D3 het serumcalcium concentratieHet verhoogde plasma 1,25 (OH) 2D3-niveau remt op zijn beurt de secretie van bijschildklierhormoon. Dit mechanisme verloopt via bijschildklier vitamine D3-receptoren. Als 1,25 (OH) 2D3 deze receptoren bezet die specifiek zijn voor zichzelf, kan de vitamine het metabolisme van het doelorgaan beïnvloeden.
Andere effecten van 1,25-dihydroxycholecalciferol
Naast de vier klassieke doelorganen bezitten tal van weefsels en cellen ook receptoren voor 1,25 (OH) 2D3, waardoor het steroïdhormoon specifieke effecten uitoefent.Vitamine D-hormoon is over het algemeen een antiproliferatieve en differentiatie-inducerende stof:
- Groei en differentiatie van epidermale en hematopoëtische (bloed-vormende) cellen.
- Differentiatie en rijping van beenmergcellen
- Beïnvloed endocriene klieren - naast insuline en bijschildklierhormoon ook uitscheiding van schildklier hormonen.
- Huid - invloed op celgroei en differentiatie (aanmaak en groei van haarzakjes, differentiatie van keratinocyten)
- Endocriene pancreas (pancreas) - modulatie van insulinesecretie
- Zeker hersenen secties - toename van de activiteit van choline-acetyltransferase.
- Spier - differentiatie en rijping van chondrocyten (cellen van kraakbeen weefsel) in eelt formatie (opkomend vervangend bot) na fracturen (gebroken botten), directe invloed op calciumtransport en eiwitbiosynthese in spieren - leidt uiteindelijk tot verbetering van spierweefsel sterkte -, coördinatie van spiercontractie, neiging tot zwaaien.
- Verschillende tumorcellen - remming van celproliferatie
