Vrij vitamine D
Vitamine D ondergaat verschillende stofwisselingsprocessen in het lichaam. In de huid wordt onder invloed van zonlicht uit 7-dehydrocholesterol pre-vitamine D gesynthetiseerd. Na thermische isomerisatie door de lichaamstemperatuur wordt vitamine D3 (cholecalciferol) aangemaakt. Zelfs een korte blootstelling aan UV-licht is voldoende om vitamine D aan te maken en de voorraad aan te vullen. Bij mensen die regelmatig in de open lucht vertoeven, draagt de huideigen synthese voor 80 à 90 % bij tot de voorziening. Een kleiner deel van vitamine D wordt via de voeding opgenomen als vitamine D2.
In de lever wordt uit vitamine D2 (calciol), 25(OH) vitamine D (calcidiol) gevormd dat zich bindt aan de transportmolecule Vitamine D-bindend eiwit (VDBP) en zo in het lichaam circuleert. In een volgende stap wordt uit deze gebonden vorm het actieve vitamine D-hormoon 1,25(OH)2D (calcitriol) gevormd. Dit gebeurt vooral in de nieren en verklaart een mogelijk tekort aan calcitriol bij nieraandoeningen. Beide omzettingsstappen zijn onderhevig aan hormonale regulering, die afhangt van de calciumconcentratie in het bloed. Deze hormonale route is hoofdzakelijk verantwoordelijk voor de effecten van vitamine D op de calciumopname en dus ook op de gezondheid van de botten.
Om de in vetoplosbare vitamine D via de bloedvaten naar de doelorganen te transporteren, wordt ongeveer 90% van het 25(OH)D gebonden aan het vitamine D-bindend eiwit (VDBP). Nog eens 10% is gebonden aan albumine.
Vitamine D die gebonden is aan eiwitten, wordt beschouwd als een opslagplaats. Het is niet direct beschikbaar voor de lichaamscellen omdat het niet door de celmembranen kan dringen. Het kan dus niet intracellulair worden omgezet in 1,25 (OH)2D (calcitriol), noch kan het zich binden aan de intracellulaire vitamine D-receptor (VDR) als 25(OH)D (calcidiol).
Aanzienlijk minder dan 1% van de vitamine D is vrij beschikbaar en dus, volgens de "vrij hormoon-hypothese", biologisch actief en kan via het membraan de doelcellen binnendringen. Soms wordt de vrije vitamine D in de literatuur aangeduid als "biobeschikbare" vitamine D, waarbij de vitamine D aan albumine gebonden is. De precieze hoeveelheid vrije vitamine D varieert van patiënt tot patiënt. Het wordt hoofdzakelijk bepaald door de bloedspiegel van VDBP en zijn affiniteit/bereidheid zich te binden.