Cholecalciferol, auch Vitamin D3 oder Calciol genannt, ist eine Form von Vitamin D und wird von der Haut nach Sonneneinstrahlung synthetisiert. Diese Form von Vitamin D wird auch vielen Lebensmitteln als Nahrungsergänzungsmittel zugesetzt und als Medikament für Menschen verschrieben, die nicht in der Lage sind, einen ausreichenden Vitamin-D-Spiegel aufrechtzuerhalten. Cholecalciferol wird zwar als Vitamin bezeichnet, ist aber technisch ein Secosteroid-Hormon, und es ist strukturell ähnlich wie Hormone wie Testosteron und Cholesterin.
An Bedeutung für den menschlichen Körper ist Vitamin D nahezu unerreicht. Es ist bekannt, dass das Stoffwechselprodukt dieses Vitamins, Calcitriol genannt, mit etwa 2,000 der 20,000 Gene im menschlichen Genom interagiert. Vitamin-D-Mangel wurde mit mehr als einem Dutzend Krebsarten sowie anderen schweren Krankheiten wie Bluthochdruck, Typ-2-Diabetes, Schlaganfall und Herzerkrankungen in Verbindung gebracht.
In Gegenwart von ultraviolettem B-Licht der Sonne wird Cholecalciferol aus einem Vorläufermolekül namens 7-Dehydrocholesterol gebildet. In der Leber wird Cholecalciferol zu Calcifediol verstoffwechselt, das in den Nieren zu Calcitriol weiter modifiziert wird. Die Umwandlung von 7-Dehydrocholesterin in Calcitriol wird durch mehrere Mechanismen reguliert. Zum Beispiel wird die Umwandlung von Calcifediol in Calcitriol in den Nieren durch Nebenschilddrüsenhormone reguliert, die von den Nebenschilddrüsen sezerniert werden.
Mit Ausnahme von Nahrungsergänzungsmitteln kann Vitamin D aus sehr wenigen Lebensmitteln gewonnen werden. Zu den reichsten natürlichen Vitamin-D-Quellen gehören Fischöle, fetter Fisch wie Lachs, Wels, Thunfisch, Eier und Rinderleber. Nahrungsergänzungsmittel oder angereicherte Lebensmittel werden oft von Ärzten für Menschen empfohlen, die nicht das empfohlene Minimum an Vitamin D pro Tag erhalten. Das empfohlene Minimum liegt im Allgemeinen zwischen 200 und 600 internationalen Einheiten pro Tag, abhängig vom Alter der Person.
Sowohl ein Mangel als auch ein Überschuss an Cholecalciferol oder anderen Formen von Vitamin D können Krankheiten verursachen. Ein Mangel an Vitamin D, auch bekannt als Hypovitaminose D, kann eine Kinderkrankheit namens Rachitis verursachen, die zu einer missgebildeten Entwicklung langer Röhrenknochen wie der in den Beinen führt. Diese Krankheit ist in Ländern, in denen Milch mit Vitamin D angereichert ist, selten. Hypovitaminose D ist ein starker Risikofaktor für Osteoporose und wird mit chronischen Krankheiten wie Bluthochdruck, Autoimmunerkrankungen und verschiedenen Krebsarten in Verbindung gebracht.
Ein Überschuss an Vitamin D wird als Hypervitaminose D bezeichnet. Symptome sind Übelkeit, Erbrechen, Verstopfung, Appetitlosigkeit, erhöhter Durst, Dehydration, Müdigkeit und Nervosität. Schwere Toxizität kann aufgrund hoher Kalziumspiegel im Blut zu Nierenversagen und Herzerkrankungen führen, aber diese Toxizität kann mit einer kalziumarmen Diät und Steroidmedikamenten wirksam behandelt werden. Es ist äußerst selten, dass eine Vitamin-D-Toxizität als Folge einer Ernährungsumstellung oder der Einnahme von Nahrungsergänzungsmitteln auftritt. Fast alle Fälle von Vitamin-D-Toxizität sind auf Arbeitsunfälle zurückzuführen, die dazu führten, dass Verbraucher angereicherte Lebensmittel oder Nahrungsergänzungsmittel mit einem extrem hohen Vitamingehalt kauften.