El cuerpo humano trata la mayoría de las vitaminas como un botiquín bien abastecido; cada «botella» permanece almacenada de forma segura hasta que se necesite como catalizador o vehículo para otros productos químicos esenciales. Solo una cantidad muy pequeña de vitaminas son realmente necesarias para mantener un cuerpo sano, por lo que cualquier exceso debe excretarse del cuerpo con el tiempo. Algunas vitaminas, como el complejo B y C, se consideran solubles en agua, lo que significa que se disuelven en el torrente sanguíneo y eventualmente se excretarán a través del tracto urinario. Otros, como A, D, E y K, se consideran solubles en grasa, lo que significa que se almacenarán en las células grasas o en el hígado y finalmente se excretarán a través del sistema linfático.
Hay varias razones por las cuales las vitaminas son solubles en agua o grasas, principalmente debido a los roles que desempeñan en el cuerpo y la naturaleza de sus composiciones químicas. Las vitaminas solubles en agua como el complejo B y C son necesarias para proyectos a corto plazo, como estimular el sistema nervioso o proporcionar antioxidantes para la reparación celular. Una vez que el cuerpo ha obtenido suficientes vitaminas solubles en agua para realizar las tareas en cuestión, no es necesario almacenar el suministro restante. Las cantidades excesivas de vitamina C y el complejo B se filtran del torrente sanguíneo por los riñones y se excretan en la orina. Es por eso que a veces es más difícil, aunque ciertamente no imposible, una sobredosis de vitaminas solubles en agua que hacerlo con vitaminas solubles en grasa.
Las vitaminas liposolubles, por otro lado, se procesan de manera diferente. Las vitaminas como A, D, E y K generalmente sobreviven al proceso digestivo inicial y entran en el intestino delgado, donde son absorbidas y disueltas por las células grasas llamadas lípidos. Algunos de estos lípidos que almacenan vitaminas eventualmente llegan al hígado u otros depósitos de grasa para el almacenamiento a largo plazo. Las vitaminas liposolubles ayudan a otros químicos y nutrientes a realizar tareas como la absorción de calcio o el reemplazo de colágeno. El cuerpo solo necesita una pequeña cantidad de vitaminas liposolubles, pero el proceso de excreción lleva mucho más tiempo. Las células grasas literalmente tienen que derretirse para deshacerse de las vitaminas liposolubles excesivas, y las vitaminas liberadas pasan lentamente a través del sistema linfático.
Es posible consumir un nivel tóxico de vitaminas liposolubles a través de sobredosis de suplementos o una dieta desequilibrada a largo plazo. El consumo de demasiadas vitaminas solubles en agua como la vitamina C también puede causar serios problemas médicos, pero estas vitaminas pueden eliminarse rápidamente a través del tracto urinario. Las vitaminas liposolubles deben almacenarse en el hígado hasta que puedan metabolizarse de manera segura, por lo que es importante evitar tomar dosis extremas de vitaminas A, D, E o K por sus supuestos beneficios para la salud. El cuerpo solo necesita pequeñas cantidades de vitaminas liposolubles en cualquier momento, por lo que las sobredosis pueden volverse tóxicas rápidamente.