בניגוד לוויטמינים אחרים שגופנו אינו יודע לייצר ולכן אנו חייבים לקבלם מהמזון, חומר הגלם שממנו מיוצר ויטמין D הוא כולסטרול. כן, אותו כולסטרול שכולנו התרגלנו לחשוב עליו כעל "הילד הרע בשכונה". ליתר דיוק, הוא נוצר מסוג של כולסטרול המצוי בתאי העור שלנו המכונה "7 דהידרו־כולסטרול". כשאנו חושפים את עורנו לקרני UVB (הקרניים הקצרות של השמש),האור האולטרה סגול הופך את הכולסטרול הזה לוויטמין D. משם נישא החומר דרך זרם הדם לכבד, שם הוא עובר שינוי נוסף,ולבסוף מגיע לכליות והן הופכות אותו לוויטמין פעיל מבחינה ביולוגית.
כולנו מדברים על "ויטמין D", אך למעשה ישנם עשרה סוגים של ויטמין D, הממוספרים מ־1 עד 10. החשובים שבהם הם D2 הנמצא בצמחים ו־D3, שמכונה גם בשם הפחות ידידותי "כוֹלֶקַלְצִיפֶרוֹל", והוא זה המיוצר בגופנו.
ויטמין D מצוי גם בשמן כבד דגים ובדגים בעלי בשר שמן (כמו טונה, מקרל, סלמון, סרדינים) ובכמויות קטנות גם בחלבון ביצה, באיברים פנימיים ובחלב. אבל כיוון שהרמות שלו במזון נמוכות, יציאה לשמש היא הדרך היחידה לקבל כמויות מספיקות שלו.
כמה מחקרים הראו שחֶסר בו עלול להגדיל משמעותית את הסיכון להתפתחות רעלת היריון – סיבוך המופיע ב־5%־7% מההריונות ומהווה את הסיבה המובילה ללידות מוקדמות, לתחלואה ואף למוות של העובר וגם של האם. מחקרים נוספים מצביעים על חשיבותו במהלך ההיריון לבניית השלד של העובר ולגדילתו, וכן להפחתת הסיכון ללידות מוקדמות ולניתוחים קיסריים. מפחית את הסיכון לסוכרת הריון.
הוא חיוני לספיגת הסידן במעי ובקליטתו בתוך רקמת העצם, ולכן יש לו חשיבות עצומה בבניית העצם ובשמירה על צפיפותה ועל חוזקה. הוא חשוב גם לשמירה על שיווי המשקל וכוח השרירים. קשישים שאינם מקבלים די ויטמין D מועדים יותר לנפילות. לכן, נטילת תוספת של הוויטמין היא חלק חשוב בטיפול באוסטיאופורוזיס בגיל המבוגר. ואכן, מחקרים מראים שמתן ויטמין D בלבד, גם ללא כל טיפול אחר, מקטין ב־30% היארעות שברים בצוואר הירך.
בשנים האחרונות הוא מככב גם במחקרים רבים בתחום הדיאטה, שמראים שאצל אנשים הלוקים בהשמנת יתר רמותיו בדם נמוכות משמעותית לעומת אנשים רזים. לפי מחקר שפורסם בכתב העת "ג'ורנל אוף קליניקל אנדוקרינולוג'י אנד מטבוליזם" חסר בוויטמין בגיל התבגרות עלול להוביל להאטה בגדילה ולעלייה במסת הגוף. החוקרים בדקו את רמות הוויטמין, משקל הגוף, אחוזי השומן והגובה של בנות 16־22 מקליפורניה. הממצאים הדגימו כי בקרב 59% מהן נמצא חסר בוויטמין, ונמצא יחס ישר בין רמות הוויטמין ובין הגובה ויחס הפוך בין רמות הוויטמין בדם ובין המשקל - ככל שרמותיו נמוכות יותר, כך מסת הגוף הייתה גבוהה יותר. עדיין לא ברור לחלוטין כיצד בדיוק הוא תורם לשמירה על משקל תקין, אך מחקרים הראו שהעשרת התפריט בוויטמין D ובסידן מגבירה את חילוף החומרים של השומן.
כמו כן, הוא אף מסתמן כחומר מבטיח לטיפול במחלות הסרטן. יכולתו למנוע התפתחות גידולים סרטניים התגלתה כבר לפני כ־15 שנה, כשחוקרים מצאו קשר מפתיע בין שכיחות מחלות סרטן שונות ובין חשיפה לשמש. החוקרים גילו ששיעור מקרי המוות ממחלות סרטן, בהן המעי הגס, השחלות, השד והערמונית, במדינות צפון ארצות הברית (שאינן משופעות בשמש) בשנים 1950־1994 היה גבוה פי שניים מהשיעור במדינות הדרום החמות. השערתם הייתה שחשיפה בלתי מספקת לקרינה האולטרה סגולה, הגוררת בעקבותיה מחסור בוויטמין, עלולה להוות גורם סיכון משמעותי לסרטן.
מחקרים נוספים ממשיכים לאמת אותה. במחקר שפורסם ב־2008 בכתב העת "ארכיבז אוף אינטרנל מדיסין" (Archieves of Internal Medicine) נמצא שאנשים שרמות הוויטמין בדמם היו הנמוכות ביותר, היו בסיכון גבוה ב־38% למות מסרטן המעי הגס, סרטן השד וסרטן הערמונית, לעומת אלה שאצלם הרמות היו הגבוהות ביותר. בסקירת כלל המחקרים שביצעו בנושא ופורסמה ב־2008 בכתב העת הרפואי "אמריקן ג'ורנל אוף קליניקל ניוטרישן"(American Journal of Clinical Nutrition) נמצא כי התוצאות המבטיחות ביותר נצפו במניעת סרטן המעי הגס כשבסרטני השד והערמונית עדיין נדרשים מחקרים קליניים נוספים.
חוקרים מאוניברסיטת קליפורניה הציגו נתונים על שכיחות של סוכרת נעורים במדינות שונות בעולם באמצעות גרף. צורת הגרף (סמייל, חיוך) מדגימה כיצד באזורים הרחוקים יותר מקו המשווה, שבהם קרינת ה־UVB נמוכה יותר, שכיחות המחלה עולה. לעומת זאת, ככל שמתקרבים לקו המשווה, במדינות שבהן הקרינה גבוהה יותר, השכיחות יורדת. מחקרים נוספים מצאו קשר בין חסר בוויטמין לטרשת נפוצה, קרוהן, לופוס ודלקת מפרקים שגרונית. מנגנוני ההשפעה עדיין נחקרים, אך מחקרים מצאו כי לוויטמין יכולת לווסת את מערכת החיסון ולעכב התפתחות תהליכים דלקתיים במנגנונים שונים בגוף.
מחקר שפורסם ב־2007 בכתב העת "דיאבטיס קייר" (Diabetes Care) עקב במשך 17 שנה אחר 4,000 גברים ונשים, ומצא כי בקרב אלה שרמות הוויטמין בדמם היו גבוהות, הסיכון לפתח סוכרת מסוג 2 היה נמוך ב־40% לעומת אלה שרמות הוויטמין אצלם היו נמוכות. מחקרים נוספים הדגימו קשר בין רמות הוויטמין ובין תנגודת לאינסולין - מצב המהווה את השלב הראשון בהתפתחות סוכרת מסוג 2, שמאופיין בהפחתה ברגישות הרקמות לפעולת האינסולין. מחקרים נוספים הראו שבאמצעות מתן ויטמין D אפשר להגביר את הרגישות לאינסולין. לדוגמה, מחקר שהתפרסם השנה בכתב העת "דיאבטיק מדיסין" (Diabetic Medicine), מצא שנטילת תוסף ויטמין D משפרת את הרגישות לאינסולין בגברים בריאים בגיל העמידה, בעלי משקל יתר, הנמצאים בסיכון מוגבר לפתח עמידות לאינסולין.
מאחר שהכליות הן אלה שהופכות את הוויטמין לפעיל בגופנו מבחינה ביולוגית, הרי כשהן אינן מתפקדות, רמות הוויטמין הפעיל פוחתות משמעותית. בעקבות זאת מתרחש תהליך דומינו שבו עולות רמותיו של הורמון יותרת בלוטת התריס (PTH),עלייה הגורמת לשחרור סידן לדם ממאגר הסידן העיקרי בגופנו – העצם. התוצאה היא שכמות הסידן בעצמות מידלדלת והן מתחילות להיחלש. בו זמנית, כתוצאה מרמת הסידן הגבוהה בדם, עלול להשתבש תפקודן של מערכות נוספות. כדי למנוע את התהליך ההרסני הזה יש צורך במינון גבוה של ויטמין D. מאחר שמינונים גבוהים עלולים לגרום לעלייה מסוכנת ברמות הסידן בדם, פותחה תרופה בשם זמפלר (פאריקלציטול), המבוססת על נגזרת סינתטית של הוויטמין אינה גורמת לבעיה.
ויטמין D לא רק מחזק את השרירים, אלא גם מאיץ את המהירות ומשפר את זמן התגובה ואת הסבולת.כך טוען מאמר שהתפרסם לאחרונה בכתב העת לרפואת ספורט "דה אמריקן קולג' אוף ספורט מדיסין" (The American College of Sport Medicine). מחברי המאמר טוענים כי ככל הנראה הרוסים והגרמנים ידעו עוד בשנות ה־30 וה־50 שהוויטמין משפר את הביצועים הספורטיביים, והאתלטים שלהם טופלו על ידי חשיפה לקרינת UVB כדי להגביר את יצירתו.
עד לא מזמן מקובל היה לחשוב שמדובר בבעיה המאפיינת מדינות קרות בלבד. לפני כשלוש שנים הכריז ד"ר מייקל הוליק, מומחה אמריקאי נודע לרפואת עור וחבר הנהלת איגוד רופאי העור האמריקאים, שגם במדינות חמות סובל שיעור לא קטן מהאוכלוסייה מחסר בוויטמין. הסיבה לכך, הוא הסביר, נעוצה בהצלחה הרבה מדי של הקמפיינים העולמיים למניעת סרטן העור, שבעקבותיהם אנשים רבים נמנעים לחלוטין מחשיפה לשמש.ההכרזה הזאת עלתה לו בחברותו באיגוד - עמיתיו טענו שהתבטאויותיו פוגעות בקמפיין המניעה של סרטן העור. אבל מחקרים שנערכו מאז מוכיחים שהוא צדק: על אף השמש היוקדת במשך חודשים רבים מתברר שגם במדינות חמות יש לא מעט אנשים הסובלים מחסר בוויטמין. בישראל מצא מחקר שנערך במרכז הרפואי רמב"ם חסר אצל 30% מהאוכלוסייה בקרב מתבגרות.
מאחר שבחורף אנו נחשפים מעט מאוד לקרינת UVB, ייצור הוויטמין פוחת. ואכן, הסקר הלאומי האמריקאי לבריאות ותזונה שפורסם ב־2008,מצא שהסיכון ללקות בחסר בוויטמין בחורף גבוה הרבה יותר מאשר בקיץ. הגוף שלנו אמנם יודע לייצר כמויות מספיקות של הוויטמין בקיץ שאמורות להספיק לנו עד לסוף החורף, אך רק בתנאי שנחשפנו לכמות מספקת של שמש בקיץ.
קרמים עם מקדמי הגנה חוסמים את קרני השמש האולטרה סגולות. בכך הם מפחיתים את הסיכון לסרטן, אך גם את ייצורו של הוויטמין בגוף. לכן, כדי להשיג כמות מספקת של ויטמין D, חשוב להיחשף לשמש ללא אמצעי הגנה לזמן קצוב. החשיפה חיונית ומועילה כל עוד היא במינון הנכון ואין להיחשף לפרקי זמן ארוכים מדי. צאו לשמש בשעות שבהן קרינת ה־UVB מרבית (10:00־14:00) וחשפו את הפנים והזרועות ללא תכשיר הגנה במשך 10־15 דקות בקיץ וכ־20־30 דקות בחורף (תלוי בגון העור).
הבדיקה נקראת 3(OH)D25 והיא נמצאת בסל הבריאות, אך לא כלולה בבדיקות השגרה מה שאומר שייתכן שתצטרכו להפעיל מידה של אסרטיביות כדי לשכנע את הרופא לרשום לכם אותה). רמת היעד המקובלת של הוויטמין בדם היא לפחות מעל 30 ננוגרם למיליליטר, ויש גם שמדברים על רמת יעד של 40 ננוגרם למיליליטר. נמצא שכבר כאשר הרמה יורדת מתחת ל־30 היא אינה אופטימלית. כשהיא יורדת מתחת ל־20 ננוגרם למיליליטר היא מוגדרת כחסר יחסי, וכשהיא יורדת מתחת ל־10 ננוגרם למיליליטר מדובר בחסר מובהק שעלול להוביל לאוסטיאומלציה – מחלה שבה נפגמת שקיעת המינרלים בעצם והעצמות נעשות שבירות יותר.