Konseptet for metabolisme av vitamin D beskriver en sekvens av biokjemiske trinn som omdanner en vitamin D-forløper til aktive signalmolekyler. Denne veien starter med et molekyl som kan produseres i kroppen eller bli møtt gjennom andre måter, og den er avhengig av transportproteiner for å frakte former gjennom sirkulasjonen. Gjennom hele prosessen blir metabolittlageret modifisert av enzymer og regulerende signaler, noe som skaper ulike former med spesifikke roller i kroppens kjemi. I leveren er det første viktige steget 25-hydroksylering, utført av lever-enzymer som CYP2R1, som omdanner forløperen til 25-hydroksivitamin D (kalcidiol). Denne sirkulerende formen fungerer som et reservoar og som substrat for videre aktivering. Omformingen følges av transport i blodet, hjulpet av vitamin D-bindende protein, som leverer metabolitten til steder hvor ytterligere omdanning kan skje. Nyrene utfører den neste avgjørende transformasjonen: 1α-hydroksylasjon, utført av enzymet CYP27B1, som produserer 1,25-dihydroksivitamin D (kalkitriol), den hormonelt aktive formen. Dette trinnet er tett regulert av signalsystemer som overvåker mineralnivåer, inkludert parathyroideahormont, fosfationer og fibroblast vekstfaktor 23. I noen vev kan lokal metabolisme også generere aktive eller Inaktive former, og dermed bidra til det bredere nettverket av vitamin D-metabolisme. Kalkitriol utøver sine effekter ved å binde seg til vitamin D-reseptoren (VDR), en nukleær reseptor som samarbeider med andre transkripsjonsfaktorer for å regulere genuttrykk. Når vitamin D-metabolismen aktiverer VDR, påvirker den produksjonen av proteiner involvert i kalsiumtransport og mineralbalanse, inkludert tarmtransportører og binding-partnere. Systemet inkluderer også en katabol rute via CYP24A1, som bidrar til å avslutte signalisering ved å inaktivere vitamin D-metabolitter, og dermed opprettholde balansen i hele veien.
