病因学
对大部分人而言维生素 D 的主要来源是照射阳光。避免日照，包括使用大量防晒霜（防晒系数 [SPF] 8 可使维生素 D生成降低 92.5%，SPF 30 可使维生素 D 生成降低 95%）、季节、纬度和白天的时间都强烈影响皮肤的维生素 D 合成。[1][5][57] 另外，皮肤色素沉着增加被认为是一项危险因素，因为黑色素滤除阳光，限制了维生素 D 在皮肤中的合成。老龄也被认为是一项危险因素，因为皮肤生成维生素 D 的能力随年龄下降（与青年相比，70 岁老人生成的维生素 D 下降 70%）。[58]
膳食和补充的维生素 D 摄入不足是另一个重要原因。仅将母乳作为营养唯一来源，未进行维生素 D 补充的婴儿，风险特别高。肠道吸收不良综合征（包括乳糜泻、囊性纤维化、克罗恩病、Whipple 病或短肠综合征）患者，以及做过胃旁路手术患者，通常不能吸收维生素 D 或者吸收很差。[59]出生时，大多数严重早产儿都有生化维生素 D 缺乏症。维生素 D 补充可降低或预防该风险。[60]严重的肝衰竭与脂肪吸收不良有关，会引起维生素 D 缺乏症；当超过 90% 的肝脏衰竭时，就不能产生足够的 25-羟基维生素 D。[1] 身体脂肪可存储维生素 D。但是，当 BMI＞30 时，脂肪组织隔离维生素 D；因此，肥胖会增加维生素 D 缺乏症的风险。[61]使用糖皮质激素、抗癫痫药物治疗、高效抗逆转录病毒疗法(HAART)、利福平和圣约翰麦汁可能也会引起维生素 D 缺乏症，这是因为激活类固醇和外源性受体，激活酶催化机制，破坏 25-羟基维生素 D 和 1,25-二羟基维生素 D。[1][62]
罕见情况下，几种遗传疾病（这些遗传疾病限制或者防止 25-羟基维生素 D 转化为 1,25-二羟基维生素 D）可发生类维生素 D 缺乏综合征。[5]包括假性维生素 D 缺乏佝偻病、抗维生素 D 佝偻病、X 连锁低磷性佝偻病和常染色体显性遗传低磷性佝偻病。另外，良性或者恶性肿瘤会产生过量的纤维母细胞生长因子 23 (FGF-23)，引起严重低磷酸血症，血清 1,25-二羟基维生素 D 水平降低，最终导致瘤源性骨质软化症。[1][5]
慢性肾脏疾病患者不能生成足够的 1,25-二羟基维生素 D（调节钙代谢）。这会引发继发性甲状旁腺功能亢进症和代谢性骨病。肉芽肿疾病（如，结节病和结核病）、原发性甲状旁腺功能亢进症和甲状腺功能亢进症会导致 25-羟基维生素 D 转化为 1,25-二羟基维生素 D 的代谢增强，导致 25-羟基维生素 D 水平降低。
[Figure caption and citation for the preceding image starts]: 维生素 D 缺乏症的病因和后果。缩略语：AODM，成年发病型糖尿病；CHD，冠心病；FEV1，第一秒用力呼气量；HAART，高效抗逆转录病毒疗法；HBP，高血压；MS，多发性硬化；RA，类风湿性关节炎；TB，结核病；URI，上呼吸道感染作者：M.F.Holick，PhD，MD；经许可后使用 [Citation ends].
病理生理学
维生素 D 代谢正常
从皮肤获取的维生素 D3 和从膳食中获取的维生素 D2 或者维生素 D3
[Figure caption and citation for the preceding image starts]: 维生素 D 的化学结构摘自 M.F.Holick，PhD，MD；经许可后使用 [Citation ends]. 无生物活性，需要在肝脏进行羟基化作用形成 25-羟基维生素 D。这是用于确定维生素 D 营养状况的维生素 D 的主要循环形式。25-羟基维生素 D 也无活性，要在肾脏中进行羟基化作用形成 1,25-二羟基维生素 D。
[Figure caption and citation for the preceding image starts]: 维生素 D 的生成、代谢和对钙代谢和骨健康的生物作用（D代表D2和 D3）。缩略语：CaBP，钙结合蛋白；ECaC，上皮钙通道；FGF-23，纤维母细胞生长因子 23；preD3，维生素原 D3；RANKL，核因子-kB 配体受体激活剂；1,25(OH)2D，1,25-二羟基维生素 D；1-OHase，25-羟基维生素-1-羟化酶；7-DHC, 7-脱氢胆固醇；24-OHase，1,25-二羟基维生素 D - 24-羟化酶；25-OHase，维生素 D -25-羟化酶；25(OH)D，25-羟基维生素 D作者：M.F.Holick，PhD，MD；经许可后使用 [Citation ends].
维生素 D 对骨骼的作用
儿童：维生素 D 缺乏症是佝偻病最常见的病因。[1][5]维生素 D 缺乏会阻碍对膳食中钙和磷的有效吸收。钙吸收差会导致血清离子钙降低，引发继发性甲状旁腺功能亢进症。甲状旁腺激素(PTH)降低肾脏中磷的再吸收，导致磷进入尿液损失。因此，在维生素 D 缺乏症的婴儿或者儿童中血清钙通常是正常的。但是，血清磷水平偏低或者正常低值，因此钙磷乘积不足，导致胶原基质的骨盐沉积出现缺陷。
成人：维生素 D 缺乏症会导致甲状旁腺激素(PTH)水平升高，其反过来会增强破骨细胞活性，导致基质和矿物质从骨骼中流失。
[Figure caption and citation for the preceding image starts]: 骨小梁骨骼活检显示(A)因继发性甲状旁腺功能亢进症破骨细胞活性增加；(B)正常；(C)宽骨缝（浅粉色区域），这些是骨质软化症的典型症状摘自 M.F.Holick，PhD，MD；经许可后使用 [Citation ends]. 因此，成人维生素 D 缺乏症会降低骨矿物质含量，导致骨质减少和骨质疏松症。另外，继发性甲状旁腺功能亢进症会导致肾脏中磷损失，导致血清钙水平正常，血清磷水平正常低值。这会引起血液中的钙磷乘积偏低，其会导致胶原基质不能进行矿物化，引起骨质软化症。因此，成人维生素 D 缺乏症血清钙水平可正常、血清磷水平可正常低值或正常、甲状旁腺激素(PTH)水平升高和碱性磷酸酶水平正常或升高。血液 25-羟基维生素 D 水平＜75 nmol/L (＜30 ng/mL)。1,25-二羟基维生素 D 水平通常正常或升高。[1]
[Figure caption and citation for the preceding image starts]: 各种钙、磷酸盐、骨骼和维生素 D 代谢疾病对血清钙、磷酸盐和 1,25-二羟基维生素 D 水平的作用不同。缩略语：ADHR，常染色体显性遗传低磷性佝偻病；FGF-23，成纤维细胞生长因子 23；HRBP，异源核糖核酸结合蛋白；TIO，肿瘤性骨质软化症；VDR，抗维生素 D；XLHR，X 连锁低磷性佝偻病；1-OHase，25-羟基维生素-1-羟化酶作者：M.F.Holick，PhD，MD；经许可后使用 [Citation ends].
维生素 D 的非骨骼作用
激活的 T 和 B 淋巴细胞有维生素 D 受体，它们的免疫活性受 1,25-二羟基维生素 D 调节。[1] 巨噬细胞合成 1,25-二羟基维生素 D 以诱导抗菌肽生成，这是一种杀灭病原体（包括结核杆菌）的蛋白质。[53]另外，在单核细胞或者巨噬细胞中生成的 1,25-二羟基维生素 D 最有可能被释放出来，在局部对激活的 T 和 B 淋巴细胞发生作用，这两种细胞会分别调节细胞因子和免疫球蛋白的合成。已经显示当 25-羟基维生素 D 水平正常时，常见癌症的风险减小。认为其原因是在乳腺、结肠、前列腺和其他组织中生成的 1,25-二羟基维生素 D 可维持正常细胞的增殖分化。维生素 D 减轻 2 型糖尿病的作用被认为是因为 1,25-二羟基维生素 D （在肾脏中生成）进入血循环中，下调肾脏肾素生成，刺激胰腺中的胰岛素分泌。[1]
[Figure caption and citation for the preceding image starts]: 肾额外生成 1,25-二羟基维生素 D 以调节免疫功能、细胞生长和胰岛素的生成。缩略语：AB，激活的 B 淋巴细胞；AT，激活的 T 淋巴细胞；BS，血糖；CD，抗菌肽；LPS，脂多糖；TLR，toll 样受体；VDR-RXR，维生素 D 受体-维甲类 X受体；1,25(OH)2D，1,25-二羟基维生素 D；1-OHase，25-羟基维生素-1-羟化酶；24-OHase，1,25-二羟基维生素 D - 24-羟化酶；25(OH)D，25-羟基维生素 D作者：M.F.Holick，PhD，MD；经许可后使用 [Citation ends].
分类
病因学分类[1]
获得性：
营养性
与膳食缺乏、吸收不良或缺少 B 段紫外线(UVB)照射有关。
药物引起
源自 25-羟基维生素 D 和 1,25-二羟基维生素 D 的破坏。
慢性肾脏疾病
源自 1,25-二羟基维生素 D 合成减少。
肉芽肿性疾病
原发性甲状旁腺功能亢进症
源自 25-羟基维生素 D 转化为 1,25-二羟基维生素 D 的代谢增强。
甲状腺功能亢进症
源自 25-羟基维生素 D 代谢增强。
瘤源性骨质软化症
遗传性：
假性维生素 D 缺乏性佝偻病（1 型维生素 D 依赖性佝偻病）
因为 25-羟基维生素 D-1-羟化酶的点突变；导致血清 1,25-二羟基维生素 D 的水平降低或不能测出。
抗维生素 D 佝偻病（2 型维生素 D 依赖性佝偻病 ）
因为维生素 D 受体的点突变；导致血清 1,25-二羟基维生素 D 水平升高。
3 型维生素 D 依赖性佝偻病
因为激素反应原素结合蛋白（引发抗维生素 D ）的表达增强；导致抗维生素 D 佝偻病相同的生化异常，包括血清 1,25-二羟基维生素 D 水平升高。但是，与抗维生素 D 佝偻病不同的是，维生素 D 受体正常。[6]
X 连锁低磷性佝偻病
PHEX 基因突变会引起 FGF-23 和其他磷调素的代谢降低，引发严重的高磷酸血症和低磷酸血症，导致严重的佝偻病。低磷酸血症时，血清 1,25-二羟基维生素 D 水平过低。
常染色体显性遗传低磷性佝偻病
因为某种突变，FGF-23 蛋白质对蛋白质水解的敏感度降低，导致严重的高磷酸血症和低磷酸血症，引起严重的佝偻病。低磷酸血症时，血清 1,25-二羟基维生素 D 水平过低。
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