Vitamin D metabolism and signaling in the immune system

Abstract

Vitamin D has emerged as a pleiotropic regulator of human physiology, and recent work has revealed that it has several roles in control of human immune system function. Vitamin D was originally characterized for its role in calcium homeostasis, and the active form, 1,25-dihydroxyvitamin D (1,25D), can be produced in the kidney by 1α-hydroxylation of circulating 25-hydroxyvitamin D catalyzed by the enzyme CYP27B1. Renal CYP27B1 expression is regulated by calcium regulatory inputs, and 1,25D produced in the kidney was thought to function largely as an endocrine hormone. However, it is now clear that CYP27B1 is expressed in numerous tissues, and that 1,25D acts at several sites in the body in an intracrine or paracrine manner. In particular, both CYP27B1 and the vitamin D receptor (VDR) are expressed in several cell types in the immune system, where CYP27B1 production is controlled by a number of immune-specific inputs. Recent research has opened several windows on the molecular mechanisms by which 1,25D signaling regulates both innate and adaptive immune responses in humans. Moreover, intervention trials are beginning to provide evidence that vitamin D supplementation can bolster clinical responses to infection. This review will discuss recent developments in our understanding of how immune signaling controls local vitamin D metabolism and how, in turn, the 1,25D-bound VDR modulates immune system function. A particular emphasis will be placed on the interplay between vitamin D signaling and signaling through different classes of pattern recognition receptors in the production of antimicrobial peptides during innate immune responses to microbial infection.

Deficiency in 25-Hydroxyvitamin D and 30-Day Mortality in Patients With Severe Sepsis and Septic Shock

“…Upregulation of vitamin D receptors occurs in response to infectious processes. 2,3 Upon binding to its receptors, vitamin D is converted to its active form. 2,22 Vitamin D plays a role in B-cell homeostasis by inhibiting the differentiation of plasma cells and class-switched memory cells.…”

“…The receptors are nuclear receptors expressed on the surface of many immune cells, including T lymphocytes, neutrophils, and antigen-presenting cells, and have activity in gene regulation. 3 When vitamin D is converted to its active form, 1,25-dihydroxyvitamin D, within these cells, it induces modulation of both innate and adaptive immune responses. [2][3][4] Vitamin D deficiency has been implicated in multiple chronic disease states, particularly cardiovascular diseases, 5 atherosclerosis, 6 diabetes mellitus, 7 hypertension, 8 malignant neoplasms, 9 and multiple sclerosis.…”

“…[2][3][4] Vitamin D deficiency has been implicated in multiple chronic disease states, particularly cardiovascular diseases, 5 atherosclerosis, 6 diabetes mellitus, 7 hypertension, 8 malignant neoplasms, 9 and multiple sclerosis. 3,10 It has also been associated with infectious diseases such as tuberculosis 11,12 and seasonal influenza. …”

Статус Вітаміну D У Населення Буковини І Прикарпаття Залежно Від Місця Проживання Над Рівнем Моря

“…Це пов'язано з тим, що рецептори до вітаміну D знайдено майже в усіх тканинах організму, а синтез активних метабо-літів цього вітаміну відбувається не тільки в клітинах нирок і печінки, а й у клітинах багатьох інших орга-нів і систем [1]. На сьогодні відомо значення вітамі-ну D не лише як регулятора мінерального обміну, він також має різні позаскелетні ефекти в організмі лю-дини [2].…”

“…З численних досліджень виявлено, що недо-статній рівень вітаміну D в організмі людини призво-дить до розвитку багатьох захворювань, таких як авто-імунні, серцево-судинні, ендокринні, інфекційні, он-кологічні, психічні та алергічні [3]. На думку багатьох вчених, такий вплив здійснюється за рахунок участі ві-таміну D в процесах регуляції імунної системи, що бе-ре свій початок від його впливу на формування вро-дженої імунної відповіді й у подальшому модулює адаптивну активність клітинної та гуморальної ланки імунітету [1].…”