饲料中维生素D3在畜禽肠道内被机体吸收后，以及畜禽皮肤中7-脱氢胆固醇在紫外线照射下所产生的维生素D3均首先进入血液，通过血浆中维生素D结合蛋白(vitamin D bind protein ,VBP)被运送至肝脏，在肝细胞内被25-羟化酶作用形成25-羟基维生素D3(25-(OH)-VD3)，后者与α球蛋白结合并转移至肾脏后被1α-羟化酶在1α位上再次经基化，形成具有生物活性的1,25-二羟基维生素D3(1,25-(OH)2-VD3)，即骨化三醇，又称为活性维生素D3或激素型维生素D3，其本质上是一种具有生物活性的类固醇激素。1,25-(OH)2-VD3是畜禽机体内生物活性最强的维生素D3代谢产物，其生物活性比25 -(OH)-VD3高500~1000倍，其结合受体的能力也较高(朱慧花等，2013)。在某些情况下，肾脏以外的其他组织细胞也能合成1,25-(OH)2-VD3,但数量与肝肾通路相比要少得多。

    自1922年人类发现并命名维生素D3以来，研究内容最多的是其对钙、磷代谢的调节和骨骼生长发育的作用。然而自20世纪80年代开始，科学家发现维生素D3具有更广泛而重要的骨外生物学功能，包括调节免疫、提高繁殖力、改善肉质、抗感染、抗肿瘤、防治自身免疫性疾病等。

    维生素D3不是直接作用于靶器官，而是通过与维生素D受体(vitamin D receptor, VDR)结合而发挥作用。VDR于1983年由Prowedini等首次在人的单核巨噬细胞中发现，VDR本质上是一个配体依赖转录因子。VDR配体为1,25-(OH)2-VD3，受体与配体相结合形成激素-受体复合物，再与细胞核维生素D反应元件相结合，激活或抑制含有维生素D反应元件的基因，从而发挥其生物学功能。VDR属于类固醇激素核受体超家族成员之一。现已证明，VDR不仅存在于经典的靶组织中，如小肠、肾脏、骨骼、甲状旁腺，还存在于视网膜、胰腺、垂体、肌肉、肇丸、乳腺、子宫、胎盘、卵巢、脾脏、皮肤等组织中。

1.维生素D3对免疫系统的调节

维生素D3是一种神经内分泌免疫调节激素原，其活性形式1,25-(OH)2-VD3对畜禽免疫系统具有重要的调节作用，主要表现为对T淋巴细胞、B淋巴细胞、单核巨噬细胞及细胞免疫因子等的重要影响。研究发现，VDR可以激活T细胞、巨噬细胞合成1,25-(OH)2-VD3，对免疫细胞的分化和增殖均有调节作用。当机体免疫功能处于抑制状态时，维生素D3主要增强单核细胞、巨噬细胞功能，从而增强免疫功能;当机体免疫功能过强时，维生素D3抑制T、B淋巴细胞增殖，从而维持免疫平衡。添加适量维生素D3可使动物机体免疫反应增强，且抗体浓度迅速升高;维生素D3缺乏或过量都会影响机体的免疫反应，过量的维生素D3抑制细胞免疫功能，但对体液免疫没有直接影响。研究表明，当日粮维生素D3缺乏、添加水平过高或为中毒剂量时，抗体生成降低。维生素D3具有协调和引导奶牛机体免疫的功能，并通过刺激B淋巴细胞产生免疫球蛋白增强奶牛机体的免疫能力(李新，2002)。张淑云等(2010)研究证实，提高饲料中维生素D3水平，可显著提高生长肉鸡胸腺和脾脏等免疫器官指数。王丽等(2009)试验表明，添加维生素D3能促进育成蛋鸭免疫器官发育并增加其相对重量，显著提高血清中总蛋白及白蛋白浓度。

1.1对T淋巴细胞的调节

    T细胞具有识别和攻击细菌、病毒等异物的功能，维生素D3是T细胞发挥作用的直接调控者，如果没有维生素D3是T细胞即使探测到异物也不会采取行动(李思明等，2011)。研究证实，活化的T细胞表达VDR，而静比的T细胞则不表达VDR。植物血凝集素((PHA)是一种促有兹分裂原，动物皮下组织对PHA的反应状况是衡量细胞免疫水平的一项指标。李德发等(2001)试验表明，1,25-(OH)2-VD3可以提高仔猪对PHA刺激的免疫应答反应，说明维生素D3对T细胞免疫功能具有调节作用。

1.2对B淋巴细胞的调节

    Vander等(2004)研究证明给猪肌注人血清白蛋白(HSA)后，再肌注1,25-(OH)2-VD3显著提高了血清中HSA特异性IgA水平。曹荣等(2007)研究发现，在围产期奶牛日粮中添加维生素D3，机体IgA ,IgG,IgM水平有升高趋势，且能极显著提高T细胞亚群和白细胞数量，增强围产期奶牛的免疫功能。Chou等(2009)研究报道，维生素D3能提高肉鸡抗体水平，增强机体免疫力。解俊美等((2012)研究表明，维生素D3对蛋雏鸭有提高机体抗体水平的功能。

1.3对单核巨噬细胞的调节

    单核巨噬细胞系统中，1,25-(OH)2-VD3不但可使正常外周单核细胞向巨噬细胞分化，而且可增强单核巨噬细胞的免疫功能;促进单核细胞前体转化为单核细胞，并且在抗原存在时增强单核细胞功能;增强巨噬细胞的吞噬能力，并对巨噬细胞吞噬细菌后的自身凋亡有一定的抑制作用(丁晓飞等，2010)。同时，1, 25-(OH)2-VD3还可抑制单核细胞活性，减少免疫细胞(淋巴细胞、单核细胞、巨噬细胞)和非免疫细胞(角质细胞和黑色素细胞)抗原的表达。未活化的单核细胞含有VDR,1,25-(OH)2- VD3与VDR结合后能增进这类细胞对分支杆菌的杀伤作用。Veldman等(2000)试验表明，1,25-(OH)2-VD3可以增加单核巨噬细胞中VDR含量。Panichi等(2003)发现，1,25-(OH)2-VD3增强单核巨噬细胞分化和活化。但Fritts等(2004)给肉仔鸡添加125~4 000IU维生素D3，在21日龄时，低水平和高水平维生素D3对仔鸡巨噬细胞功能并没有显著影响。

1.4对细胞因子的影响

    1,25-(OH)2-VD3可抑制T淋巴细胞产生干扰素和粒细胞一巨噬细胞集落刺激因子(granulo-cyte-macrophage  colony  stimulating  factor; GM-CSF)。1,25-(OH)-VD3对白细胞介素(IL)、干扰素((IFN) ,CM-CSF,T细胞生长因子的活性及其他细胞因子的生长均有抑制作用。1,25-(OH)2-VD3可以直接抑制T细胞分泌IL-2和IFN，能选择性作用于辅助性T细胞(Th)，在mRNA水平上抑制Th细胞产生IL-2和IFN }  Bemiss等(2002)证明了这一结论，并表明IL -2基因是1,25-( OH )2-VD3在免疫系统中的靶位置。

2维生素D3对动物繁殖性能的影响

    维生素D3可通过胎盘转运。母猪妊娠期肌注维生素D3可明显提高受胎率、窝产仔数和断奶成活率。产蛋鸡缺乏维生素D:可影响其产蛋性能。鸡处于排卵期时，肾脏1。一经化酶活性明显增高，血清1,25-(OH)2-VD3水平也随之增高。蛋壳形成硬壳后，肾脏1α-羟化酶活性及1,25-(OH)2-VD3水平均下降到排卵水平。如果在维生素D3缺乏的蛋鸡所产蛋中分别注入维生素D3或25-OH-VD3，可使正常胚胎率明显增加。奶牛在围产期注射维生素D3后，不但能有效地预防生产瘫痪，还能减少胎衣不下，加快恶露排出，促进子宫净化和复旧，并能较早地恢复发情周期。

3维生素D3对畜禽肉品质的影响

    维生素D3可以改善肌肉嫩度和肌肉品质(徐瑞雪等，2005)。其基本原理是维生素D3能够提高血清和骨骼肌中游离钙离子浓度，而钙离子参与肌肉的熟化过程，可加速肌肉熟化并提高肌肉嫩度。Foote等(2004)研究发现，宰前补饲维生素D3能够提高牛肉嫩度，还可改善猪肉色泽。沃一布氏剪切力(WBSF)是评定肌肉嫩度的重要指标，宰前补饲维生素D3能够降低宰后肌肉WBSF值，提高肌肉嫩度;还能够促进肌蛋白-T降解，破坏肌纤维结构;降低钙蛋白酶活性，促进肌肉嫩化。Wilborn等(2004)于宰前给猪补饲维生素D3，检测背膘厚、大理石纹评分、pH值、滴水损失等指标，结果表明维生素D3对以上指标均没有显著影响。陈娟等(2011)试验证明，维生素D3能够降低肉鸡肌肉剪切力和系水力。

4维生素D3的抗感染作用

    临床观察发现，维生素D3缺乏使动物感染疾病的几率增高，这可能与长期维生素D3不足，引起慢性肾功能衰竭，从而导致单核巨噬细胞系统功能降低，削弱了机体的防御机能有关。1,25-(OH )2-VD3能够抑制CD4表达和人体单核细胞相关病毒感染。20世纪50年代，维生素D3被普遍用于结核病的综合治疗和预防，临床实践证明，维生素D3可以显著提高标准抗结核治疗方案的疗效，有利于结核病情的好转及痰培养结果转阴。

5维生素D3的抗肿瘤作用

    1,25-(OH)2-VD3对肿瘤具有预防和治疗作用。近年来研究表明，1,25-(OH)2-VD3联合化疗、放疗和内分泌治疗等方法时，可以增强这些方法的治疗效果，降低甚至逆转肿瘤细胞对放化疗的抵抗性。1,25-(OH)2-VD3联合顺铂治疗肺癌时，可促进P73蛋白表达，增强顺铂抑制肿瘤细胞增值的作用，并能通过蛋白酶的裂解促进顺铂诱导的细胞凋亡。Pan等(2008)报道，在胰腺癌和人骨肉瘤细胞中，细胞凋亡和自噬两种死亡方式的相互转换增强了细胞对放疗的敏感性。1,25-(OH)2-VD3联合放疗时促进了细胞自噬，细胞死亡显著增加。

6维生素D3对自身免疫性疾病的影响

    维生素D3在预防和治疗人类自身免疫性疾病中有着重要作用，如多发性硬化症、胰岛素依赖型糖尿病、类风湿性关节炎、系统性红斑狼仓等。维生素D缺乏引发自身免疫性疾病，高剂量1, 25-(OH )2-VD3可以预防自身免疫性疾病。维生素D3对人类自身免疫性疾病的预防和治疗作用，在多种动物模型试验中得到证实。另外，维生素D3还能抑制和防比人类器官移植的排斥反应。