Holekalciferol, imenovan tudi vitamin D3 ali kalciol, je oblika vitamina D in ga sintetizira koža po izpostavljenosti sončni svetlobi. Ta oblika vitamina D se doda številnim živilom kot dodatek in je predpisana kot zdravilo za ljudi, ki ne morejo vzdrževati ustrezne ravni vitamina D. Čeprav se holekalciferol imenuje vitamin, je tehnično sekosteroidni hormon in je strukturno podoben hormonom, kot sta testosteron in holesterol.
Glede na pomen v človeškem telesu je vitamin D praktično neprimerljiv. Znano je, da presnovni produkt tega vitamina, imenovan kalcitriol, sodeluje s približno 2,000 od 20,000 genov v človeškem genomu. Pomanjkanje vitamina D je povezano z več kot ducatom rakavih obolenj, pa tudi z drugimi resnimi boleznimi, kot so hipertenzija, sladkorna bolezen tipa 2, možganska kap in bolezni srca.
V prisotnosti sončne ultravijolične svetlobe B se holekalciferol tvori iz molekule prekurzorja, imenovane 7-dehidroholesterol. V jetrih se holekalciferol presnovi v kalcifediol, ki se v ledvicah nadalje spremeni v kalcitriol. Pretvorbo 7-dehidroholesterola v kalcitriol uravnava več mehanizmov. Na primer, pretvorbo kalcifediola v kalcitriol v ledvicah uravnavajo obščitnični hormoni, ki jih izločajo obščitnične žleze.
Z izjemo prehranskih dopolnil lahko vitamin D dobimo iz zelo malo živil. Najbogatejši naravni viri vitamina D so ribja olja, mastne ribe, kot so losos, som, tuna, jajca in goveja jetra. Prehranska dopolnila ali obogatena živila zdravniki pogosto priporočajo ljudem, ki ne dobijo priporočenega minimuma vitamina D na dan. Priporočeni minimum je običajno med 200 in 600 mednarodnimi enotami na dan, odvisno od starosti posameznika.
Tako pomanjkanje kot presežek holekalciferola ali drugih oblik vitamina D lahko povzročita bolezen. Pomanjkanje vitamina D, znano tudi kot hipovitaminoza D, lahko povzroči otroško bolezen, imenovano rahitis, ki vodi v napačen razvoj dolgih kosti, kot so tiste v nogah. Ta bolezen je redka v državah, kjer je mleko obogateno z vitaminom D. Hipovitaminoza D je močan dejavnik tveganja za osteoporozo in je povezana s kroničnimi boleznimi, kot so hipertenzija, avtoimunske bolezni in več vrst raka.
Presežek vitamina D se imenuje hipervitaminoza D. Simptomi so slabost, bruhanje, zaprtje, izguba apetita, povečana žeja, dehidracija, utrujenost in živčnost. Huda toksičnost lahko povzroči odpoved ledvic in bolezni srca zaradi visoke ravni kalcija v krvi, vendar je to toksičnost mogoče učinkovito zdraviti z dieto z nizko vsebnostjo kalcija in steroidnimi zdravili. Izjemno redko se pojavi toksičnost vitamina D zaradi sprememb v prehrani ali uporabe dodatkov. Skoraj vsi primeri toksičnosti vitamina D so posledica industrijskih nesreč, zaradi katerih so potrošniki kupili obogatena živila ali dodatke, ki vsebujejo izjemno visoke ravni vitamina.