Sinteza vitamina D je proces ustvarjanja vitamina D v telesu. Ljudje morajo večino vitaminov in mineralov zaužiti s hrano, ki jo zaužijejo, vendar se vitamin D lahko sintetizira v koži med izpostavljenostjo neposredni sončni svetlobi. Ta v maščobi topen vitamin je bistvenega pomena za vzdrževanje normalne presnove kalcija, pomanjkanje vitamina pa lahko povzroči številne neugodne razmere.
Ker je vitamin D v živilih redek, je glavni vir sinteza vitamina D, pri čemer se holesterol pretvori v vitamin. Diete z nizko vsebnostjo holesterola lahko torej privedejo do zmanjšanja ravni vitamina D. Medtem ko izpostavljenost sončni svetlobi omogoča človeku, da sami sintetizira vitamin, dejavniki, kot so letni čas, oblačnost, smog in uporaba kreme za sončenje, zmanjšujejo sposobnost telesa, da absorbira ultravijolična svetloba. Pomanjkanje ustrezne izpostavljenosti soncu lahko povzroči tudi izčrpane ravni vitamina.
Da bi bil biološko neaktiven vitamin pripravljen za uporabo, mora potekati sinteza vitamina D. Vitamin D mora opraviti dva procesa, preden lahko telo do njega dostopa. Najprej se v jetrih pretvori v 25-hidroksivitamin D, znan tudi kot kalcidiol. Nato ledvice pretvorijo kalcidiol v aktivni 1,25-dihidroksivitamin D ali kalcitriol. Ko se vitamin D pretvori v kalcitriol, se lahko uporablja za uravnavanje ravni kalcija v krvi.
V živilih vitamin D najdemo predvsem v ribah in olju ribjih jeter. Majhne količine lahko najdemo v govejih jetrih, siru in jajčnem rumenjaku, ki vsi veljajo za živila z visoko vsebnostjo holesterola. V mnogih razvitih državah se vitamin D pogosto dodaja tudi drugim živilom, kot so mleko, obogateno z vitamini, ali kosmiči za zajtrk. Za ljudi s pomanjkanjem vitamina D so na voljo tudi dodatki vitamina D.
Pomanjkanje vitamina D lahko povzroči bolečine v mišicah in sklepih, zmanjšano delovanje imunskega sistema in težave pri stabilizaciji razpoloženja. Sčasoma se lahko razvijejo tudi resne motnje, kot sta rahitis in osteomalacija. Čeprav so ta stanja običajno posledica zmanjšanega vnosa vitamina D, lahko občasno nastanejo tudi zaradi zmanjšane sposobnosti za sintezo vitamina D.
Pri rahitisu, resnem otroškem stanju, kosti ne mineralizirajo. Brez ustrezne mineralizacije se rastoče kosti v okončinah, ki nosijo težo, kot so noge, upognejo. Kosti v prsnem košu lahko kažejo tudi malformacije. Pri odraslih lahko pomanjkanje vitamina D povzroči osteomalacijo, zaradi česar so kosti mehke. Čeprav kosti ne rastejo več, se še vedno obnavljajo, saj stare celice odmrejo in nove celice se pojavijo, da jih nadomestijo.