Vitamin D3 (Cholecalciferol) ist streng genommen kein Vitamin, sondern eine Hormon-Vorstufe. Der Körper synthetisiert es in der Haut unter UVB-Strahlung; über die Nahrung nehmen wir nur geringe Mengen auf (fetter Fisch, Eigelb, angereicherte Lebensmittel). In der Leber wird D3 zu 25-Hydroxyvitamin-D umgewandelt — der Form, die im Blutserum gemessen wird —, in den Nieren dann zum aktiven Hormon Calcitriol. Dieses bindet an Vitamin-D-Rezeptoren in nahezu allen Geweben und reguliert Kalziumhaushalt, Knochenmineralisation, Immunantwort und Zelldifferenzierung.
In Deutschland liegt die mittlere 25(OH)D-Konzentration im Winter oft unter 50 nmol/l; das Robert Koch-Institut stuft etwa 60 % der Erwachsenen als unzureichend versorgt ein. Deshalb supplementieren viele Menschen ganzjährig oder zumindest in den Wintermonaten. Die Hauptgruppen: Personen mit wenig Sonnenexposition (Büroarbeit, Verhüllung, höheres Alter), Menschen mit dunklerer Hautpigmentierung in sonnenarmen Breiten, Schwangere und Stillende sowie Säuglinge nach kinderärztlicher Empfehlung.