Токсическое действие витамина Д обусловлено не только влиянием на фосфорно-кальциевый обмен, что влечет за собой сдвиги в углеводном, белковом, жировом обменах, развитие гиперкальциемии, цитратемии, метаболического ацидоза, но и повреждение клеточных структур. Механизм повреждающего действия витамина Д на ткани долго оставался неясным. Предполагали, что это связано с развивающимся при гипервитаминозе Д гиперкальциемическим состоянием. Чтобы обеспечить гомеостаз кальция и уменьшить степень гиперкальциемии, организм усиленно откладывает соли Ca в самые различные органы и ткани. В результате наступает метастатическая кальцификация, которая носит, как правило, генерализованный характер. Степень ее развития зависит от целого ряда факторов, которые в настоящее время интенсивно изучаются. Установлено, например, что на интенсивность отложения солей Ca большое влияние оказывают способ дачи витамина Д, его дозировка, питание больного, состояние желудочно-кишечного тракта, почек, печени. При длительном применении витамина Д кальциноз обычно более выражен, чем после кратковременного введения этой же дозы препарата. При хроническом гипервитаминозе Д кальцификация отдельных органов и мягких тканей может быть настолько выраженной, что кальцинаты видны невооруженным глазом. Наиболее интенсивному кальцинозу обычно подвергаются почки, сердце, сосуды, лимфожелезы, слизистая желудочно-кишечного тракта, мышечная система, связки, хрящи (Наш, 1932; Михлина, 1941; Howard, Ricbord, 1948; Christensen a. oth., 1951; Мацко, 1955, Шевлягина, 1965; Pfaffenschlager, 1964; Маркович, 1969; Harris, 1969; Шубина, Вендт, 1970; Kobulinsky, 1971).
Сейчас установлено, что развитию метастатической кальфикации при Д-витаминной интоксикации могут предшествовать разнообразные структурные и биохимические изменения в клетках и клеточных органеллах различных органов и тканей. Эти изменения, по мнению ряда исследователей, играют определяющую роль в механизме токсического действия витамина Д. Причем гистохимические и биохимические сдвиги в тканях (еще до развития кальцификации), очевидно, могут быть обусловлены прямым повреждающим действием препарата или каких-то его метаболитов. В. Б. Спиричев и соавторы (1968) показали, что токсическое действие витамина Д на ткани, по-видимому, связано с его способностью накапливаться в липопротеиновых мембранах, нарушая их структуру и функциональную активность. В педиатрической практике это может наблюдаться при лечении любых резистентных форм рахита высокими дозами витамина Д2, а также при лечении и профилактике «ударами», «толчками» и т. п. Д. М. Коростовцев и Т. Н. Кривошеенко (1974) считают, что прямое неблагоприятное действие витамина Д2 маскируется более тяжелыми повреждениями, вызываемыми гиперкальциемией. В тех случаях, когда всасывание кальция по тем или иным причинам ограничено (витамин Д-зависимый рахит, связывание Ca в просвете кишечника некоторыми фармакологическими агентами, резкое ограничение его в пище и др.), изменения в тканях будут обусловлены главным образом самим препаратом. Экспериментально на белых крысах Д. М. Коростовцев доказал, что даже однократное введение животным больших доз витамина Д вызывает определенные морфологические изменения печени еще до развития гиперкальциемии. Уже через 3—5 ч после введения препарата наблюдаются дистрофия гепатоцитов, снижение содержания в них гликогена, появляются мелкие очаги некроза.
Большой интерес представляют работы, в которых было показано, что витамин Д в токсических дозах способен вызывать гемолиз эритроцитов, подавлять сокращение митохондрий и АТФ-азную ативность клеточных и субклеточных мембран. При этом повреждающее действие на липопротеиновые мембраны клеток и субклеточных структур in vitro сопровождается накоплением перекисей липидов, что можно предотвратить добавлением; антиоксидантов (Спиричев и др., 1968; Блажевич, 1968). Одновременно была установлена способность витамина Д2 индуцировать пероксидацию ненасыщенных липидов в модельных системах in vitro. Эти данные давали основание полагать, что нарушение структурной целостности и функциональной активности липопротеиновых мембран под действием витамина Д могут быть обусловлены индуцируемой этим препаратом пероксидацией ненасыщенных липидов, входящих в состав мембран. Н. Б. Блажевич в эксперименте на белых крысах показал, что у животных с гипервитаминозом Д содержание перекисей в различных тканях значительно выше по сравнению с контролем. Образованные перекиси липидов способны сами вызывать повреждение клеточных и субклеточных мембран, инактивацию ряда ферментов, денатурацию белковых молекул, тормозить клеточное деление и т. д.