Роль вітаміну Д в процесі абсорбції кальцію боргу залишалася невідомою. Спочатку вважали, що вітамін Д є переносником іонів кальцію через стінку кишечника. Проте подальші спостереження показали, що він не здатний зв'язувати кальцій. Більш вдалою виявилася теорія цитратного механізму всмоктування кальцію в кишечнику (Carllsson, Hollunger, 1954- У. і М. Ньюман, 1961). Відповідно до цієї гіпотези, вітамін Д викликає посилене утворення лимонної кислоти в лужному облямівці слизової кишечника. Лимонна кислота утворює з кальцієм розчинний комплекс цитрату кальцію, який надходить в сироватку крові, де окислюється із звільненням іонізованого кальцію.
Наступними роботами (Schachter, Dowdle, 1960- Н. Е. і Н. С. Harrison, 1965) було показано, що всмоктування кальцію є енергозалежною процесом, пов'язаним з системою окисного фосфорилювання, оскільки активний транспорт кальцію, стимульований вітаміном Д, вимагає присутності кисню і обмінного субстрату. Механізм всмоктування пояснюється здатністю вітаміну Д підвищувати проникність клітинних мембран слизової тонкого кишечника для іонів кальцію.
За даними Є. S. Holdsworth (1965), поверхня епітеліальної клітини, звернена до просвіту кишечника і до серозної оболонці, містить односпрямовані енергозалежні кальційнасасивающіе системи (h2 і Н2). Клітка також здійснює двонаправлений дифузний транспорт (Д1 і Д2) кальцію (рис. 5).
Отже, активний транспорт кальцію здійснюється за двома напрямками: з клітини слизової до просвіту кишечника (Н) і до серозної оболонці (Н2). Цим самим знижується внутрішньоклітинна концентрація кальцію, полегшуються умови для дифузного транспорту цього електроліту. Дифузний транспорт (Д1 і Д2) залежить від стану проникності мембрани і відбувається в напрямку градієнта концентрації (різниці між внутрішньо- і позаклітинним вмістом кальцію).
Грунтовний перегляд поглядів на механізм дії вітаміну Д в організмі пов'язаний з роботами R. Wasserman зі співавторами (1969), LD Wrigth (1969). В експериментальних дослідженнях вони переконливо довели, що під впливом вітаміну Д в слизовій тонкого кишечника рахітичних курчат синтезується специфічний білок, який бере безпосередню участь в абсорбції кальцію. Ці дані були підтверджені дослідами із застосуванням антибіотиків, що пригнічують білковий синтез в клітці. Якщо тваринам з проявами рахіту одночасно з вітаміном Д вводився актиноміцин Д або пуромицин, то специфічний білок у слизовій кишечника не синтезував і абсорбція кальцію не зростала (Бауман, 1971- Krawitt, Kunin, 1971).
Відомо, що актиноміцин Д пригнічує процес транскрипції ДНК на і-РНК. Тому вчені вважали, що механізм дії вітаміну Д також пов'язаний з транскрипцією у клітинному ядрі. Це припущення було доведено в експерименті по включенню мічених уридину і оротової кислоти у фракцію ядерної РНК клітин слизової кишечника тварин з рахітом після отримання вітаміну Д3.
За даними М. R. Haussler, AW Norman (1967, 1969), при введенні фізіологічних доз вітаміну Д3 рахітичними курчатам більша частина мітки в ядрах слизової тонкого кишечника виявляється пов'язаної безпосередньо з хроматином. Вони ж виділили з хроматину ядер кислий білок, що є, на їхню думку, специфічним рецептором вітаміну Д3 або його метаболітів. Взаємодія вітаміну Д з цим рецептором викликає депресію гена, що кодує синтез білка, який бере участь в перенесенні кальцію.