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25-羥基維生素D3，即25-羥膽化（固）醇，醫學上稱為膽鈣化醇，簡寫為25-OH-D3。
1966年Lund和DeLuca發現，在服用維生素D后，維生素D本身會消失，但會出現幾種代謝物，這些代謝物具有更強的治療佝僂病活性。第一種代謝物是25-羥基維生素D3，它是在肝臟中發現的，在正常情況下該物質是維生素D在體內的循環形式。
從分子結構上講，25-羥基維生素D3是在維生素D3的25位碳原子上添加了一個羥基。但是，這一添加在機體內卻是通過一系列的生化反應，經肝細胞線粒體內的25-羥化酶羥化轉變，然后形成25-羥基維生素D3。目前，海能生物已經研究成熟了體外發酵轉化技術，在國內率先開發生產出了高活性25-羥基維生素D3。
25羥基維生素D3結構式：
（1）維生素D3是膽固醇的衍生物，在體內僅是其活性代謝物的前體,只有轉化為25-羥基維生素D3后才有生物活性。
（2）維生素D3吸收后貯存在血漿、肝、脂肪和肌肉內，經血液轉送至肝臟轉化生成25- 羥基維生素D3，在肝臟中保存。
（3）首先，25-羥基維生素D3是維生素D3的衍生物。維生素D3一旦羥化，因又增加了一個羥基水溶性增強，在血液中流通更容易，成為血液中主要的流通形式。正常情況下，25-羥基維生素D3在血清中的含量是維生素D3的3.1倍。現代研究表明，25-羥基維生素D3在血漿中的含量，是機體維生素D3營養狀態的指示劑，但通過提高日糧中維生素D3水平無法達到同樣效果。
（4）更為重要的是，25-羥基維生素D3的效價是D3的3-5倍，最終表達出的生物活性是D3的20-40倍。
（5）25-羥基維生素D3比D3更容易吸收，可以從腸道（小腸上皮細胞間質）直接吸收進入血液循環，與D3相比吸收較少受腸道損傷的影響，更為有效地增加血液中25-羥基維生素D3水平。
（6）25-羥基維生素D3吸收率大于純維生素D3，它可以繞過肝臟轉化，更快、更有效地進入血液循環。研究報道指出，與添加維生素D3相比，添加25-羥基維生素D3提高了其血液水平，表現更好的鈣穩態、促進骨骼和肌肉發育、增強免疫反應。
（7）吸收方式不同于脂溶性維生素（A、D3、E、K3），利用率更高。直接補充25-羥基維生素D3，縮短了D3在機體的代謝過程，加快鈣的吸收速度，更為有效的提供D3的傳統功能與本身的獨特功能。
（8）不受肝臟功能紊亂的影響，避免了因為雛雞肝臟發育不全、腸毒桿菌與藥物及霉菌毒素等所致肝功失調或肝損傷，而影響維生素D3的吸收和轉化，從而減少了25-羥基維生素D3的合成代謝。
（9）25-羥基維生素D3能夠調節家禽腸黏膜結構，在腸道的累積吸收效果也大大提高。研究表明：使用25-羥基維生素D3可使肉雞腸道受損時仍能維持最佳的血漿25-羥基維生素D3水平，而普通維生素D3卻沒有這么明顯的作用。
（10）維生素D3在禽類機體內的半衰期為25天，25-羥基維生素D3接近20天。所以，像補充維生素D3一樣直接補充25-羥基維生素D3，能夠保證維生素D的營養供給。
（1）在動物體內，25-羥基D3比VD3吸收更有效，生物學活性更高。直接補充25-羥基維生素D3，不僅縮短了VD3在機體的代謝過程，減輕了肝臟的負擔，而且避免了因腸道損傷，肝臟、腎臟功能障礙時在吸收利用方面的影響。
（2）25-羥基維生素D3是一種保持骨骼健康的重要營養素，在刺激腸道吸收鈣、調節骨鈣和促進磷的吸收方面比維生素D3更有價值，在蛋雞骨骼發育和蛋殼質量等蛋雞生產上的意義和價值極其重大。蛋雞育雛期添加25-羥基維生素D3，能有效預防癱雞，可減少雛雞死亡率1-3%；育成期對骨架發育和脛長達標作用明顯；盛產期減少骨質疏松癥及籠養蛋雞疲勞癥，提高產蛋率，延長產蛋周期；產蛋后期增加蛋殼厚度，提高蛋殼強度，有效預防畸形蛋、薄殼蛋和蛋殼破損，改善蛋殼質量，減少破蛋率效果明顯，可減少蛋殼破損率2%；明顯改善缺鈣引起的斷腿、折翅的情況，對淘汰雞的體重有保持作用。對于肉用仔雞，其骨架發育良好,使產肉率明顯提高，而且由于其骨密度增高,在加工過程中骨骼破碎(損)率降低,可保持其良好的加工特性
（3）據報道，2周齡小雞不能產生足夠的膽鈣化醇-25-羥化酶。因此，當種蛋來自采食低維生素D3日糧的種雞時，其孵出的小雞可能表現出佝僂病，即使日糧中添加足量的維生素也不能消除其癥狀。同樣，當小雞來自于采食低維生素D3日糧的母雞時，如果添加25-羥基維生素D3，就會正常生長，與來自足量維生素D3的種蛋孵出的小雞生長一樣，即使在最初的2周給予缺乏維生素D3的日糧也不會影響小雞生長。（育雛前期特殊營養需求）
（4）夏季高溫容易引起雞熱應激，對雞生長速度、產蛋率、飼料轉化率及死淘率均產生很大不利影響。熱應激影響蛋殼質量（蛋殼變薄、變脆）的原因，是蛋雞子宮碳酸苷酶和維生素D活性降低，蛋雞血鈣降低。生產試驗證明，在炎熱的環境下，補飼25-羥基D3可以看到更好的飼喂效果，尤其是在死淘率的減低方面，作用非常明顯。25-羥基D3代替50%和60%的VD3顯著提高肉雞體增重和飼料效率。
（5）當飼料中鈣和磷不平衡時，補充25-羥基D3可以提高鈣和磷的吸收。在炎熱的夏季，飼料中添加的植酸酶因溫度高容易失效，導致有效磷不足，鈣磷失衡。而在鈣磷不平衡時，添加25-羥基維生素D3意義更大。
（6）25-羥基維生素D3主要調節細胞免疫，但對體液免疫和抗體的分泌也有很強的調節作用。通過對免疫系統的調節作用，改善免疫系統功能，大大增強對疾病抵抗力。
（7）對種禽畜繁殖性能的影響
明顯提高種雞生產性能，減少破蛋、白殼和薄殼蛋，提高種蛋合格率，顯著提高孵化率，明顯提高產蛋率，維持產蛋高峰，減少死胚，在性成熟前獲得最大的骨容量，降低開產早期病死率。
可有效提高種公豬的精液量和精子數，改善母豬受孕率；提高初產母豬窩活仔數，增強乳仔豬免疫力，提高成活率；降低飼料成本，降低系酸力，增加適口性。
（8）對禽畜肉品質改善的影響
研究發現，由于25-羥基維生素D3對肌肉鈣水平的刺激性效應,使肌肉中蛋白酶活性提高，因此提高了肉的持水力，從而促進了肉的嫩化和肉色的改善。
而對于豬和羊,宰前補飼25-羥基維生素D3可以改善豬肉的色澤,在背最長肌的主觀肉色評分、堅實感評分及系水力均隨25-羥基D3攝入量的增加而提高。