激素是生物體產生的,對機體代謝和生理機能發揮高效調節作用的化學信使分子。其英文名稱hormone來自希臘文「奮起活動」。激素是生物體適應環境、調節自身穩態的重要手段。
激素傳遞的信息一般是機體內外環境條件的變化,作用是促使相應器官做出合適的應對。比如胰島素傳遞的信息就是「血糖過高」,接受到信息的肝臟、肌肉等器官會做出反應,降低血糖。當動物遭遇敵害時,會分泌腎上腺素,升高血糖,為戰鬥或逃避做好準備。
產生激素的內分泌細胞是一些特殊分化的,對某些刺激敏感的感應細胞,當它們感應到內外環境變化的刺激時,就會釋放某種激素。之所以稱為內分泌,是與外分泌相對。比如胃腸道分泌消化液,都是通過導管分泌到消化道裡。消化道屬於外環境,所以稱為外分泌(exocrine)。而激素分泌不經過導管,直接分泌到內環境中,所以稱為內分泌(endocrine)。
內分泌系統,引自百度圖片
直接接受激素調節的效應細胞,稱為該激素的靶細胞。靶細胞有針對此種激素的受體,可以與激素特異性結合。一種激素可以作用於多種靶細胞,使整個機體協調一致。比如胰島素,靶細胞有肝臟、骨骼肌、脂肪組織等,具體作用各不相同,但最終效果都是降低血糖,即「低血糖效應」。
胰島素受體的細胞外部分(藍色)與胰島素(紅色)結合。引自PDB-101
激素被分泌到內環境中,通過體液傳送到靶細胞發揮作用,所以激素調節又稱為體液調節。從內分泌細胞到靶細胞,距離可遠可近,傳播介質也有多種。最常見的是通過血液循環,可以傳播到遠處的靶細胞,稱為遠距分泌(telecrine),比如上文所說的胰島素、腎上腺素等。
有些激素直接分泌到細胞間隙中,擴散到鄰近的靶細胞而發揮作用,稱為旁分泌(paracrine)。如果分泌到細胞間隙中的激素作用於自身或同類細胞,則稱為自分泌(autocrine)。例如胰腺β細胞釋放的胰島素能抑制同一細胞進一步釋放胰島素。前列腺素類經常以自分泌或旁分泌起作用。
幾種分泌方式,引自百度圖片
還有一種較為特殊的情況,稱為神經分泌(neurocrine)。它是指神經細胞產生的神經激素可以沿神經細胞軸突借軸漿流動運送至末梢而釋放。下丘腦產生的各種釋放激素,如促甲狀腺激素釋放激素(TRH)等都屬於此類,通過軸突運輸到垂體發揮作用。