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激素分類與生化
(一)激素分類
已知的激素和化學介質達150種，根據其化學特性可將激素分為四類：
1.肽類激素蛋白質和肽類激素都是由多肽組成，經基因轉錄，翻譯譯出蛋白質和肽類激素前體，經裂解和(或)加工形成具有活性的物質而發揮作用。
例如前甲狀旁腺素原可轉變為甲狀旁腺素原，再轉變為甲狀旁腺素;類似轉變見於胰島素，它是由一條長鏈多肽經蛋白酶水解而成。
激素原如阿pian-黑素-促皮質素原(proopiomelanocortin，POMC)在不同州細胞可降解為多種激素。
降鈣素基因在不同組織的mRNA，可翻譯出不同的肽，如在神經細胞內轉變為降鈣素基因相關肽(calcitonin-gene-relatedpeptide，CGRP)，而在甲狀腺透明細胞內轉變為降鈣素。
2.氨基酸類激素甲狀腺素(T↓4)和小部分三碘甲腺原氨酸(T↓3)系在甲狀腺球蛋白分子中經酪氨酸碘化和偶聯而成，T↓4、T↓3在甲狀腺濾泡細胞內經多個步驟而合成並貯存於濾泡膠質，然後再由濾泡上皮細胞所釋放。
3.胺類激素如腎上腺素、去甲腎上腺素、多巴胺可由酪氨酸轉化而來，需要多個酶的參與。5-羥色胺(血清素)則來自色氨酸，經過脫羧和羥化而成。褪黑素(melatonin)也來自色氨酸。
4.類同醇激素核心為環戊烷多氫菲，腎上腺和性腺可將膽固醇經過多個酶(如鏈裂酶、羥化酶、脫氫酶、異構酶等)的參與和作用，轉變成為糖皮質激素.(皮質醇)、鹽皮質激素(醛固酮)、雄性激素(脫氫表雄酮、雄烯二酮、睪酮)。
睪丸主要產生睪酮和二氧睪酮，卵巢主要產生雌二醇和孕酮。
維生素D↓3由面板7-脫氫膽固醇在紫外線和一定溫度下合成，然後需經肝25羥化，再經腎lα羥化，形成活性l，25二羥維生素D↓3[1，25(OH)↓2D3]。
(二)激素降解與轉換
激素通過血液、淋巴液和細胞外液而轉運到靶細胞部位發揮作用，並經肝腎和靶細胞代謝降解而滅活。血液中肽類激素的半衰期僅3～7分鐘，而非水溶性激素，如甲狀腺激素、類固醇激素則與轉運蛋白(甲狀腺素、皮質類同醇、性激素結合球蛋白、白蛋白)結合半衰期可延長。
激素濃度和轉運蛋白結合量、親和性均可影響其結合型和遊離型激素的比值。遊離型激素可進入細胞內發揮其生物作用並參與激素合成的反饋調節。
血漿激素濃度(PL)依賴於激素分泌率(SR)及其代謝率和排出率，即代謝清除率(MCR)，PL=SR/MCR。肽類激素經蛋白酶水解;甲狀腺激素經脫碘、脫氨基、解除偶聯而降解;而類固醇激素經還原、羥化並轉變為與葡萄糖醛酸結合的水溶性物質由膽汁和尿中排出。
激素的分泌、在血中與蛋白結合及其最終降解，使激素水平保持動態平衡，而其中最主要決定因素是激素的生成和分泌率。
(三)激素的作用機制
激素要發揮作用，首先必須轉變為具有活性的激素，如T↓4轉變為T↓3，以便與其特異性受體結合。根據激素受體所在部位不同，可將激素作用機制分為兩類：
①肽類激素、胺類激素、細胞因子、前列腺素作用於細胞膜受體;
②類固醇激素、T↓3、維生素D、視黃酸(維生素A酸)作用於細胞核內受體(表7-1-1)。受體有兩個主要功能，一是識別微量的激素，二是與激素結合後可將資訊在細胞內轉變為生物活性作用。
1.細胞膜受體作用於細胞膜受體的`激素種類很多，作用機制比較複雜，按不同作用機制可將細胞膜受體分為四類。可以通過磷酸化和非磷酸化途經介導各種生物反應(圖7-1-1)。G蛋白偶聯受體(GPCR)可以通過刺激(或抑制)cAMP、PKA途徑;或通過鈣調蛋白，Ca↑(2+)依賴性激酶通路;也可通過活化K↑+、Ca↑(2+)通道;或則通過磷脂酶C、DAG、IP↓3、PKC、電壓門控Ca↑(2+)通道等而發揮其生物作用。
激素與受體結合可使受體構象發生改變，可使Gs(興奮性(;蛋白)或Gi(抑制性G蛋白)的α、β、γ亞單位三者中的α亞單位與鳥苷三磷酸(GTP)結合到激素-受體複合物，從而作用於腺苷酸環化酶促使(或抑制)ATP轉變為cAMP(第二信使)，cAMP與cAMP依賴性蛋白激酶的調節亞單位結合，從而釋放催化亞單位並激活蛋白激酶，進入細胞核後，使轉錄因子磷酸化並激活，促進mRNA和蛋白合成，產生相應生物反應。
Gsα蛋白本身具有ATP酶活性，可使ATP轉變為ADP，從而再與G↓β、G↓γ結合而失活，終止生物作用。受體磷酸化可與抑制蛋白相互作用而脫敏，從而解除其生物作用。
激素-受體複合物可使受體變構，使鈣通道開放，鈣離子向細胞內流，並使細胞內鈣離子由細胞器釋放，從而使細胞內鈣離子濃度增加，啟用蛋白激酶，繼而使蛋白磷酸化而發揮生物作用。鈣離子可通過鈣調蛋白而改變蛋白構型，增強酶的催化作用，如腺(鳥)苷酸環化酶和磷酸二酯酶活性，從而影響cAMP、cGMP濃度。
某些激素可以通過受體而興奮G蛋白，使細胞膜磷脂酶(phospholipase)C啟用，繼而使磷脂醯肌醇裂解為三磷酸肌醇(IP↓3)和二酯醯甘油(DAG)，後二者均為第二信使，可將激素等細胞外資訊傳遞到細胞內。DAG可啟用蛋白激酶(proteinkinase)C，使蛋白磷酸化，IP↓3可使細胞內質網和線粒體釋放Ca↑(2+)。蛋白激酶C與Ca↑(2+)偶聯可使激素作用充分發揮。
含有內在酪氨酸激酶的受體則可通過IRS而啟用MAPK、PI3K、核糖體S6激酶(RSK)途徑，或通過Raf、MAPK、RSK途徑影響細胞代謝和細胞生長、分化、增殖。中止酪氨酸激酶活性有四條途徑：①配基誘導胞吞和下調細胞表面受體數;②酪氨酸磷酸酶脫磷酸而失活;③將蛋白酪氨酸上的磷酸轉交給ADP;④與ras結合的GTP水解成為GDP。
不含內在酪氨酸激酶的細胞因子受體則可通過MAPK、JAK、訊號轉導和轉錄活化物(STAT)和IRS-1、IRS-2、PIaK途徑。
絲氨酸激酶受體則可通過Smads(細胞內訊號途徑的關鍵效應分子)發揮轉導和轉錄作用，作用多效性(自分泌和旁分泌)可以抑制生長因子。
2.核受體和細胞質受體激素濃度、受體數量與親和性決定細胞的生物應答性(生物反應)。類固醇激素、甲狀腺激素、1，25-(OH)↓2D↓3和維A酸通過結構類似的受體超家族在細胞內發揮作用，以基因組作用方式促使DNA基因轉錄和mRNA翻譯而產生蛋白和酶，改變細胞的生物作用。未結合配基的類固醇受體處於非活動狀態，和熱休克蛋白相結合;當類同醇受體與其配基結合後，便與輔壓抑物熱休克蛋白分離，並誘導輔活化物，受體變構;受體與受體結合成為二聚體(同型或雜二聚體)，然後結合到細胞核的DNA激素應答元件(hormoneresponseelement，HRE)。
激素-受體複合物刺激或抑制特異性基因的轉錄。不同類固醇激素可作用於不同的類固醇應答元件，通過轉錄因子，調節DNA、mRNA表達和蛋白合成，如組蛋白乙醯轉移酶修飾染色質結構，增強RNA聚合酶Ⅱ介導的轉錄改變細胞的代謝、細胞生長、分化以及生物反應。核受體的非基因組作用，如離子交換、激素釋放等生物作用，與基因組應答反應是相輔相成的。
