ฮอร์โมนและการส่งสัญญาณของต่อมไร้ท่อ

ฮอร์โมนคืออะไร ประเภททางเคมีของฮอร์โมน และวิธีการที่ฮอร์โมนส่งคำสั่งไปยังเซลล์ผ่านตัวรับบนผิวเซลล์และภายในเซลล์

Definition

ฮอร์โมนคือสารเคมีสื่อสารที่หลั่งจากเซลล์เข้าสู่ของเหลวในร่างกาย ซึ่งออกฤทธิ์ต่อเซลล์เป้าหมายที่มีตัวรับเฉพาะ และการส่งสัญญาณของต่อมไร้ท่อคือกระบวนการที่ฮอร์โมนดังกล่าวจับกับตัวรับและกระตุ้นการตอบสนองของเซลล์ โดยมีกลไกการออกฤทธิ์กำหนดโดยว่าฮอร์โมนออกฤทธิ์ที่ผิวเซลล์หรือภายในเซลล์

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมลักษณะและการทำงานของฮอร์โมน: ประเภททางเคมีหลัก ได้แก่ เปปไทด์และโปรตีน, เอมีน และสเตียรอยด์ และการที่ความสามารถในการละลายของฮอร์โมนกำหนดกลไกการออกฤทธิ์ของฮอร์โมน; ตัวรับและวิถีการส่งสัญญาณที่ฮอร์โมนที่ละลายในน้ำและฮอร์โมนที่ละลายในไขมันออกฤทธิ์; และการควบคุมการสังเคราะห์, การขนส่ง และการกำจัดฮอร์โมน ครอบคลุมความหลากหลายของฮอร์โมนในสัตว์และการทำงานร่วมกันของการส่งสัญญาณผ่านตัวรับ เนื้อหาเป็นการเปรียบเทียบและกลไกการทำงาน

Core questions

• ฮอร์โมนจัดอยู่ในประเภททางเคมีใดบ้าง และเหตุใดจึงสำคัญ?
• ฮอร์โมนที่ละลายในน้ำออกฤทธิ์ต่อเซลล์เป้าหมายได้อย่างไร?
• ฮอร์โมนสเตียรอยด์และฮอร์โมนไทรอยด์เปลี่ยนแปลงพฤติกรรมของเซลล์ได้อย่างไร?
• ระดับฮอร์โมนในเลือดถูกควบคุมได้อย่างไร?

Key theories

การออกฤทธิ์ของสารสื่อประสาทรองของฮอร์โมนที่ละลายในน้ำ

ฮอร์โมนเปปไทด์และเอมีนไม่สามารถผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ได้ แต่จะจับกับตัวรับบนผิวเซลล์ที่สร้างสารสื่อประสาทรองภายในเซลล์ ซึ่งจะขยายสัญญาณและสร้างการตอบสนองของเซลล์อย่างรวดเร็ว

การออกฤทธิ์ทางพันธุกรรมของฮอร์โมนสเตียรอยด์และฮอร์โมนไทรอยด์

ฮอร์โมนสเตียรอยด์และฮอร์โมนไทรอยด์ที่ละลายในไขมันจะแพร่เข้าสู่เซลล์และจับกับตัวรับภายในเซลล์ที่ควบคุมการถอดรหัสยีน ซึ่งทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงการทำงานของเซลล์ที่ช้ากว่าแต่คงอยู่นานกว่า

Mechanisms

ฮอร์โมนแบ่งออกเป็นประเภททางเคมีที่กำหนดวิธีการเดินทางและการออกฤทธิ์ ฮอร์โมนเปปไทด์และโปรตีน รวมถึงเอมีนส่วนใหญ่ ละลายในน้ำ ละลายได้อย่างอิสระในเลือด และจับกับตัวรับบนผิวเซลล์เป้าหมาย; ตัวรับเหล่านี้จะกระตุ้นวิถีการส่งสัญญาณและสารสื่อประสาทรองที่เปลี่ยนแปลงการทำงานของเอนไซม์และพฤติกรรมของเซลล์อย่างรวดเร็ว โดยมีการขยายสัญญาณในแต่ละขั้นตอน ฮอร์โมนสเตียรอยด์และฮอร์โมนไทรอยด์ละลายในไขมัน ถูกขนส่งโดยจับกับโปรตีนขนส่ง และผ่านเยื่อหุ้มเซลล์เพื่อจับกับตัวรับภายในเซลล์ที่ทำหน้าที่เป็นปัจจัยการถอดรหัส ซึ่งเปลี่ยนแปลงยีนที่แสดงออกและสร้างผลกระทบที่ช้าแต่ยั่งยืน การออกฤทธิ์ของฮอร์โมนขึ้นอยู่กับการมีอยู่ของตัวรับ ดังนั้นฮอร์โมนชนิดเดียวกันอาจมีผลกระทบที่แตกต่างกันในเนื้อเยื่อที่แตกต่างกัน ระดับฮอร์โมนในกระแสเลือดถูกกำหนดโดยความสมดุลของการสังเคราะห์และการหลั่งที่ถูกควบคุม เทียบกับการขนส่ง การย่อยสลาย และการขับถ่าย ซึ่งช่วยให้สามารถควบคุมการส่งสัญญาณได้อย่างแม่นยำ

Clinical relevance

หลักการของประเภทฮอร์โมนและการออกฤทธิ์ผ่านตัวรับที่กำหนดขึ้นในการศึกษาต่อมไร้ท่อเชิงเปรียบเทียบ เป็นพื้นฐานความเข้าใจการทำงานของต่อมไร้ท่อและการออกฤทธิ์ของสารที่ใช้ฮอร์โมนและสารที่มุ่งเป้าไปที่ตัวรับ บทความนี้เป็นเอกสารอ้างอิงเพื่อการศึกษา ไม่ใช่คำแนะนำทางการแพทย์

History

การตั้งชื่อฮอร์โมนของ Starling เกิดขึ้นหลังจากการค้นพบซีครีติน และการระบุ cyclic AMP ของ Sutherland ได้เผยให้เห็นว่าฮอร์โมนที่ละลายในน้ำออกฤทธิ์ผ่านสารสื่อประสาทรองได้อย่างไร งานของ Jensen เกี่ยวกับตัวรับสเตียรอยด์แสดงให้เห็นว่าฮอร์โมนที่ละลายในไขมันควบคุมยีนได้อย่างไร ในขณะที่ radioimmunoassay ของ Yalow และ Berson ทำให้การวัดฮอร์โมนได้อย่างแม่นยำเป็นไปได้

Key figures

• Ernest Starling
• Earl Sutherland
• Elwood Jensen
• Rosalyn Yalow

Seminal works

• norris2013
• hill2016
• randall2002

Frequently asked questions

เหตุใดฮอร์โมนสเตียรอยด์จึงออกฤทธิ์ช้ากว่าฮอร์โมนเปปไทด์?

สเตียรอยด์ทำงานโดยการเข้าสู่เซลล์และเปลี่ยนแปลงการแสดงออกของยีน ซึ่งต้องใช้เวลาในการเปลี่ยนแปลงระดับโปรตีน ในขณะที่ฮอร์โมนเปปไทด์ออกฤทธิ์ที่ผิวเซลล์ผ่านวิถีสารสื่อประสาทรองที่รวดเร็ว

เหตุใดฮอร์โมนชนิดหนึ่งจึงส่งผลต่อเนื้อเยื่อบางชนิดแต่ไม่ส่งผลต่อเนื้อเยื่ออื่น?

ฮอร์โมนจะออกฤทธิ์เฉพาะกับเซลล์ที่มีตัวรับที่ถูกต้องเท่านั้น ดังนั้นผลกระทบของฮอร์โมนจึงจำกัดอยู่เฉพาะเนื้อเยื่อที่แสดงออกตัวรับนั้น แม้ว่าฮอร์โมนจะหมุนเวียนอยู่ทั่วร่างกายก็ตาม