بدن موجودات زنده از میلیونها سلول زنده تشکیل شده است که در مواجهه با تغییرات داخلی و تحریکات خارجی می‏بایست هماهنگی بین آنها حفظ گردد. این وظیفه بر عهده دستگاه عصبی و غدد مترشحه داخلی است. غدد مترشحه داخلی از طریق آزاد کردن موادی بنام هورمون به داخل خون، بر روی فعالیت سلول‏های معینی اثر می‏گذارند که به آنها، سلولهای هدف Target Cells گویند. در واقع سلولهای هدف دارای گیرنده‏های اختصاصی هورمونی یا Receptorsهستند. اثرات غدد مترشحه داخلی بطور عمده در 5 مورد زیر مشخص می‏شود:

1. محافظت و نگهداری بدن در مقابل استرس‏ها و سایر آسیب‏ها

2. رشد و نمو بدن

3. تولید مثل

4. تعادل یون‏ها در بدن

5. متابولیسم و تولید انرژی

غدد مترشحه داخلی شامل هیپوتالاموس، هیپوفیز، تیروئید، غدد فوق کلیه (آدرنال)، لوزالمعده(پانکراس)، پارا تیروئید، گنادها (بیضه‏ها و تخمدان‏ها) هستند.

لغت هورمون از زبان یونانی گرفته شده است و به معنای «من تحریک می‏کنم» می‏باشد. بطور کلی می‏توان گفت که هورمون ماده شیمیایی است که:

1. توسط سلول‏های خاصی مستقیما به داخل خون ترشح می‏شود.

2. ترشح آن توسط محرک خاصی انجام می‏شود.

3. میزان ترشح آن به قدرت تحریکی محرک بستگی دارد.

4. با غلظت‏های بسیار کم در خون ترشح می‏شود.

5. بر روی سلول‏های هدف اثر می‏کند و فعالیت آنها را تنظیم می‏کند.

هورمونها از لحاظ ساختمان شیمیایی به سه گروه استروئیدی، پلی‏پپتیدی و مشتقات اسید آمینه تقسیم می‏شوند: هورمون‏های استروئیدی، از کلسترول مشتق می‏شوند. و در سلولهای ترشح کننده هورمون هیچ گرانول (دانه) ذخیره‏ای موجود نیست و لذا هورمون پس از ساخته شدن به داخل خون ترشح می‏شود. به این ترتیب برای آنکه غلظت هورمون و اثر آن ثابت باشد می‏بایست بطور دائمی ساخته شود. هورمونهای غدد جنسی مرد و زن و هورمونهای قسمت قشری غده آدرنال از این گروه هستند. هورمونهای پلی‏پپتیدی، از جنس پروتئین هستند و شکل اولیه هورمون معمولا غیر فعال است و پیش– هورمون pro_hormone نام دارد که تا حدودی بصورت گرانولهای ذخیره‏ای در سلولهای ترشحی ذخیره می‏شوند. که در زمان ترشح بداخل خون فعال می‏شوند.

مکانیسم عمل هورمونها

هورمونها از نظر مکانیسم عمل به سه گروه تقسیم می‏شوند:

گروه I: هورمون‌هاي استروئيدي و گلوکوکورتيکوئيدي با گيرنده‌هاي خود در سيتوپلاسم برخورد مي‌کنند؛ اين گيرنده‌ها در سيتوپلاسم به صورت يک کمپلکس با پروتئين شوک حرارتي90 (hsp 90) وجود دارند. اتصال به ليگاند سبب جدا شدن گيرنده از hsp و ايجاد يک تغيير در شکل فضايي آن مي‌شود. سپس کمپلکس گيرنده- ليگاند از غشاي هسته عبور مي‌کند و به صورت اختصاصي و با تمايل زياد به يک توالي خاص DNAموسوم به عنصر پاسخ به هورمون (HRE) متصل مي‌شود. اين رويداد سبب تحريک گردهمايي تعدادي از کمک تنظيم‌گرهاي رونويسي مي‌شود و رونويسي را افزايش مي‌دهد. برعکس، هورمون‌هاي تيروئيد و رتينوئيک اسيد، مستقيما وارد هسته مي‌شوند؛ گيرنده اين هورمون‌ها از قبل به عناصر پاسخ مناسب متصل شده‌اند و با يک کمپلکس سرکوبگر رونويسي همراه‌اند. اين کمپلکس که از مولکول‌هايي نظير N-CoR يا SMRIو در غياب ليگاند تشکيل شده‌است، فعالانه رونويسي را مهار مي‌کند. اتصال به ليگاند سبب جدا شدن کمپلکس سرکوب‏گر از گيرنده مي‌شود و امکان تجمع يک کمپلکس فعال کننده را فراهم مي‌آورد. سپس ژن به صورت فعال رونويسي مي‌شود. تأثير انتخابي بر رونويسي از ژن‌ها و در پي آن توليد مولکولهاي متناسب mRNA هدف، مقدار پروتئين‌هاي خاصي را تغيير مي‌دهد و فرايندهاي متابوليک را دگرگون مي‌سازد.

گروه II (هورمون‌هاي پپتيدي و کاتکولامين‌ها): این گروه گيرنده‌هاي غشايي دارند و از پيامبرهاي داخل سلولي استفاده مي‌کنند. مكانيسم عمل اين گروه از هورمون‌ها را با توصيف پيام‌هاي داخل سلولي كه توليد مي كنند، به بهترين وجه مي‌توان توضيح داد. اين پيامبرهاي ثانويه عبارت‌اند از: ⁺cAMP، cGMP، Ca²، فسفواينوزيتيدها و همچنين آبشارهاي كيناز. بسياري از اين پيامبرهاي ثانويه، بر رونويسی از ژن‌ها تاثير مي‌کنند، ولی انواع ديگری از فرايندهای زيستی را نيز تحت تاثير قرار می‌دهند. بسياری از هورمون‌های گروه II به گيرنده‌هايی متصل می‌شوند که از طريق يک واسطه‌ پروتئينی متصل شونده به GTP، با عوامل مجری جفت شده‌اند.

cAMP پيام داخلي سلولي براي بسياري از پاسخ‌های هورمونی است

PKA به شکل غيرفعال و به صورت يک هتروتترامر R₂C₂  متشکل از دو زيرواحد تنظيمي و دو زيرواحد کاتاليتيک وجود دارد. cAMP توليد شده به وسيله آدنيليل سيکلاز به زير واحد تنظيم کننده (R) در PKA متصل مي‌شود. اين امر سبب جدا شدن زير واحدهاي R و C از يکديگر و فعال شدن زير واحدهاي C مي‏گردد. زيرواحدهاي Cفعال چند پروتئين هدف را در اجزاي سرين و ترئونين فسفريله مي‏کنند. فسفاتازها، فسفات را از اين اجزا برمي‌دارند و به اين شکل به پاسخ فيزيولوژيک پايان مي‌بخشند. يک فسفودي‌ استراز نيز مي‌تواند با تبديل cAMP به -5’AMP به پاسخ مذکور پايان دهد.

cGMP نيز يک پيام داخل سلولي است

اين پتپيدها به شکل متصل به غشاي گوانيليل سيکلاز متصل شده و آن را فعال مي‌کنند. اين امر سبب افزايش cGMP مي‌شود. افزايش cGMP سبب فعال شدن پروتئين کيناز وابسته به cGMP (PKG) مي‌گردد، که به نوبه‌ي خود تعدادي از پروتئين‌هاي عضله‌ صاف را فسفريله مي‌کند. احتمالاً اين فرايند در شل شدن عضلات صاف و اتساع عروق نقش دارد.

تعدادي از هورمون‏ها از طريق کلسيم يا فسفاتیديل اينوزيتول عمل مي‏کنند

علي‌رغم اختلاف غلظت زياد و شيب الکتريکي مطلوب، با صرف انرژي از ورود⁺Ca² به داخل سلول جلوگيري مي‌شود؛ چون بالا رفتن دراز مدت ⁺Ca2 در داخل سلول اثر بسيار سمي دارد. يک مکانيسم تبادلي ⁺Ca2⁺/Na (که ظرفيت زياد ولي ميل اتصالي اندکي دارد) و نيز يک پمپ ⁺Ca²- پروتون وابسته به ATPase که ⁺Ca² را با ⁺H مبادله مي‏کند، ⁺Ca² را به خارج از سلول پمپ مي‌کند. پمپ ⁺Ca²-پروتون تمايل زيادي براي ⁺Ca² دارد ولي ظرفيت آن کم است و احتمالاً مسئول تنظيم دقيق ⁺Ca² سيتوزولي مي‌باشد. كالمودولين، پروتئين تنظيم‌كننده وابسته به كلسيم است و از لحاظ ساختمان و عملكرد به پروتئين عضلاني تروپونين C شباهت دارد. كالمودولين داراي 4 جايگاه اتصال به ⁺Ca² است و اشغال كامل اين جايگاه‌ها منجر به تغيير قابل ملاحظه‌اي در شكل فضايي آن مي‏شود كه اجازه مي‌دهد تا آنزيم‌ها و كانال‌هاي يوني را فعال نمايد. گيرنده‌هاي سطح سلول، هنگامي كه به وسيله‌ي ليگاندهاي مربوط اشغال مي‌شوند، به فعال‌كننده‌هاي قوي فسفريلاز C تبديل مي‌گردند. فسفريلاز C واكنش هيدروليز فسفاتيديل اينوزيتول ‌4و5- بيس ‌فسفات به اينوزيتول ‌تري ‌فسفات (IP₃) و 1و2- دي‌ آسيل‌ گليسرول را كاتاليز مي‌كند. دي‌آسيل ‌گليسرول مي‌تواند پروتئين كيناز سی (PCK) را فعال كند كه فعاليت آن نيز به ⁺Ca² وابسته است. IP₃ از طريق تعامل با گيرنده‌ اختصاصي در داخل سلول، يك عامل رها كننده‌ مؤثر⁺Ca² از جايگاه‌های ذخيره‌ داخل سلولی در داخل رتيكولوم اندوپلاسميك است. هم چنين فعال شدن پروتئين‌هاي G مي‌تواند مستقيما بر روی كانا‌ل‌های ⁺Ca² اثر كند.

بعضی از هورمون‌ها از طريق آبشار پروتئين كيناز عمل می‌كنند

پروتئين كينازهای منفردی نظير PKA و PKC و كينازهای ⁺Ca²- كالمودولين (CaM)، كه به سبب فسفريلاسيون اجزای سرين و ترئونين در پروتئين‌های هدف می‏شوند، نقش بسيار مهمی در اثرات هورمونی بر عهده دارند.