กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 12 นาที

ฮอร์โมน

ฮอร์โมน(จากภาษากรีกโบราณὁρμῶν ( hormôn ) ' ทำให้เกิดการเคลื่อนไหว' ) คือ โมเลกุลส่งสัญญาณชนิดหนึ่งในสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ที่ถูกส่งไปยังอวัยวะหรือเนื้อเยื่อที่อยู่ห่างไกลโดยกระบวนการ...

ฮอร์โมน

ซ้าย: วงจรป้อนกลับของฮอร์โมนในเพศหญิงวัยผู้ใหญ่ ขวา: การลำเลียง ออกซินจากใบสู่รากในArabidopsis thaliana

ฮอร์โมน(จากภาษากรีกโบราณὁρμῶν ( hormôn ) ' ทำให้เกิดการเคลื่อนไหว' ) คือ โมเลกุลส่งสัญญาณชนิดหนึ่งในสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ที่ถูกส่งไปยังอวัยวะหรือเนื้อเยื่อที่อยู่ห่างไกลโดยกระบวนการทางชีวภาพที่ซับซ้อนเพื่อควบคุมสรีรวิทยาและ พฤติกรรม[ 1 ]ฮอร์โมนมีความจำเป็นต่อการพัฒนาตามปกติของสัตว์พืชและเชื้อรา

เนื่องจากนิยามของฮอร์โมนนั้นกว้าง (คือโมเลกุลส่งสัญญาณที่ออกฤทธิ์ไกลจากแหล่งผลิต) จึงมีโมเลกุลหลายชนิดที่สามารถจัดอยู่ในกลุ่มฮอร์โมนได้ สารที่ถือว่าเป็นฮอร์โมน ได้แก่อีโคซานอยด์ (เช่นโปรสตาแกลนดินและ ทรอมบอกเซน ) สเตียรอยด์ ( เช่น เอสโตรเจนและบราสซิโนสเตียรอยด์ ) อนุพันธ์ของกรดอะมิโน (เช่น เอพิเนฟรินและออกซิน ) โปรตีนหรือเปปไทด์ (เช่นอินซูลินและเปปไทด์ CLE ) และก๊าซ (เช่นเอทิลีนและไนตริกออกไซด์ )

ฮอร์โมนใช้ในการสื่อสารระหว่างอวัยวะและเนื้อเยื่อในสัตว์มีกระดูกสันหลังฮอร์โมนมีหน้าที่ควบคุมกระบวนการต่างๆ มากมาย รวมถึงกระบวนการทางสรีรวิทยา และกิจกรรม ทางพฤติกรรมเช่นการย่อยอาหารการเผาผลาญการหายใจการรับรู้ทางประสาทสัมผัสการนอนหลับการขับถ่าย การ ให้นม การ เหนี่ยวนำความเครียดการเจริญเติบโตและพัฒนาการการเคลื่อนไหว การสืบพันธุ์และการควบคุมอารมณ์[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]ในพืช ฮอร์โมนจะปรับเปลี่ยนเกือบทุกด้านของการพัฒนา ตั้งแต่การงอกจนถึงการแก่ชรา[ 5 ]

ฮอร์โมนส่งผลต่อเซลล์ที่อยู่ห่างไกลโดยการจับกับ โปรตีน ตัวรับ เฉพาะ ในเซลล์เป้าหมาย ส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในการทำงานของเซลล์ เมื่อฮอร์โมนจับกับตัวรับ จะส่งผลให้เกิดการกระตุ้น เส้นทาง การส่งสัญญาณ ซึ่งโดยทั่วไปจะกระตุ้น การถอดรหัสยีนส่งผลให้มีการแสดงออกของโปรตีน เป้าหมายเพิ่มขึ้น ฮอร์โมนยังสามารถทำงานในเส้นทางที่ไม่เกี่ยวข้องกับยีน ซึ่งเสริมฤทธิ์กับผลกระทบที่เกี่ยวข้องกับยีนได้อีกด้วย[ 6 ]

ฮอร์โมนที่ละลายน้ำได้ (เช่น เปปไทด์และอะมีน) โดยทั่วไปจะออกฤทธิ์ที่พื้นผิวของเซลล์เป้าหมายผ่านทางตัวส่งสัญญาณรองฮอร์โมนที่ละลายในไขมันได้ (เช่นสเตียรอยด์ ) โดยทั่วไปจะผ่านเยื่อหุ้มพลาสมาของเซลล์เป้าหมาย (ทั้งไซโตพลาสมิกและนิวเคลียส ) เพื่อออกฤทธิ์ภายในนิวเคลียสบราสซิโนสเตียรอยด์ ซึ่งเป็น โพลีไฮดรอกซี สเตียรอยด์ชนิดหนึ่ง เป็นฮอร์โมนพืชประเภทที่หก และอาจมีประโยชน์ในฐานะยาต้านมะเร็งสำหรับเนื้องอกที่ตอบสนองต่อฮอร์โมนเพื่อทำให้เกิดอะพอพโทซิสและจำกัดการเจริญเติบโตของพืช แม้ว่าจะละลายในไขมันได้ แต่ก็ยังคงจับกับตัวรับที่พื้นผิวเซลล์[ 7 ]

ในสัตว์มีกระดูกสันหลังต่อมไร้ท่อเป็นอวัยวะเฉพาะที่หลั่งฮอร์โมนเข้าสู่ระบบส่งสัญญาณของต่อมไร้ท่อ การหลั่งฮอร์โมนเกิดขึ้นเพื่อตอบสนองต่อสัญญาณทางชีวเคมีจำเพาะ และมักอยู่ภายใต้การควบคุมแบบป้อนกลับเชิงลบตัวอย่างเช่นน้ำตาลในเลือด สูง (ความเข้มข้นของกลูโคสในซีรั่ม) กระตุ้น การสังเคราะห์ อินซูลินจากนั้นอินซูลินจะทำหน้าที่ลดระดับกลูโคสและรักษาสภาวะสมดุลส่งผลให้ระดับอินซูลินลดลง

เมื่อหลั่งออกมา ฮอร์โมนที่ละลายน้ำได้จะถูกขนส่งผ่านระบบไหลเวียนโลหิตได้อย่างง่ายดาย ฮอร์โมนที่ละลายในไขมันจะต้องจับกับไกลโคโปรตีนในพลาสมาที่เป็นตัวพา (เช่นไทรอกซีน-ไบน์ดิงโกลบูลิน (TBG)) เพื่อสร้าง สารประกอบ ลิแกนด์ -โปรตีน ฮอร์โมนบางชนิด เช่น อินซูลินและฮอร์โมนการเจริญเติบโต สามารถถูกปล่อยเข้าสู่กระแสเลือดในสภาพที่ออกฤทธิ์เต็มที่แล้ว ฮอร์โมนอื่นๆ ที่เรียกว่าโปรฮอร์โมนจะต้องถูกกระตุ้นในเซลล์บางชนิดผ่านขั้นตอนต่างๆ ที่มักถูกควบคุมอย่างเข้มงวด[ 8 ]

ระบบต่อมไร้ท่อหลั่งฮอร์โมนโดยตรงเข้าสู่กระแสเลือดโดยทั่วไปผ่านทางเส้นเลือดฝอยที่มีรูพรุนในขณะที่ระบบต่อมมีท่อหลั่งฮอร์โมนโดยอ้อมโดยใช้ท่อ ส่ง ฮอร์โมนที่มี หน้าที่ แบบพาราครีนจะแพร่กระจายผ่านช่องว่างระหว่างเซลล์ไปยังเนื้อเยื่อเป้าหมายที่อยู่ใกล้เคียง

พืชไม่มีอวัยวะเฉพาะสำหรับการหลั่งฮอร์โมน แม้ว่าจะมีการกระจายตัวของการผลิตฮอร์โมนตามพื้นที่ก็ตาม ตัวอย่างเช่น ฮอร์โมนออกซินผลิตขึ้นส่วนใหญ่ที่ปลายใบ อ่อน และในเนื้อเยื่อ เจริญ ปลายยอด การขาดต่อมเฉพาะหมายความว่าสถานที่หลักของการผลิตฮอร์โมนสามารถเปลี่ยนแปลงได้ตลอดช่วงชีวิตของพืช และสถานที่ของการผลิตขึ้นอยู่กับอายุและสภาพแวดล้อมของพืช[ 9 ]

บทนำและภาพรวม

เซลล์ ที่สร้างฮอร์โมนพบได้ในต่อมไร้ท่อเช่นต่อมไทรอยด์รังไข่และอัณฑะ[ 10 ]การส่งสัญญาณฮอร์โมนเกี่ยวข้องกับขั้นตอนต่อไปนี้: [ 11 ]

  1. การสังเคราะห์ทางชีวภาพของฮอร์โมนชนิดหนึ่งในเนื้อเยื่อชนิดหนึ่ง
  2. การเก็บรักษาและการหลั่งของฮอร์โมน
  3. การลำเลียงฮอร์โมนไปยังเซลล์เป้าหมาย
  4. การรับรู้ฮอร์โมนโดยโปรตีนตัวรับที่เยื่อหุ้มเซลล์หรือภายใน เซลล์ที่เกี่ยวข้อง
  5. การส่งต่อและขยายสัญญาณฮอร์โมนที่ได้รับผ่าน กระบวนการ แปลงสัญญาณ : จากนั้นจะนำไปสู่การตอบสนองของเซลล์ ปฏิกิริยาของเซลล์เป้าหมายอาจได้รับการรับรู้โดยเซลล์ที่ผลิตฮอร์โมนดั้งเดิม ซึ่งนำไปสู่การลดการผลิตฮอร์โมน นี่เป็นตัวอย่างของวงจรป้อนกลับ เชิง ลบ เพื่อรักษาสมดุล ของร่างกาย
  6. การสลายตัวของฮอร์โมน

เอ็กโซไซโทซิสและวิธีการขนส่งผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ อื่นๆ ถูกนำมาใช้ในการหลั่งฮอร์โมนเมื่อต่อมไร้ท่อได้รับสัญญาณ แบบจำลองลำดับชั้นเป็นการทำให้ กระบวนการส่งสัญญาณฮอร์โมน ง่ายเกินไปเซลล์ที่รับสัญญาณฮอร์โมนเฉพาะอาจเป็นเซลล์หลายประเภทที่อยู่ในเนื้อเยื่อต่างๆ กัน เช่นเดียวกับอินซูลินซึ่งกระตุ้นให้เกิดผลทางสรีรวิทยาในระบบที่หลากหลาย เนื้อเยื่อประเภทต่างๆ อาจตอบสนองต่อสัญญาณฮอร์โมนเดียวกันแตกต่างกัน[ 12 ]

การค้นพบ

อาร์โนลด์ อดอล์ฟ เบอร์โธลด์ (1849)

อาร์โนลด์ อดอล์ฟ เบอร์โธลด์เป็นนักสรีรวิทยาและนักสัตววิทยา ชาวเยอรมัน ผู้ซึ่งในปี ค.ศ. 1849 เกิดข้อสงสัยเกี่ยวกับหน้าที่ของอัณฑะเขาพบว่าไก่ตัวผู้ที่ถูกตอนแล้วมีพฤติกรรมทางเพศไม่เหมือนกับไก่ตัวผู้ที่มีอัณฑะครบ เขาจึงตัดสินใจทำการทดลองกับไก่ตัวผู้เพื่อตรวจสอบปรากฏการณ์นี้ เขาเลี้ยงไก่ตัวผู้ที่มีอัณฑะครบกลุ่มหนึ่ง และพบว่าพวกมันมีเหนียงและหงอน ( อวัยวะสืบพันธุ์ รอง ) ขนาดปกติ ขันได้ปกติ และมีพฤติกรรมทางเพศและความก้าวร้าวปกติ เขายังเลี้ยงไก่กลุ่มหนึ่งที่ถูกผ่าตัดเอาอัณฑะออก และพบว่าอวัยวะสืบพันธุ์รองของพวกมันมีขนาดเล็กลง ขันได้อ่อนแรง ไม่ดึงดูดใจตัวเมีย และไม่ก้าวร้าว เขาตระหนักว่าอวัยวะนี้มีความสำคัญต่อพฤติกรรมเหล่านี้ แต่เขาไม่รู้ว่าทำงานอย่างไร เพื่อทดสอบเพิ่มเติม เขาจึงผ่าตัดเอาอัณฑะข้างหนึ่งออกแล้วนำไปไว้ในช่องท้อง ไก่ตัวผู้เหล่านั้นมีพฤติกรรมและโครงสร้าง ทาง กายภาพ ปกติ เขาสามารถเห็นได้ว่าตำแหน่งของอัณฑะไม่สำคัญ จากนั้นเขาต้องการดูว่ามี ปัจจัย ทางพันธุกรรมที่เกี่ยวข้องกับอัณฑะที่ทำให้เกิดการทำงานเหล่านี้หรือไม่ เขาปลูกถ่ายอัณฑะจากไก่ตัวผู้ตัวอื่นไปยังไก่ตัวผู้ที่ถูกผ่าตัดเอาอัณฑะออกไปข้างหนึ่ง และพบว่าพวกมันมีพฤติกรรมและกายวิภาคปกติเช่นกัน เบอร์โธลด์สรุปว่าตำแหน่งหรือปัจจัยทางพันธุกรรมของอัณฑะไม่สำคัญต่ออวัยวะเพศและพฤติกรรม แต่สารเคมี บางอย่าง ในอัณฑะที่ถูกหลั่งออกมาทำให้เกิดปรากฏการณ์นี้ ต่อมาได้มีการระบุว่าปัจจัยนี้คือฮอร์โมนเทสโทสเตอโร[ 13 ] [ 14 ]

ชาร์ลส์และฟรานซิส ดาร์วิน (1880)

แม้ว่า ชาร์ลส์ ดาร์วิน จะ เป็นที่รู้จักกันดีจากผลงานเกี่ยวกับทฤษฎีวิวัฒนาการแต่เขาก็มีความสนใจในพืชอย่างมากเช่นกัน ในช่วงทศวรรษ 1870 เขาและฟรานซิส ลูกชายของเขา ได้ศึกษาการเคลื่อนไหวของพืชเข้าหาแสง พวกเขาสามารถแสดงให้เห็นว่าแสงถูกรับรู้ที่ปลายยอดของลำต้นอ่อน ( coleoptile ) ในขณะที่การโค้งงอเกิดขึ้นที่ส่วนล่างของลำต้น พวกเขาเสนอว่า 'สารที่ส่งผ่านได้' สื่อสารทิศทางของแสงจากปลายยอดลงไปยังลำต้น แนวคิดเรื่อง 'สารที่ส่งผ่านได้' ในตอนแรกถูกนักชีววิทยาพืชคนอื่นๆ ปฏิเสธ แต่ผลงานของพวกเขาในภายหลังนำไปสู่การค้นพบฮอร์โมนพืชตัวแรก[ 15 ]ในช่วงทศวรรษ 1920 นักวิทยาศาสตร์ชาวดัตช์Frits Warmolt Wentและนักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซียNikolai Cholodny (ทำงานโดยอิสระจากกัน) ได้แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่าการสะสมที่ไม่สมมาตรของฮอร์โมนการเจริญเติบโตเป็นสาเหตุของการโค้งงอนี้ ในปี 1933 ฮอร์โมนนี้ได้รับการแยกออกมาในที่สุดโดย Kögl, Haagen-Smit และ Erxleben และตั้งชื่อว่า ' auxin ' [ 15 ] [ 16 ] [ 17 ]

โอลิเวอร์และเชเฟอร์ (1894)

แพทย์ชาวอังกฤษจอร์จ โอลิเวอร์และนักสรีรวิทยาเอ็ดเวิร์ด อัลเบิร์ต เชเฟอร์ศาสตราจารย์ประจำมหาวิทยาลัยคอลเลจลอนดอน ได้ร่วมมือกันศึกษาผลทางสรีรวิทยาของสารสกัดจากต่อมหมวกไต พวกเขาตีพิมพ์ผลการค้นพบครั้งแรกในรายงานสองฉบับในปี 1894 และตีพิมพ์ฉบับเต็มในปี 1895 [ 18 ] [ 19 ]แม้ว่าจะมักถูกเข้าใจผิดว่าเป็นซีเครตินซึ่งค้นพบในปี 1902 โดยเบย์ลิสและสตาร์ลิง แต่สารสกัดจากต่อมหมวกไตของโอลิเวอร์และเชเฟอร์ที่มีอะดรีนาลีน ซึ่งเป็น สารที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางสรีรวิทยา เป็นฮอร์โมนตัวแรกที่ถูกค้นพบ คำว่าฮอร์โมนจะถูกบัญญัติขึ้นในภายหลังโดยสตาร์ลิง[ 20 ]

เบย์ลิสและสตาร์ลิง (1902)

วิลเลียม เบย์ลิสและเออร์เนสต์ สตาร์ลิงนักสรีรวิทยาและนักชีววิทยาตามลำดับ ต้องการตรวจสอบว่าระบบประสาทมีผลกระทบต่อระบบย่อยอาหาร หรือไม่ จากผลงานของมาร์ติน ไฮเดนไฮน์และโคลด เบอร์นาร์ด [ 21 ] พวกเขาทราบว่าตับอ่อนมีส่วนเกี่ยวข้องกับการหลั่งของเหลวย่อยอาหารหลังจากอาหารเคลื่อนจากกระเพาะ อาหาร ไปยังลำไส้ซึ่งพวกเขาเชื่อว่าเป็นผลมาจากระบบประสาท พวกเขาตัดเส้นประสาทที่ไปยังตับอ่อนในแบบจำลองสัตว์และค้นพบว่าไม่ใช่แรงกระตุ้นของเส้นประสาทที่ควบคุมการหลั่งจากตับอ่อน พบว่าปัจจัยที่หลั่งจากลำไส้เข้าสู่กระแสเลือดเป็นตัวกระตุ้นให้ตับอ่อนหลั่งของเหลวย่อยอาหาร ปัจจัยนี้ได้รับการตั้งชื่อว่าซีเครตินซึ่งเป็นฮอร์โมน

ในปี พ.ศ. 2448 สตาร์ลิงได้บัญญัติคำว่าฮอร์โมนจากภาษากรีกที่แปลว่าปลุกหรือกระตุ้นซึ่งเขานิยามว่า " สารสื่อสารทางเคมีที่เคลื่อนที่จากเซลล์หนึ่งไปยังอีกเซลล์หนึ่งตามกระแสเลือด ซึ่งอาจประสานการทำงานและการเจริญเติบโตของส่วนต่างๆ ของร่างกาย" [ 22 ]

ประเภทของการส่งสัญญาณ

ผลของฮอร์โมนขึ้นอยู่กับตำแหน่งที่ปล่อยออกมา เนื่องจากสามารถปล่อยออกมาได้หลายวิธี[ 23 ]ไม่ใช่ว่าฮอร์โมนทั้งหมดจะถูกปล่อยออกมาจากเซลล์และเข้าสู่กระแสเลือดจนกว่าจะจับกับตัวรับบนเป้าหมาย ประเภทหลักของการส่งสัญญาณฮอร์โมน ได้แก่:

ประเภทการส่งสัญญาณ – ฮอร์โมน
SN ประเภท คำอธิบาย
1 ต่อมไร้ท่อออกฤทธิ์ต่อเซลล์เป้าหมายหลังจากถูกปล่อยเข้าสู่กระแสเลือด
2 พาราครีนออกฤทธิ์เฉพาะเซลล์ใกล้เคียงและไม่จำเป็นต้องเข้าสู่ระบบไหลเวียนทั่วไป
3 ออโตครีนมีผลต่อเซลล์ชนิดที่หลั่งสารนั้นออกมา และก่อให้เกิดผลทางชีวภาพ
4 อินทราครีนออกฤทธิ์ภายในเซลล์ที่สังเคราะห์สารนั้นขึ้นมา

ประเภททางเคมี

เนื่องจากฮอร์โมนถูกนิยามตามหน้าที่ ไม่ใช่ตามโครงสร้าง จึงอาจมีโครงสร้างทางเคมีที่หลากหลาย ฮอร์โมนเกิดขึ้นในสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ ( พืชสัตว์เชื้อราสาหร่ายสีน้ำตาลและสาหร่ายสีแดง ) สารประกอบเหล่านี้ยังเกิดขึ้นในสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวและอาจทำหน้าที่เป็นโมเลกุลส่งสัญญาณอย่างไรก็ตาม ยังไม่มีข้อตกลงว่าโมเลกุลเหล่านี้สามารถเรียกว่าฮอร์โมนได้หรือไม่[ 24 ] [ 25 ]

สัตว์มีกระดูกสันหลัง

ประเภทของฮอร์โมนในสัตว์มีกระดูกสันหลัง
SN ประเภท คำอธิบาย
1 โปรตีนและ

เปปไทด์

ฮอร์โมนเปปไทด์ประกอบด้วยสายโซ่ของกรดอะมิโนที่มีความยาวตั้งแต่ 3 ถึงหลายร้อยตัว ตัวอย่างเช่น ออกซิโทซินและอินซูลิน[ 13 ] ลำดับของพวกมันถูกเข้ารหัสในDNAและสามารถถูกดัดแปลงได้โดยการตัดต่อทางเลือกและ/หรือการดัดแปลงหลังการแปล [ 23 ] พวกมันถูกบรรจุอยู่ในเวสิเคิลและมีคุณสมบัติชอบน้ำซึ่งหมายความว่าพวกมันละลายได้ในน้ำ เนื่องจากคุณสมบัติชอบน้ำ พวกมันจึงสามารถจับกับตัวรับบนเยื่อหุ้มเซลล์ได้เท่านั้น เนื่องจากไม่น่าจะเดินทางผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ได้ อย่างไรก็ตาม ฮอร์โมนบางชนิดสามารถจับกับตัวรับภายในเซลล์ได้ผ่านกลไก อินทราครีน
2 กรดอะมิโน

อนุพันธ์

ฮอร์โมน กรดอะมิโนได้มาจากกรดอะมิโน โดยส่วนใหญ่คือไทโรซีน ฮอร์โมนเหล่านี้ถูกเก็บไว้ในถุงเล็กๆ ตัวอย่างเช่นเมลาโทนินและไทรอกซิ
3 สเตียรอยด์ ฮอร์โมน สเตียรอยด์ได้มาจากคอเลสเตอรอล ตัวอย่างเช่น ฮอร์โมนเพศเอสตราไดออลและ เทสโทส เตอโรนรวมถึงฮอร์โมนความเครียดคอร์ติซอล [ 26 ] เตียรอยด์ประกอบด้วยวงแหวนที่หลอมรวมกันสี่วง พวกมันมีคุณสมบัติชอบไขมันดังนั้นจึงสามารถผ่านเยื่อหุ้มเซลล์เพื่อจับกับตัวรับนิวเคลียร์ ภายในเซลล์ ได้
4 อีโคซานอยด์ ฮอร์โมน อีโคซานอยด์ได้มาจากไขมัน เช่นกรดอะราคิโดนิลิพอกซิน ธรอมบอกเซน และ พรอส ตาแกลนดินตัวอย่างเช่นพรอสตาแกลนดินและ ธรอมบอกเซน ฮอร์โมนเหล่านี้ผลิตโดย เอนไซม์ ไซโคลออกซิเจเนสและลิพอกซิเจเนสพวกมันมีคุณสมบัติไม่ชอบน้ำและออกฤทธิ์ต่อตัวรับบนเยื่อหุ้มเซลล์
5 ก๊าซ เอทิลีนและไนตริกออกไซด์
ร่างกายมนุษย์หลั่งฮอร์โมนหลายชนิด ซึ่งแต่ละชนิดมีบทบาทและหน้าที่ทางชีวภาพแตกต่างกัน

สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง

เมื่อเปรียบเทียบกับสัตว์มีกระดูกสันหลังแมลงและกุ้งมีฮอร์โมนที่มีโครงสร้างผิดปกติหลายชนิด เช่นฮอร์โมนวัยอ่อนซึ่งเป็นเซสควิเทอร์พีนอยด์[ 27 ]

พืช

ตัวอย่างได้แก่กรดแอ็บซิสิก ออกซินไซโตไคนินเอทิลีนและจิบเบอเรลลิ[ 28 ]

ตัวรับ

แผนภาพด้านซ้ายแสดงให้เห็นฮอร์โมนสเตียรอยด์ (ไขมัน) (1) เข้าสู่เซลล์และ (2) จับกับโปรตีนตัวรับในนิวเคลียส ทำให้เกิด (3) การสังเคราะห์ mRNA ซึ่งเป็นขั้นตอนแรกของการสังเคราะห์โปรตีน ด้านขวาแสดงให้เห็นฮอร์โมนโปรตีน (1) จับกับตัวรับซึ่ง (2) เริ่มต้นเส้นทางการส่งสัญญาณ เส้นทางการส่งสัญญาณสิ้นสุด (3) ด้วยการกระตุ้นปัจจัยการถอดรหัสในนิวเคลียส และการสังเคราะห์โปรตีนเริ่มต้นขึ้น ในแผนภาพทั้งสอง a คือฮอร์โมน b คือเยื่อหุ้มเซลล์ c คือไซโตพลาซึม และ d คือนิวเคลียส

ฮอร์โมนส่วนใหญ่เริ่มต้นการตอบสนองของเซลล์โดยการจับกับตัวรับบนพื้นผิวเซลล์หรือตัวรับภายในเซลล์ก่อนเซลล์อาจมีตัวรับ หลายชนิด ที่รู้จักฮอร์โมนชนิดเดียวกันแต่กระตุ้น เส้นทาง การส่งสัญญาณ ที่แตกต่างกัน หรือเซลล์อาจมีตัวรับหลายชนิดที่รู้จักฮอร์โมนที่แตกต่างกันและกระตุ้นเส้นทางชีวเคมีเดียวกัน[ 29 ]

ตัวรับสำหรับเปปไทด์ ส่วนใหญ่ รวมถึง ฮอร์โมน อีโคซานอยด์ จำนวนมาก ฝังอยู่ในเยื่อหุ้มเซลล์ในฐานะตัวรับบนพื้นผิวเซลล์ และส่วนใหญ่เป็นของตัวรับที่เชื่อมต่อกับโปรตีน G (GPCR) ซึ่งเป็นโปรตีนทรานส์เมมเบรนแบบอัลฟาเฮลิกซ์เจ็ดอัน ปฏิสัมพันธ์ระหว่างฮอร์โมนและตัวรับมักจะกระตุ้นให้เกิดผลรองต่อเนื่องภายในไซโตพลาสซึมของเซลล์ ซึ่งเรียกว่าการส่งสัญญาณ โดย มักเกี่ยวข้องกับการฟอสโฟรีเลชันหรือดีฟอสโฟรีเลชันของโปรตีนไซโตพลาสซึมอื่นๆ การเปลี่ยนแปลงการซึมผ่านของช่องไอออนหรือความเข้มข้นที่เพิ่มขึ้นของโมเลกุลภายในเซลล์ที่อาจทำหน้าที่เป็นสารสื่อสัญญาณรอง (เช่น ไซคลิก AMP ) ฮอร์โมนโปรตีน บางชนิด ยังโต้ตอบกับ ตัวรับ ภายในเซลล์ที่อยู่ในไซโตพลาสซึมหรือนิวเคลียสโดยกลไกอินทราครีน[ 30 ] [ 31 ]

สำหรับฮอร์โมนสเตียรอยด์หรือฮอร์โมนไทรอยด์ตัวรับ ของพวกมัน จะอยู่ภายในเซลล์ในไซโตพลาสซึมของเซลล์เป้าหมาย ตัวรับเหล่านี้อยู่ใน กลุ่ม ตัวรับนิวเคลียร์ของปัจจัยการถอดรหัส ที่กระตุ้นด้วยลิแกนด์ เพื่อที่จะจับกับตัวรับ ฮอร์โมนเหล่านี้ต้องผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ก่อน พวกมันสามารถทำเช่นนั้นได้เพราะพวกมันละลายได้ในไขมัน จากนั้น สารประกอบ ฮอร์โมน-ตัวรับที่รวมกัน จะเคลื่อนที่ผ่านเยื่อหุ้มนิวเคลียร์เข้าไปในนิวเคลียสของเซลล์ ซึ่งจะจับกับลำดับ DNA เฉพาะ ควบคุมการแสดงออกของยีน บางชนิด และเพิ่มระดับของโปรตีนที่เข้ารหัสโดยยีนเหล่านี้[ 32 ]อย่างไรก็ตาม มีการแสดงให้เห็นว่าตัวรับสเตียรอยด์ไม่ได้อยู่ภายในเซลล์ทั้งหมด บางส่วนเกี่ยวข้องกับเยื่อหุ้มพลาสมา[ 33 ]

ผลกระทบต่อมนุษย์

ฮอร์โมนมีผลต่อร่างกายดังต่อไปนี้: [ 34 ]

ฮอร์โมนอาจควบคุมการผลิตและการหลั่งของฮอร์โมนอื่นๆ ได้เช่นกัน สัญญาณของฮอร์โมนควบคุมสภาพแวดล้อมภายในร่างกายผ่านกระบวนการรักษาสมดุล (homeostasis )

ระเบียบข้อบังคับ

อัตราการสังเคราะห์และการหลั่งฮอร์โมนมักถูกควบคุมโดย กลไกการควบคุม แบบป้อนกลับเชิงลบแบบโฮมีโอสแตติก กลไกดังกล่าวขึ้นอยู่กับปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อการเผาผลาญและการขับถ่ายของฮอร์โมน ดังนั้น ความเข้มข้นของฮอร์โมนที่สูงขึ้นเพียงอย่างเดียวไม่สามารถกระตุ้นกลไกการป้อนกลับเชิงลบได้ การป้อนกลับเชิงลบจะต้องถูกกระตุ้นโดยการผลิต "ผล" ของฮอร์โมนมากเกินไป[ 35 ] [ 36 ]

ระดับน้ำตาลในเลือดจะถูกควบคุมให้คงที่ในร่างกายด้วยกลไกป้อนกลับเชิงลบ เมื่อระดับน้ำตาลในเลือดสูงเกินไป ตับอ่อนจะหลั่งอินซูลิน และเมื่อระดับน้ำตาลในเลือดต่ำเกินไป ตับอ่อนจะหลั่งกลูคากอน เส้นตรงที่แสดงในภาพแสดงถึงจุดสมดุลของร่างกาย ส่วนเส้นโค้งไซน์แสดงถึงระดับน้ำตาลในเลือด

การหลั่งฮอร์โมนสามารถถูกกระตุ้นและยับยั้งได้โดย:

  • ฮอร์โมนอื่นๆ (ฮอร์โมนกระตุ้นหรือ ฮอร์โมน ปลดปล่อย )
  • ความเข้มข้นของไอออนหรือสารอาหารในพลาสมา รวมถึงโกลบูลิน ที่จับกับโปรตีน
  • เซลล์ประสาทและกิจกรรมทางจิต
  • การเปลี่ยนแปลงทางสิ่งแวดล้อม เช่น แสงหรืออุณหภูมิ

ฮอร์โมนกลุ่มพิเศษกลุ่มหนึ่งคือฮอร์โมนทรอปิกซึ่งกระตุ้นการผลิตฮอร์โมนของต่อมไร้ท่อ อื่นๆ ตัวอย่างเช่นฮอร์โมนกระตุ้นต่อมไทรอยด์ (TSH) ทำให้เกิดการเจริญเติบโตและกิจกรรมที่เพิ่มขึ้นของต่อมไร้ท่ออีกต่อ มหนึ่ง คือต่อมไทรอยด์ซึ่งจะเพิ่มการผลิตฮอร์โมนไทรอยด์[ 37 ]

เพื่อปลดปล่อยฮอร์โมนที่ออกฤทธิ์เข้าสู่ระบบไหลเวียนโลหิต อย่างรวดเร็ว เซลล์สังเคราะห์ฮอร์โมนอาจผลิตและเก็บฮอร์โมนที่ไม่ออกฤทธิ์ทางชีวภาพในรูปของพรีฮอร์โมนหรือโปรฮอร์โมนจากนั้นจึงสามารถแปลงเป็นฮอร์โมนที่ออกฤทธิ์ได้อย่างรวดเร็วเพื่อตอบสนองต่อสิ่งกระตุ้นเฉพาะ[ 37 ]

อีโคซานอยด์ถือเป็นฮอร์โมนเฉพาะที่ ถือว่าเป็น "เฉพาะที่" เพราะมีผลเฉพาะเจาะจงต่อเซลล์เป้าหมายที่อยู่ใกล้บริเวณที่เกิดการก่อตัว นอกจากนี้ยังมีวงจรการสลายตัวอย่างรวดเร็ว ทำให้มั่นใจได้ว่าจะไม่ไปถึงบริเวณที่ห่างไกลภายในร่างกาย[ 38 ]

ฮอร์โมนยังถูกควบคุมโดยตัวกระตุ้นตัวรับ ฮอร์โมนเป็นลิแกนด์ ซึ่งเป็นโมเลกุลชนิดใดก็ได้ที่สร้างสัญญาณโดยการจับกับตำแหน่งตัวรับบนโปรตีน ผลของฮอร์โมนสามารถถูกยับยั้งหรือควบคุมได้โดยลิแกนด์ที่แข่งขันกันซึ่งจับกับตัวรับเป้าหมายเดียวกันกับฮอร์โมน เมื่อลิแกนด์ที่แข่งขันกันจับกับตำแหน่งตัวรับ ฮอร์โมนจะไม่สามารถจับกับตำแหน่งนั้นได้และไม่สามารถกระตุ้นการตอบสนองจากเซลล์เป้าหมายได้ ลิแกนด์ที่แข่งขันกันเหล่านี้เรียกว่าตัวต้านฮอร์โมน[ 39 ]

การใช้เพื่อการรักษา

ฮอร์โมนหลายชนิดและ สารอะนาล็อก ที่มีโครงสร้างและหน้าที่คล้ายคลึง กัน ถูกนำมาใช้เป็นยาฮอร์โมนที่ถูกสั่งจ่ายบ่อยที่สุด ได้แก่เอสโตรเจนและโปรเจสโตเจน (ใช้เป็นวิธีการคุมกำเนิดด้วยฮอร์โมนและเป็นHRT ) [ 40 ]ไทรอกซิน (เช่นเลโวไทรอกซินสำหรับ ภาวะ ไทรอยด์ฮอร์โมนต่ำ ) และสเตียรอยด์ (สำหรับโรคภูมิต้านตนเองและโรคระบบทางเดินหายใจ หลายชนิด ) อินซูลินถูกใช้โดยผู้ป่วยเบาหวาน จำนวนมาก ยาเตรียมเฉพาะที่สำหรับใช้ในโสตศัลยกรรมมักมี สารเทียบเท่า ทางเภสัชวิทยาของอะดรีนาลินในขณะที่ ครีม สเตียรอยด์และวิตามินดีถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในการรักษาโรคผิวหนัง[ 41 ]

"ขนาดยาทางเภสัชวิทยา" หรือ "ขนาดยาเกินระดับปกติ" ของฮอร์โมน เป็นศัพท์ทางการแพทย์ที่หมายถึงปริมาณฮอร์โมนที่มากกว่าปริมาณที่พบได้ตามธรรมชาติในร่างกายที่แข็งแรง ผลของขนาดยาทางเภสัชวิทยาของฮอร์โมนอาจแตกต่างจากผลที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ และอาจมีประโยชน์ในการรักษา แต่ก็อาจมีผลข้างเคียงที่ไม่พึงประสงค์ได้ ตัวอย่างเช่น ความสามารถของกลูโคคอร์ติคอย ด์ในขนาดยาทางเภสัชวิทยา ในการยับยั้งการอักเสบ

ปฏิสัมพันธ์ระหว่างฮอร์โมนและพฤติกรรม

ในระดับระบบประสาท พฤติกรรมสามารถอนุมานได้จากความเข้มข้นของฮอร์โมน ซึ่งได้รับอิทธิพลจากรูปแบบการหลั่งฮอร์โมน จำนวนและตำแหน่งของตัวรับฮอร์โมน และประสิทธิภาพของตัวรับฮอร์โมนสำหรับผู้ที่เกี่ยวข้องกับการถอดรหัสยีน ความเข้มข้นของฮอร์โมนไม่ได้กระตุ้นพฤติกรรมโดยตรง เพราะนั่นจะบั่นทอนสิ่งเร้าภายนอกอื่นๆ อย่างไรก็ตาม ความเข้มข้นของฮอร์โมนมีอิทธิพลต่อระบบโดยการเพิ่มความน่าจะเป็นของการเกิดเหตุการณ์บางอย่าง[ 42 ]

ฮอร์โมนไม่เพียงแต่มีอิทธิพลต่อพฤติกรรมเท่านั้น แต่พฤติกรรมและสิ่งแวดล้อมยังสามารถมีอิทธิพลต่อความเข้มข้นของฮอร์โมนได้อีกด้วย[ 43 ]ดังนั้นจึงเกิดวงจรป้อนกลับขึ้น ซึ่งหมายความว่าพฤติกรรมสามารถส่งผลต่อความเข้มข้นของฮอร์โมน ซึ่งในทางกลับกันก็สามารถส่งผลต่อพฤติกรรม ซึ่งในทางกลับกันก็สามารถส่งผลต่อความเข้มข้นของฮอร์โมน และเป็นเช่นนี้เรื่อยไป[ 44 ]ตัวอย่างเช่น วงจรป้อนกลับระหว่างฮอร์โมนและพฤติกรรมมีความสำคัญอย่างยิ่งในการทำให้การหลั่งฮอร์โมนเป็นช่วงๆ มีความคงที่ เนื่องจากพฤติกรรมที่ได้รับผลกระทบจากฮอร์โมนที่หลั่งเป็นช่วงๆ จะช่วยป้องกันการปล่อยฮอร์โมนดังกล่าวอย่างต่อเนื่องโดยตรง[ 45 ]

สามารถใช้เหตุผลสามขั้นตอนกว้างๆ เพื่อพิจารณาว่ามีปฏิสัมพันธ์ระหว่างฮอร์โมนและพฤติกรรมที่เฉพาะเจาะจงอยู่ในระบบหรือไม่: [ 46 ]

  • ความถี่ในการเกิดพฤติกรรมที่ขึ้นอยู่กับฮอร์โมน ควรสอดคล้องกับความถี่ของแหล่งที่มาของฮอร์โมนนั้น
  • พฤติกรรมที่ขึ้นอยู่กับฮอร์โมนนั้นจะไม่เกิดขึ้นหากไม่มีแหล่งที่มาของฮอร์โมน (หรือลักษณะการออกฤทธิ์ของฮอร์โมน)
  • การนำแหล่งฮอร์โมนที่ขาดหายไปซึ่งมีผลต่อพฤติกรรม (หรือกลไกการออกฤทธิ์ของฮอร์โมนนั้น) กลับมาอีกครั้ง คาดว่าจะนำพฤติกรรมที่หายไปนั้นกลับคืนมา

การเปรียบเทียบกับสารสื่อประสาท

แม้ว่าโดยทั่วไปแล้วจะใช้สลับกันได้ แต่มีความแตกต่างที่ชัดเจนระหว่างฮอร์โมนและสารสื่อประสาท หลายประการ : [ 47 ] [ 48 ] [ 39 ]

  • ฮอร์โมนสามารถทำหน้าที่ได้ในระดับพื้นที่และเวลาที่กว้างกว่าสารสื่อประสาท ซึ่งมักจะทำหน้าที่ในระยะทางระดับไมโครเมตร[ 49 ]
  • สัญญาณฮอร์โมนสามารถเดินทางไปได้แทบทุกที่ในระบบไหลเวียนโลหิต ในขณะที่สัญญาณประสาทถูกจำกัดไว้เฉพาะเส้นทางประสาทที่ มีอยู่ก่อนแล้ว [ 49 ]
  • หากสมมติว่าระยะทางในการเดินทางเท่ากัน สัญญาณประสาทสามารถส่งได้เร็วกว่ามาก (ในระดับมิลลิวินาที) เมื่อเทียบกับสัญญาณฮอร์โมน (ในระดับวินาที นาที หรือชั่วโมง) สัญญาณประสาทสามารถส่งได้ด้วยความเร็วสูงสุดถึง 100 เมตรต่อวินาที[ 50 ]
  • การส่งสัญญาณประสาทเป็นกระบวนการแบบ "ทั้งหมดหรือไม่มีเลย" (ดิจิทัล) ในขณะที่การส่งสัญญาณฮอร์โมนเป็นกระบวนการที่สามารถเปลี่ยนแปลงได้อย่างต่อเนื่อง เนื่องจากขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของฮอร์โมน

นิวโรฮอร์โมนเป็นฮอร์โมนชนิดหนึ่งที่มีลักษณะร่วมกันกับสารสื่อประสาท[ 51 ]พวกมันถูกผลิตโดยเซลล์ต่อมไร้ท่อที่ได้รับอินพุตจากเซลล์ประสาท หรือเซลล์นิวโรเอนโดครีน[ 51 ]ทั้งฮอร์โมนแบบคลาสสิกและนิวโรฮอร์โมนถูกหลั่งโดยเนื้อเยื่อต่อมไร้ท่อ อย่างไรก็ตาม นิวโรฮอร์โมนเป็นผลมาจากการรวมกันของปฏิกิริยาตอบสนองของต่อมไร้ท่อและปฏิกิริยาตอบสนองของระบบประสาท ทำให้เกิดเส้นทางนิวโรเอนโดครีน[ 39 ]ในขณะที่เส้นทางต่อมไร้ท่อสร้างสัญญาณเคมีในรูปของฮอร์โมน เส้นทางนิวโรเอนโดครีนเกี่ยวข้องกับสัญญาณไฟฟ้าของเซลล์ประสาท[ 39 ]ในเส้นทางนี้ ผลของสัญญาณไฟฟ้าที่ผลิตโดยเซลล์ประสาทคือการปล่อยสารเคมี ซึ่งก็คือนิวโรฮอร์โมน[ 39 ] ในที่สุด เช่นเดียวกับฮอร์โมนแบบคลาสสิก นิวโรฮอร์โมนจะถูกปล่อยเข้าสู่กระแสเลือดเพื่อไปถึงเป้าหมาย[ 39 ]

โปรตีนที่จับกัน

แผนภาพนี้อธิบายถึงฮอร์โมนและการทำงานของฮอร์โมนในกระแสเลือด ฮอร์โมนไหลเข้าและออกจากกระแสเลือด และสามารถจับกับเซลล์เป้าหมายเพื่อกระตุ้นการทำงานของฮอร์โมนได้ โดยอาศัยการไหลเวียนของเลือดและเซลล์ที่หลั่งฮอร์โมน ฮอร์โมนควบคุมการเผาผลาญ การเจริญเติบโตและพัฒนาการ การทำงานของเนื้อเยื่อ การนอนหลับ การสืบพันธุ์ ฯลฯ แผนภาพนี้ยังแสดงรายการฮอร์โมนที่สำคัญในมนุษย์ด้วย

การขนส่งฮอร์โมนและการมีส่วนร่วมของโปรตีนที่จับกับฮอร์โมนเป็นสิ่งสำคัญที่ต้องพิจารณาเมื่อพิจารณาถึงหน้าที่ของฮอร์โมน[ 52 ]การสร้างสารประกอบเชิงซ้อนกับโปรตีนที่จับกับฮอร์โมนมีประโยชน์หลายประการ ได้แก่ ครึ่งชีวิตที่มีประสิทธิภาพของฮอร์โมนที่จับกับฮอร์โมนจะเพิ่มขึ้น และมีการสร้างแหล่งสะสมของฮอร์โมนที่จับกับฮอร์โมน ซึ่งจะช่วยปรับสมดุลความเข้มข้นของฮอร์โมนที่ไม่จับกับฮอร์โมน (ฮอร์โมนที่จับกับฮอร์โมนจะเข้ามาแทนที่ฮอร์โมนที่ไม่จับกับฮอร์โมนเมื่อฮอร์โมนเหล่านั้นถูกกำจัดออกไป) [ 53 ]ตัวอย่างหนึ่งของการใช้โปรตีนที่จับกับฮอร์โมนคือโปรตีนที่จับกับไทรอกซีน ซึ่งทำหน้าที่ขนส่งไทรอกซีนมากถึง 80% ของไทรอกซีนทั้งหมดในร่างกาย ซึ่งเป็นองค์ประกอบสำคัญในการควบคุมอัตราการเผาผลาญ[ 54 ]

ดูเพิ่มเติม

  • HMRbase: ฐานข้อมูลฮอร์โมนและตัวรับฮอร์โมน
  • ฮอร์โมน ในฐานข้อมูล Medical Subject Headings (MeSH) ของหอสมุดแห่งชาติสหรัฐอเมริกา
  • "ฮอร์โมน" . พจนานุกรม Merriam-Webster.com . Merriam-Webster. OCLC  1032680871 .
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Hormone&oldid=1345031642 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ฮอร์โมน

ฮอร์โมน(จากภาษากรีกโบราณὁρμῶν ( hormôn ) ' ทำให้เกิดการเคลื่อนไหว' ) คือ โมเลกุลส่งสัญญาณชนิดหนึ่งในสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ที่ถูกส่งไปยังอวัยวะหรือเนื้อเยื่อที่อยู่ห่างไกลโดยกระบวนการ...

บทนำและภาพรวม

เซลล์ ที่ สร้างฮอร์โมนพบได้ใน ต่อมไร้ท่อ เช่น ต่อมไทรอยด์ รังไข่และ อัณฑะ [ 10 ] การส่งสัญญาณฮอร์โมนเกี่ยวข้องกับขั้นตอนต่อไปนี้ : [ 11 ]

อาร์โนลด์ อดอล์ฟ เบอร์โธลด์ (1849)

อาร์โนลด์ อดอล์ฟ เบอร์โธลด์ เป็น นักสรีรวิทยา และ นักสัตววิทยา ชาวเยอรมัน ผู้ซึ่งในปี ค.ศ.

ชาร์ลส์และฟรานซิส ดาร์วิน (1880)

แม้ว่า ชาร์ลส์ ดาร์วิน จะ เป็นที่รู้จักกันดีจากผลงานเกี่ยวกับ ทฤษฎีวิวัฒนาการ แต่เขาก็มีความสนใจในพืชอย่างมากเช่นกัน ในช่วงทศวรรษ 1870 เขาและ ฟรานซิส ลูกชายของเขา ได้ศึกษาการเคลื่อนไหวของพืชเข้าหาแสง...