ホルモン

アクション

ホルモンには色々な働きがあります。新陳代謝を調整してくれます。新陳代謝とは、生物の中で起こる化学反応やエネルギー反応のことです。ホルモンは、細胞や生物全体の成長と死を引き起こします。ホルモンはまた、性的発達を開始し、制御します。例えば、エストロゲンとプロゲステロンというホルモンは、女の子が思春期を通過するようにします。ホルモンは、生物の恒常性を維持するのに役立ちます。恒常性とは、体温、水分や塩分の量、糖分の量など、体内の状態を一定に保つことです。1つの腺によって放出されたホルモンはまた、別のホルモンを作るために他の腺に指示することができます。

ホルモンの種類

ほとんどの脊椎動物には、4種類のホルモンが存在する。それらは、それらが作られる化学物質によってグループ化されています。

• ステロイドホルモン - これらはコレステロールから作られます。ステロイドホルモンの例としては、性ホルモンのエストラジオールとテストステロン、ストレスホルモンのコルチゾールがあります。
• エイコサノイド：これらは脂質ホルモンです - 脂質から作られたホルモンは、脂肪の種類。これらは主に、ホルモンを作る細胞の近くにメッセージを送るホルモンです。
• アミノ酸由来。メラトニンは脳に作用し、サイロキシンは体内のほぼ全ての細胞に作用します。これらのホルモンの多くは神経伝達物質で、1つの神経細胞が別の神経細胞に送るホルモンです。
• ペプチド、ポリペプチド、タンパク質 - 小型ペプチドホルモンには、TRHやバソプレシンなどがあります。スコアまたは数百個のアミノ酸で構成されるペプチドは、タンパク質と呼ばれています。タンパク質ホルモンの例としては、インスリンと成長ホルモンがあります。より複雑なタンパク質ホルモンは、炭水化物の側鎖を持つもので、糖タンパク質ホルモンと呼ばれています。黄体形成ホルモン、卵胞刺激ホルモン、甲状腺刺激ホルモンは、糖タンパク質ホルモンの例です。

ホルモンの調節

生物学では、規制とは何かをコントロールすることを意味します。つまり、ホルモンを調節するということは、ホルモンがどれだけ作られ、どれだけ細胞から放出されるかをコントロールするということなのです。

ネガティブフィードバック

ホルモンの調節は、ほとんどが負のフィードバックによって行われています。負のフィードバックでは、ホルモンは効果を引き起こします。ホルモンを作っている細胞がこの効果を感知して、ホルモンの生産が止まってしまうのです。

負のフィードバックの良い例は、インスリンというホルモンです。インスリンは膵臓によって生成されます。インスリンは、グルコースの消費に反応して膵臓によって放出されます。血液中のブドウ糖の量が上昇し、膵臓はその上昇を感知します。そして、インスリンを血液中に分泌します。インスリンは、標的となる細胞でのブドウ糖の取り込みを増加させます。グルコースの一部は細胞で利用されますが、一部はグリコーゲンの形に変換されて貯蔵されます。細胞によるグルコースの取り込みは、血中グルコース濃度を低下させます。この減少は膵臓によって検出され、それに応答して、膵臓は血流にインスリンの分泌を停止します。血中のインスリンレベルが低下すると、細胞によるグルコースの取り込みも低下します。

したがって、この負のフィードバックは、正常な血糖値を維持し、極端な変化を防ぐのに役立ちます。

ホルモンには大きく分けて3つの種類があります。ステロイドホルモンは無極性で、受容体を必要としません。2つ目のタイプはペプチドホルモンです。三つ目はチロシン由来のホルモンです。例としては、甲状腺から分泌されるT3とT4ホルモンがあります。

対抗調節ホルモン

多くの場合、2つのホルモンが同じものをコントロールしていて、1つは目標値を増やし、もう1つは目標値を減らしています。血糖値は生物にとって非常に重要なもので、1つ以上のホルモンによってコントロールされています。他のホルモンもブドウ糖値を上げたり下げたりしています。ブドウ糖値が下がりすぎると、体内ではインスリンとは逆の働きをするホルモンが分泌されます。ホルモンは、体内の細胞に血液中のブドウ糖を取り込むように指示するのではありません。グルコースを血液中に戻すように細胞に指示するのです。このように他のホルモンとは逆の働きをするホルモンは、逆調節ホルモンと呼ばれています。インスリンの対調節ホルモンは、グルカゴンとエピネフリンです。

ポジティブフィードバック

生物の中で最も重要なことは、負のフィードバックと調節ホルモンによって恒常性が保たれていることです。しかし、いくつかのものは異なる方法で制御されています。稀な方法の一つが正のフィードバックです。負のフィードバックでは、ホルモンの影響で腺がホルモンを作るのを止めてしまいます。正のフィードバックでは、逆のことが起こります。ホルモンの効果は、腺にさらに多くのホルモンを作るように指示します。

ポジティブフィードバックの例として、出産（赤ちゃんが生まれる時）を引き起こすホルモンがありますが、その原因となるホルモンがオキシトシンです。このホルモンは脳下垂体で作られています。赤ちゃんが出てくるようになると、子宮頸管（子宮の底の部分）の筋肉を伸ばします。子宮頸管内の神経が下垂体にメッセージを送ります。このメッセージは、下垂体がより多くのオキシトシンを放出するようにします。オキシトシンはその後、子宮の筋肉を収縮させたり、圧迫したりします。これにより、子宮頸管がさらに伸びることになります。この伸縮は、その後、下垂体にさらに多くのオキシトシンを作るように指示します。つまり、子宮が圧迫されたり収縮したりして赤ちゃんが出てくるまで、オキシトシンのレベルは上昇し続けます。

神経伝達物質との比較

ホルモンと神経伝達物質には明確な区別があります。

• ホルモンは神経伝達物質よりも広い空間と時間スケールで作用します。
• ホルモン信号は循環系のどこへでも移動することができますが、神経信号は既存の神経管に沿って移動します。
• 神経信号は、ホルモン信号（秒、分、時間）よりもはるかに速く（ミリ秒）送信することができます。神経信号は毎秒100メートルの速度で送信することができます。
• 神経シグナルがオールオア・ナッシング（デジタル）作用であるのに対し、ホルモンシグナルは連続的に可変することができる作用です。ホルモン濃度に依存します。

受容体

ほとんどのホルモンは、細胞膜や細胞内の受容体に結合することで細胞反応を開始します。細胞は、同じホルモンを認識するが、異なるシグナル伝達経路を活性化する複数の異なる受容体を持つ場合もあれば、異なるホルモンを認識し、同じ生化学的経路を活性化する複数の異なる受容体を持つ場合もある。

左 ：ステロイド（脂質）ホルモン（1）が細胞内に入る（2）受容体タンパク質と結合する（3）タンパク質合成の第一段階であるmRNA合成を引き起こす。 右：タンパク質ホルモンは(1)受容体と結合し、(2)伝達経路の引き金となる。(3)核内で転写因子が活性化され、タンパク質合成が始まる。いずれの図においても、aはホルモン、bは細胞膜、cは細胞質、dは核です。

化学クラス

ホルモンは構造的にではなく、機能的に定義されています。ホルモンは様々な化学構造を持っている可能性があります。ホルモンは多細胞生物（植物、動物、真菌、褐藻類、紅藻類）に存在する。これらの化合物は単細胞生物にも存在し、シグナル分子として作用することがある。

ペプチドホルモン

ペプチドホルモンとは、アミノ酸の短い鎖を持つホルモンのことです。

主な製品

• 内分泌系