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什麼是激素,以及四大化學家族

激素不過是釋放到血液裡的一則化學訊息。但訊息有著差異極大的化學包裝,而包裝幾乎決定了之後的一切。來認識這四大家族。

血液裡的一則訊息

激素是一種由某群細胞製造、釋放進血流、再被運送到能讀懂它的遠處細胞的化學信使。最後這一點——釋放入血、遠距離作用——正是它之所以屬於內分泌的原因。這就是內分泌訊號傳導:腺體與靶組織可能位於身體完全不同的部位,僅靠血液循環相連。

整個學習階梯的關鍵一步在於:激素是由它的職能(傳遞訊息)來定義的,但它是用普通的化學物質搭建出來的。並不存在什麼特殊的「激素材料」。相反,身體重複利用了它本就會製造的四類分子——而選用哪一類,就決定了這種激素如何儲存、如何運輸,以及細胞必須用什麼方式來聆聽它。

四大家族

胜肽與蛋白。 數量最多的一類。它們是胺基酸鏈,從短小的胜肽到像胰島素生長激素這樣的大型蛋白質激素。它們以所有蛋白質的方式被製造——讀取基因、把胺基酸串聯起來——而且是親水的。

類固醇。 全部由膽固醇雕琢而來:皮質醇醛固酮睪酮雌二醇孕酮。由於膽固醇是一種脂肪,每一種類固醇激素都是親脂的。它們共享一副可辨認的四環骨架;骨架上那些微小的化學修飾,就是一種應激激素與一種性激素之間的全部差別。

胺類。 由改造單個胺基酸而成的微小分子。源自酪胺酸的有兒茶酚胺——腎上腺素及其同伴——它們表現得像親水信使。同樣源自酪胺酸、卻要經過一條漫長而特殊路徑的,還有甲狀腺激素T4T3,它們(對如此小的分子而言出人意料地)表現得像親脂分子。在本階梯裡,我們始終把甲狀腺激素當作一個獨立的特例對待。

二十烷酸。 由細胞膜中的脂肪酸構建的短命訊號——前列腺素及其親屬。每一種二十烷酸大多在局部發揮作用,作用於鄰近細胞(即旁分泌訊號)或作用於製造它的那個細胞本身(自分泌訊號),而非隨血液遠行。我們提到它們是為了讓全景完整;它們是這四個家族中最不像經典循環激素的一類。

用唯一要緊的那道分界來歸類

如果覺得四個家族要記的太多,就把它們壓縮到一根軸上:這個分子是溶於水,還是溶於脂? 胜肽、蛋白與兒茶酚胺是親水的(愛水);類固醇與甲狀腺激素是親脂的(愛脂)。本階梯中幾乎其餘所有性質,都排在這一道問題之後。

FAMILY          EXAMPLE              WATER/FAT     ACTS AT A DISTANCE?
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peptide/protein insulin, GH          water-loving  yes (classic endocrine)
steroid         cortisol, estradiol  fat-loving    yes (classic endocrine)
amine: catechol epinephrine          water-loving  yes
amine: thyroid  T4, T3               fat-loving    yes (the odd one out)
eicosanoid      prostaglandins       fat-derived   mostly local (para/autocrine)
一張表,兩個群組:親水 vs 親脂。記住這幅圖;接下來的四篇會逐格填滿它。