人人都听见,却少有人回应的信息
激素在血液中流动,几乎能到达体内每一个细胞。然而甲状腺激素不会让肝脏长毛,生长激素也不会把肾脏变成甲状腺组织。一个广播式的信号怎么会产生如此特异的效应?答案是:只有携带相匹配受体的细胞才能对激素作出反应。带有受体的细胞就是靶细胞;没有受体的细胞则直接忽略这条信息。
把激素想成钥匙,把受体想成锁。这把锁一次决定三件事:谁来回应(只有带锁的细胞)、它们做什么(锁连着特定的机器)、以及反应有多强(锁越多,反应越大)。特异性并非只存在于激素本身——它存在于激素与受体的搭配之中。
受体的位置取决于激素的化学性质
细胞外面裹着一层油性的膜。仅这一个事实,就把激素分成两大阵营。亲水(喜水)激素——大多数肽类,加上儿茶酚胺——无法穿过油膜,所以它的受体必须坐落在细胞的外表面:细胞表面受体。亲脂(喜油)激素——类固醇和甲状腺激素——能径直穿过膜,所以它的受体在细胞内部等候:细胞内受体。
这种划分对速度有一个美妙的后果。表面受体不能让激素进来,所以必须通过接力把信息向内喊话——快,但间接。效应在数秒到数分钟内出现。细胞内受体通常充当基因开关,所以效应需要数小时,但持续很久。化学性质决定受体的地址;地址决定节奏。
HORMONE CHEMISTRY -> RECEPTOR LOCATION -> TYPICAL SPEED hydrophilic (peptide, catecholamine) | cannot cross membrane v CELL-SURFACE RECEPTOR -> relay inward (second messenger) -> seconds-minutes lipophilic (steroid, thyroid) | dissolves through membrane v INTRACELLULAR RECEPTOR -> binds DNA, changes gene output -> hours-days
结合、亲和力与剂量-反应曲线
结合是可逆的:激素与受体结合、松开、再结合。亲和力衡量它们抓得有多牢——高亲和力意味着即便极微量的激素也能占据受体。由于每个细胞的受体数量有限,反应会饱和:一旦锁都满了,再加激素也几乎没有变化。这就是为什么剂量-反应曲线会弯成平台,而不是无限上升。