Các chức năng của các cơ quan, bộ phận trong cơ thể được điều hòa bởi hai hệ thống là hệ thần kinh và hệ nội tiết. Hệ thần kinh điều hòa chức năng bằng các xung động thần kinh, còn hệ nội tiết thực hiện sự điều hòa  thông qua các sản phẩm của nó, gọi là hormon.

Chức năng của hệ nội tiết chủ yếu là kiểm soát các quá trình chuyển hóa khác nhau của cơ thể diễn ra trong tế bào, quá trình vận chuyển vật chất qua màng tế bào, hay các dạng khác của hoạt động tế bào như phát triển và bài tiết.

Có nhiều mối liên quan giữa hệ nội tiết và thần kinh, và có ít nhất là hai tuyến, mà sự bài tiết các hormon là do đáp ứng với các
kích thích thần kinh tương ứng là tuyến yên và tủy thượng thận.

1.Định nghĩa tuyến nội tiết

Tuyến nội tiết là các tuyến không có ống dẫn xuất, các hormon của nó thấm trực tiếp qua hệ mao mạch đổ thẳng vào máu, để phân biệt với tuyến ngoại tiết, là các tuyến có ống dẫn xuất, chất bài tiết được đổ vào một cơ quan nhất định, như tuyến tụy ngoại tiết.

Hệ nội tiết không có tính liên tục về mặt giải phẫu học như các hệ tuần hoàn, hô hấp, tiêu hóa, vân vân, mà các tuyến nội tiết nằm rải rác trong cơ thể, như tuyến yên, tuyến giáp, tuyến cận giáp, tuyến thượng thận.
 tuyến tụy nội tiết, tuyến sinh dục. Ngoài ra có các cơ quan cũng có chức năng nội tiết như vùng dưới đồi, các đầu tận cùng của các sợi thần kinh, ống tiêu hóa, thận, tâm nhĩ…, và các tổ chức tế bào nằm rải rác khắp cơ thể.

2.Hormon 

Hormon là các sản phẩm được bài tiết bởi hệ nội tiết, người ta phân biệt hai loại hormon, là hormon toàn thể và hormon tại chỗ.

• Hormon toàn thể: được bài tiết bởi các tuyến nội tiết đặc biệt như adrenalin và nor- adrenalin, do tủy thượng thận bài tiết, đáp ứng với kích thích thần kinh giao cảm. Một số ít hormon toàn thể tác dụng đến hầu hết các tế bào của cơ thể, như hormon phát triển GH của thùy trước tuyến yên làm phát triển cơ thể; hormon tuyến giáp thúc đẩy các phản ứng hóa học của toàn bộ tế bào cơ thể.
  • Một số hormon khác chi tác dụng trên những tổ chức đặc hiệu, gọi là tổ chức đích, hay cơ quan đích, thí dụ hormon hướng vỏ thượng thận ACTH của thùy trước tuyến yên, kích thích tế bào vỏ thượng thận, gây bài tiết hormon vỏ thượng thận.
• Hormon tại chỗ:các hormon được bài tiêt ra và chi có tác dụng tại chỗ, như acetyl- cholin do tận cùng thần kinh cơ vân, và phó giao cảm bài tiết ra, có tác dụng dẫn truyền xung động thần kinh qua xináp; secretin do vách tá tràng bài tiết vào máu tới tuyến tụy ngoại, gây bài tiết dịch tụy, và cholecystoki- nin, bài tiết bởi ruột non, được vận chuyển tới túi mật làm co túi mật, và tới tuyến tụy, gây bài tiết các men tiêu hóa, histamin, bradykinin.

2.1.Hóa học của hormon

Về hóa học, hormon chia làm ba loại:

• Hormon protein, peptit hay axit amin:đó là các hormon của vùng dưới đồi, tuyến yên, tuyến cận giáp, tuyến tụy và các hor- mon của tủy thượng thận.
• Hormon steroit: các hormon này có cấu trúc hóa học là nhân steroit, xuất phát từ cholesterol. Đó là các hormon của vỏ thượng thận, buồng trứng, tinh hoàn và nhau thai.
• Hormon axít amin tyros ìn: có hai hor- mon xuất phát từ axít arnin tyrosin, là hai hormon của tuyến giáp có gắn iốt. Còn hor- mon tyrosin của tủy thượng thận không gắn iốt, nó thuộc loại protein.

2.2.Dự trữ và bài tiết hormon

Hầu như tất cả các hormon protein được tạo thành do mạng nội bào tương có hạt của   tạo thành trong mạng nội bào tương không phải là hormon cuối cùng, thường phân tử nó lớn hơn được gọi là preprohormon. Rồi protein lổn này được cắt ngắn đi trong mạng nội bào tương, để tạo thành protein nhỏ hơn là prohormon, chất này được vận chuyển trong túi vận chuyển từ mạng nội bào tương tới bộ Golgi, ở đó nó được cắt tiếp, chuyển thành hormon cuối cùng hoạt động. Bộ Golgi chứa các phân tử hormon vào trong các túi nhỏ, gọi là túi bài tiết, hay hạt bài tiết. Những túi này được dự trữ trong bào tương của tế bào tuyến, cho đến khi có các kích thích đặc hiệu, thần kinh hay thể dịch, các hormon sẽ được bài tiết vào máu.

Hai nhóm hormon xuất phát từ tyrosin của tuyến giáp và tủy tượng thận được tạo thành do hoạt động của enzym trong bào tương của tế bào tuyến. Hai hormon adrenalin và no- radrenalin của tủy thượng thận được chứa vào trong các túi nhỏ, và dự trữ ở đó cho đến khi chúng được bài tiết vào máu. Còn lại hor- mon của tuyến giáp là T₃ và T₄, đầu tiên chúng được tạo thành như là một thành phần của một phân tử protein lớn, gọi là thyroglo- bulin. Khi hormon giáp được bài tiết, hệ thống enzym đặc hiệu trong tế bào giáp cắt phân tử thyroglobulin, giải phóng hormon giáp vào máu.

Đối với hormon steroit, chúng được tạo thành trong tế bào vỏ thượng thận, buồng trứng hay tinh hoàn, lượng dự trữ trong tế bào tuyến thường là rất nhỏ, còn phần lớn là các tiền chất, đặc biệt là cholesterol, và các chất trung gian giữa cholesterol và hormon cuối cùng. Khi có các kích thích tương ứng, trong vài phút, enzym trong các tế bào này có thể gây ra các biến đổi hóa học dẫn tới hormon cuối cùng, và bài tiết vào máu.

Một số hormon như các hormon của tủy thượng thận, chi trong vài giây sau khi tuyến bị kích thích, là chúng được bài tiết vào máu, và có thể phát huy tác dụng đầy đủ trong từ vài giây đến vài phút. Trái lại, có một số hormon khác, như T₃ và T₄ của tuyến giáp, hay hormon phát triển GH của tuyến yên, có thể cần hàng tháng mới phát huy đầy đủ tác dụng của chúng.

Nồng độ hormon trong máu tuần hoàn thường là cực kỳ nhỏ, từ một vài picogram trong ImL máu tới một vài microgram/mL máu.

2.3.Điều hòa mức độ bài tiết hormon – Vai trò của cơ chế điều hòa ngược âm tính (negative feed back)

Sự bài tiết hormon được kiểm tra bằng cơ chế điều hòa ngược âm tính như sau: tuyến nội tiết có khuynh hướng tự nhiên là bài tiết hormon quá mức, hormon sẽ tác dụng mạnh lên các cơ quan hay tuyến đích. Các cơ quan đích này sẽ thực hiện chức năng của nó quá mức bình thường, cái đó có tác dụng điều hòa ngược trở về tuyến nội tiết, gây ra ức chế, làm giảm mức bài tiết của tuyến. Như vậy yếu tố quan trọng kiểm tra mức bài tiết hormon là sự hoạt động của cơ quan đích, khi cơ quan đích tăng hoạt động, sẽ có tác dụng âm tính trở về đủ mạnh, ức chế sự bài tiết của tuyến. Ngược lại khi cơ quan đích hoạt động yếu, tuyến nội tiết sẽ bài tiết hor- mon ngày càng tăng, kích thích hoạt động của cơ quan đích tăng lên tới mức bình thường.

2.4.Các thụ thể (receptor) của hormon

Hormon của các tuyến nội tiết thường không có tác dụng trực tiếp trên bộ máy hoạt động của tế bào cơ quan đích, thay vào đó, đầu tiên chúng thường kết hợp với thụ thể của hormon trên bề mặt của màng tế bào hay ở bên trong tế bào. Rồi sự kết hợp của hormon và thụ thể thường khởi đầu một phản ứng trong tế bào, với mỗi một giai đoạn trong chuỗi phản ứng trở nên được hoạt hóa ngày càng mạnh hơn giai đoạn trước, làm cho một kích thích nhỏ của hormon ban đầu, dẫn tới một tác dụng mạnh cuối cùng. Các thụ thể của hormon đều là các phân tử protein, và mỗi một tế bào thường có từ 2.000 đến 10.000 thụ thể.

Mỗi thụ thể thường đặc hiệu cao đôi với môt hormon nhất đinh. Tổ chức đích bị tác dụng bởi hormon là các tổ chức mà nó chứa thụ thể đặc hiệu đối với hormon đó.

Vị trí của thụ thể đối với từng loại hor- mon là như sau :

• Trong hay trên bề mặt của màng tế bào: Thụ thể này là đặc hiệu đối với các hormon protein, polypeptit, peptit và catecholamin.
• Trong bào tương: Thụ thể cho các loại hormon steroit khác nhau, chúng nằm trong bào tương.
• Trong nhân tế bào: Thụ thể cho các hormon tuyến giáp T₃ và T₄, chúng kết hợp trực tiếp với một hay nhiều nhiễm sắc thể trong nhân tế bào đích.

Số lượng thụ thể trên tế bào đích thường không cố định, vì bản thân thụ thể là pro- tein, thường bị bất hoạt hay bị phá hủy trong quá trình thực hiện chức năng của nó, đồng thời, chúng cũng được tái hoạt hóa hay được tạo thành mới, nhờ cơ chế tổng hợp protein của tế bào. Thí dụ, sự gắn hormon với thụ thể của tế bào đích thường làm cho số thụ thể hoạt động giảm đi, hoặc do bị bất hoạt của một số phân tử thụ thể. Mặt khác, đôi khi tế bào giảm quá trình tổng hợp protein, tức là giảm sự sản xuất thụ thể mới. Ngoài ra, có khi kích thích của hormon làm tăng sự tạo thành thụ thể hơn bình thường, do hoạt động của bộ máy tổng hợp protein của tế bào. Trong trường hợp này tế bào đích trở nên rất mẫn cảm với tác dụng kích thích của hormon.

2.5. Cơ chế tác dụng của hormon

Thụ thể hormon đóng vai trò chính trong tác dụng của hormon, một hormon tác dụng trên cơ quan đích, đầu tiên nó hoạt hóa thụ thể trong tế bào của cơ quan đích. Cái đó làm thay đổi chức năng bản thân thụ thể, rồi thụ thể này là nguyên nhân trực tiếp gây ra tác dụng của hormon. Có mây tác dụng chính như:

2.5.1.Thay đổi tính thấm của màng tế bào bằng cách tác dụng trực tiếp làm đóng hay mồ kênh của các ion

Tất cả những chất dẫn truyền thần kinh, .mà bản thân chúng là hormon tại chỗ, tác dụng với thụ thể ở màng sau xináp của tế bào tiếp theo. Cái đó gây ra sự thay đổi hình dạng cấu trúc protein của thụ thể, gây ra mở hay đóng kênh của một hay nhiều ion, như Na⁺, K⁺, hay Ca^.v.v…, và các ion này được vận chuyển qua kênh, dẫn đến tác dụng tiếp theo trên tế bào sau xináp.

Một số ít hormon toàn thể cũng có tác dụng tương tự, gây ra mở hay đóng kênh ion màng. Thí dụ adrenalin và noradrenalin có tác dụng mạnh đặc biệt trong việc mở hay đóng kênh Na⁺, K⁺. Như vậy sự thay đổi điện thê màng của các tế bào cơ trơn, gây ra co hay giãn cơ.

2.5.2.Hoạt hóa enzym trong tế bào

Khi một hormon kết hợp với một thụ thể màng, dẫn tới sự hoạt hóa (hay bất hoạt) một enzym ngay trong màng tế bào. Thí dụ insu- lin của tuyến tụy gắn với phần của thụ thể màng mà nó lồi ra phía ngoài của màng, cái đó tạo ra sự thay đổi cấu trúc phân tử thụ thể, làm cho phần thụ thể mà nó lồi vào phía trong màng trở thành một kinaz hoạt động.

Rồi kinaz này đẩy mạnh việc phosphoryl hóa nhiều chất khác nhau trong tế bào, và phần lớn các tác dụng của insulin trên tế bào là thứ phát từ quá trình phosphoryl hóa này.

  Những hormon steroit và hormon tuyến giáp gắn với thụ thể protein nằm ở trong tế bào, không phải trên màng tế bào. Rồi phức hợp hormon – thụ thể đã được hoạt hóa gắn với hoặc hoạt hóa những phần đặc hiệu của chuỗi DNA trong nhân tế bào. Từ đó khởi đầu sự sao chép những gen đặc hiệu để tạo thành RNA thông tin. Vì vậy, nhiều giờ hay nhiều ngày sau khi hormon vào tế bào, những protein mới được tạo thành xuất hiện trong tế bào. Có các hormon khác làm tăng sự dịch mã của RNA trong bào tương, đó là hormon phát triển GH của tuyến yên và insulin của tuyến tụy.

2.6.Cơ chế truyền tin thứ hai

2.6.1.AMP vòng

  Một trong những cách chính, mà hormon tạo ra tác dụng trong tế bào là thông qua AMP vòng, chính chất này gây ra tất cả các tác dụng của hormon trong tế bào.

Phần lớn các hormon có bản chất hóa học 9 là protein, polypeptit, peptit và axít amin có tác dụng thông qua AMP vòng.

Cơ chế chi tiết như sau:

• Hormon gắn với thụ thể đặc hiệu trên bề mặt màng tế bào đích.
• Sau khi gắn với hormon, phần của thụ thể mà nó lồi vào trong của màng tế bào được hoạt hóa trở thành enzym protein adenylcyclase.
• Sau khi được hoạt hóa, enzym này gây ra sự biến đổi trực tiếp một số nhỏ ATP trong bào tương thành AMP vòng, là 3\5’-adenosin monophosphat vòng (cAMP).
• Khi AMP vòng được tạo thành trong tế bào, nó hoạt hóa những enzym khác, thực tế là nó hoạt hóa một dẫy enzym: enzym đầu tiên được hoạt hóa, nó lại hoạt hóa enzym thứ hai, enzym nầy tiếp tục hoạt hóa enzym thứba.v.v… 

Tầm quan trọng của cơ chế này là đầu tiên chi có một ít phân tử adenyl cyclaz được hoạt hóa, có thể làm cho nhiều phân tử enzym tiếp theo được hoạt hóa theo kiểu dây chuyền. Theo cách này ngay khi chi có một lượng nhỏ hormon cũng có thể khởi đầu một lực hoạt hóa lớn cho toàn bộ tế bào.

Tác dụng đặc hiệu xẩy ra do đáp ứng với AMP vòng trong mỗi loại tế bào đích, phụ thuộc vào bản chất của bộ máy trong tế bào, một số’ tế bào có bộ enzym này, và sô” tế bào kia lại có bộ enzym khác. Vì vậy chức phận khác nhau được phân định cho những tế bào đích khác nhau, một số’ đáp ứng theo chức năng tiêu biểu như: hoạt hóa enzym, làm thay đổi tính thâm của màng tế bào, gây ra co hay giãn cơ, thúc đẩy tổng hợp protein, gây bài tiết.v.v…

Theo cách đó, tế bào tuyến giáp bị kích thích bởi AMP vòng tạo thành các hormon T₃ và T₄, trong khi cùng AMP vòng ở tế bào tuyến vỏ thượng thận gây bài tiết hormon steroit. Còn AMP vòng tác dụng trên tế bào biểu mô của ống thận, làm tăng tính thâm của tế bào đối với nước…

AMP vòng được gọi là chất truyền tin thứ hai, còn hormon được gọi là chất truyền tin thứ nhất, vì không phải là bản thân hormon trực tiếp gây ra những thay đổi trong tế bào, mà chính là AMP vòng, như là “chất truyền tin thứ hai” gây ra những tác dụng này. Một số hormon sử dụng cAMP là chất truyền tin thứ hai: ACTH, GHRH, FSH, LH, PTH, TSH, catecholamin (thụ thể P), vasopressin (ADH), glucagon. AMP vòng không phải là châ”t truyền tin thứ hai duy nhất, còn có những chất “truyền tin thứ hai ” khác có tác dụng như trên, như chất guanosin monophosphat vòng (cGMP). Còn hai chất quan trọng đặc biệt khác là (1) ion Ca⁴* và calmodulin, và (2) sản phẩm của sự phân hủy phospholipit màng.

2.6.2.Vai trò của ion Calci và Calmodulin như là hệ truyền tin thứ hai

Sự chuyển ion Calci vào trong tế bào có thể được khởi đầu bằng sự thay đổi điện thế màng làm mở kênh calci màng, hay do một hormon phản ứng với thụ thể màng và mở kênh calci.

Khi đi vào tế bào, ion calci gắn với một protein, gọi là calmodulin. Protein này có 4 vị trí để gắn Ca**, khi có 3 hay 4 vị trí được gắn Ca^–*, thì sự thay đổi hình dạng cấu trúc protein xảy ra, calmodulin được hoạt hóa, nó sẽ gây nhiều tác dụng trong tế bào tương tự như AMP vòng. Thí dụ nó hoạt hóa myosin kinaz, rồi enzym này tác dụng trực tiếp trên sợi myosin của cơ trơn gây nên co cơ trơn.

Đối với cơ vân cũng cần một số lượng ion Ca^ tương tự, để hoạt hóa một protein khác là troponin c, để gây co cơ vân. Tropo- nin c cũng giống calmodulin cả về cấu trúc và chức năng.

2.6.3.Sản phẩm của sự phân hủy phospholipit màng như là chất truyền tin thứ hai

  Một số hormon kết hợp với thụ thể màng, rồi phức hợp đó hoạt hóa enzym phospholipaz c gắn với phần trong của thụ thể. Enzym phân hủy một phospholipit màng, để tách thành những chất nhỏ hơn, có tác dụng của chất truyền tin thứ hai. Những hormon gây ra tác dụng này chủ yếu là TRH và các hormon tại chỗ (local hormones), chúng được giải phóng do những phản ứng miên dịch và dị ứng ở các mô như histamin.

Phospholipit màng quan trọng nhất bị phân hủy theo cách này là phosphatidyl inositol bisphosphat, và những sản phẩm quan trọng nhất như là chất truyền tin thứ hai là inositol trisphosphat và diacylglycerol. Inositol trisphosphat có tác dụng huy động ion Ca⁺⁺ từ cả hai nguồn: ty lạp thể và mạng nội bào tương. Rồi ion Ca** gây ra tất cả các tác dụng như là co cơ trơn, làm thay đổi sự bài tiết của các tế bào bài tiết.v.v…

Diacylglycerol hoạt hóa enzym protein kinaz c, enzym này đóng một vai trò quan trọng trong sự thúc đẩy quá trình phân chia và tăng sinh tế bào. Phần lipit của diacylglycerol là axít arachidonic, nó là tiền chất của prostaglandin và các hormon tại chỗ khác.

2.7. Tác dụng của hormon steroit trên gen để gây tổng hợp protein

Hormon steroit được bài tiết bởi vỏ 9 thượng thận, buồng trứng và tinh hoàn, chúng gây nên sự tổng hợp protein trong tế bào đích.

Rồi các protein này có chức năng như những enzym, các protein mang, hay các protein cấu trúc, chúng tạo ra các chức năng khác của tế bào.

Cơ chế tác dụng của các hormon steroit lần lượt như sau:

• Hormon steroit vào trong bào tương của tế bào đích, ở đấy chúng gắn với thụ thể đặc hiệu.
• Rồi phức hợp hormon – thụ thể khuếch tán hay được vận chuyển vào trong nhân.
  • Phức hợp sẽ gắn ở những điểm đặc hiệu trên chuỗi DNA trong nhiễm sắc thể, nó hoạt hóa quá trình sao chép những gen đặc hiệu để tạo thành
• mRNA. mRNA khuếch tán ra ngoài bào tương, ở đó nó tiến hành quá trình giải mã ỗ ribo- som trên mạng nội bào tương có hạt, để tạo thành protein mới.

Thí dụ aldosteron là một trong những hormon được bài tiết bởi vỏ thương thận, tế bào biểu mô của ống thận là tế bào đích của nó. Sau khi nó vào bào tương khoảng 45 phút, protein bắt đầu xuất hiện trong tế bào ống thận, nó là chất mang, và thúc đẩy sự tái hấp thu Na⁺ từ lòng ống, và bài tiết K⁺ ra lòng ống. Như vậy tác dụng của hormon steroit có sự chậm trễ, ít nhất là 45 phút cho đến nhiều giờ, thậm chí nhiều ngày, để hormon có tác dụng đầy đủ.

2.8. Cơ chế tác dụng củạ hormon tuyến giáp

Hormon tuyến giáp T₃ và T₄ làm tăng sự sao chép mã di truyền một sô’ gen trong nhân.

Hormon vào trong nhân, đầu tiên nó gắn trực tiếp với thụ thể protein đặc hiệu, các thụ thể này là các phân tử protein nằm ở trong phức hợp nhiễm sắc thể, và chúng có khả năng kiểm soát chức năng của bộ phận hoạt hóa hay điều khiển gen. Rồi nhiều mRNA được tạo thành, và quá trình tổng hợp nhiều pro- tein diễn ra ở trên mạng nội bào tương có hạt.

Hai đặc điểm của hormon tuyến giáp hoạt động trong nhân:

• Chúng hoạt hóa cơ chế gen để tạo thành nhiều loại protein trong tế bào, có đến hàng trăm. Những protein này là các enzym, chủ yếu hoạt động trong ty lạp thể, để thúc đẩy quá trình dị hóa chất, sinh ra năng lượng trong tất cả các tế bào của cơ thể.
• Một khi đã gắn với thụ thể trong nhân, các hormon giáp có thể tiếp tục phát huy chức năng của chúng trong nhiều ngày hay nhiều tuần.