激素按照化學(xué)性質(zhì)可以分為親水的含氮激素和疏水的脂類激素兩大類。前者包括蛋白質(zhì)、肽類和氨基酸衍生物激素，后者包括類固醇激素和脂肪酸衍生物激素。
含氮激素一般有較強(qiáng)的極性，不能進(jìn)入靶細(xì)胞，通過第二信使模式起作用。但甲狀腺素例外，它是脂溶性的，屬于基因表達(dá)模式。
蛋白質(zhì)和肽類激素是基因表達(dá)產(chǎn)物，經(jīng)剪切加工和各種修飾才能成為成熟的激素分子。例如胰島素，原初反應(yīng)產(chǎn)物為前胰島素原，切除信號肽后成為胰島素原，再折疊、切除C肽后才成為成熟的胰島素。C肽與胰島素摩爾數(shù)相同，但不容易被肝臟降解，所以臨床上測定C肽可以更準(zhǔn)確地了解胰島細(xì)胞的分泌功能，用于糖尿病分型和低血糖癥鑒別等。
胰島素的剪切加工，引自百度圖片
胰島素受體屬于酶聯(lián)受體，自身具有酪氨酸激酶活性，稱為受體酪氨酸激酶（receptor tyrosine kinases，RTK）。受體與胰島素結(jié)合后發(fā)生二聚化，酪氨酸激酶活性被激活，開始向下游傳遞信號。其下游大致分為兩條支路，一條是通過胰島素受體底物（insulin receptor substrate，IRS）激活PI3K調(diào)控代謝，另一條是通過Shc-Ras-MAPK調(diào)控有絲分裂。
胰島素對代謝的調(diào)控包括糖、脂、蛋白代謝等多個方面。在糖代謝方面，胰島素促進(jìn)GLUT4（葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白4）轉(zhuǎn)位到細(xì)胞膜，增加細(xì)胞對血糖的攝取；抑制GSK（糖原合成酶激酶），促進(jìn)糖原合成；抑制糖異生相關(guān)酶的轉(zhuǎn)錄，從而抑制糖異生。胰島素還促進(jìn)蛋白質(zhì)和脂類合成?？傊?，概括起來就是“低血糖效應(yīng)”。需要注意的是這些途徑之間是相互交叉、相互調(diào)節(jié)的。
胰島素的信號通路，引自Biochem J. 2016 Jun 1; 473(11): 1483–1501.
甲狀腺素（thyroxine或thyroid hormone）包括四碘甲狀腺原氨酸（T4）和三碘甲狀腺原氨酸（T3）兩種，T3作用快而強(qiáng)，但維持時間短。甲狀腺素的主要功能是促進(jìn)糖類、脂類和蛋白質(zhì)的氧化分解，增加耗氧量。所以甲亢患者多汗、消瘦。同時它對骨骼、神經(jīng)系統(tǒng)和生殖系統(tǒng)有顯著影響，兒童缺乏甲狀腺素會導(dǎo)致智力低下，稱為呆小癥。
甲狀腺素的合成比較特殊，不像其它氨基酸衍生物激素那樣從游離氨基酸開始合成，而是首先由甲狀腺合成一種甲狀腺球蛋白，然后將其中的酪氨酸碘化，再經(jīng)過溶酶體降解，產(chǎn)生甲狀腺素，最后釋放入血。血液中的甲狀腺素大多數(shù)與載體蛋白結(jié)合，少量游離存在。與載體結(jié)合的較為惰性，游離的容易被靶細(xì)胞吸收。靶細(xì)胞通過一些膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白攝取甲狀腺素。
甲狀腺素代謝，引自Front Endocrinol (Lausanne). 2019 Apr 3;10:209.
甲狀腺素經(jīng)典的作用機(jī)制是通過與細(xì)胞核內(nèi)的受體結(jié)合，調(diào)節(jié)相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄，稱為基因組反應(yīng)。多數(shù)甲狀腺素受體（TR）是轉(zhuǎn)錄因子，分為α、β兩類，又各自有不同亞型，有不同的組織分布和功能、調(diào)節(jié)特性。
甲狀腺素的非基因組作用包括調(diào)節(jié)肌動蛋白聚合、離子轉(zhuǎn)運(yùn)、Akt和mTOR途徑激活、脂肪酸代謝，以及細(xì)胞增殖和存活等。例如，甲狀腺素可以由細(xì)胞表面受體整合素αvβ3 介導(dǎo)，激活MAPK信號通路，促進(jìn)成骨細(xì)胞和多種腫瘤細(xì)胞的血管生成和增殖（Front Endocrinol (Lausanne). 2019; 10: 209.）。
