پیک شیمیایی و یاختهٔ هدف
بدن از میلیاردها یاخته ساخته شده که باید هماهنگ کار کنند، و این هماهنگی با پیک‌های شیمیایی انجام می‌شود: مولکول‌هایی که پیام را از یک یاخته به یاختهٔ دیگر می‌برند. یاختهٔ گیرندهٔ پیام یاختهٔ هدف نام دارد و پیک را با گیرندهٔ اختصاصی خود تشخیص می‌دهد — مثل قفل و کلید، هر پیک فقط قفل خودش را باز می‌کند. پس اختصاصی بودن گیرنده یعنی اختصاصی بودن پاسخ.
گیرنده از جنس پروتئین است و بخشی از آن در دل غشا و در تماس با بخش‌های آب‌گریز آن قرار دارد. نکتهٔ ظریف اینکه گیرنده برخلاف پروتئین‌های کانالی مجرایی برای عبور مواد ندارد؛ کارش تشخیص مولکول و رساندن پیام به درون یاخته است، نه عبور دادن آن. برای همین حتی وقتی خود پیک هرگز وارد سیتوپلاسم نمی‌شود، اتصالش به گیرنده می‌تواند زنجیره‌ای از تغییرات درون یاخته را راه بیندازد.
پیک‌ها از نظر مسافت دو دسته‌اند: کوتاه‌برد که میان یاخته‌های مجاور عمل می‌کنند و وارد خون نمی‌شوند (مانند ناقل عصبی)، و دوربرد که وارد جریان خون می‌شوند و به یاختهٔ هدف دور می‌رسند (هورمون). دقت کنید گاهی خود یاختهٔ عصبی هورمون می‌سازد (مانند آنچه در بخش پسین هیپوفیز آزاد می‌شود)؛ در این حالت پیک هورمون است، نه ناقل عصبی.
از همین تقسیم‌بندی یک تیپ محاسباتی پرتکرار زاده می‌شود: شمارش غشاهای سر راه پیک. هر پیک دست‌کم یک بار هنگام خروج از غشای یاختهٔ خودش عبور می‌کند. پیک کوتاه‌برد اگر به گیرندهٔ سطحی هدف بچسبد عبور دیگری ندارد، اما هورمون یک بار برای ورود به خون و یک بار برای خروج کنار یاختهٔ هدف از دیوارهٔ مویرگ می‌گذرد؛ و اگر گیرندهٔ هدف درون یاخته باشد، یک عبور دیگر هم افزوده می‌شود.
روش خروج پیک هم یکسان نیست: پیک‌های پروتئینی، پپتیدی و آمینی (انسولین، هورمون رشد، آدرنالین) در وزیکول ذخیره و با برون‌رانی و صرف ATP خارج می‌شوند، اما پیک‌های چربی‌دوست استروئیدی (کورتیزول، آلدوسترون) با انتشار ساده از لایهٔ فسفولیپیدی رد می‌شوند. پس جملهٔ رایج «هر هورمونی با صرف انرژی از یاخته خارج می‌شود» نادرست است.
غدهٔ درون‌ریز ترشحش را بدون مجرا مستقیم به خون می‌ریزد، اما غدهٔ برون‌ریز ترشحش را از راه مجرا به سطح بدن یا حفره‌ها می‌فرستد (مثل غدد عرق و بزاق). لوزالمعده هر دو نقش را دارد: جزایر لانگرهانس درون‌ریز و آنزیم‌های گوارشی‌اش برون‌ریزند.
هیپوفیز و محور فرماندهی
هیپوفیز به اندازهٔ یک نخود، در گودی کف جمجمه و با ساقه‌ای به هیپوتالاموس متصل است و سه بخش دارد. بخش پیشین زیر فرمان هیپوتالاموس است که از راه رگ‌های خونی و با هورمون‌های آزادکننده و مهارکننده آن را کنترل می‌کند. این بخش هورمون رشد (GH) برای رشد استخوان‌ها و بافت‌ها، پرولاکتین برای تولید شیر پس از زایمان، TSH برای تحریک تیروئید، هورمون محرک فوق‌کلیه برای تحریک بخش قشری آن، و FSH و LH برای تنظیم تخمدان و بیضه ترشح می‌کند. سلسله‌مراتب را به خاطر بسپارید: هیپوتالاموس فرماندهٔ هیپوفیز است و هیپوفیز فرماندهٔ بیشتر غده‌های دیگر.
هورمون رشد با تحریک تقسیم یاخته‌های غضروفی در صفحه‌های رشد نزدیک انتهای استخوان‌های دراز قد را زیاد می‌کند؛ پس از بلوغ این صفحه‌ها به استخوان تبدیل می‌شوند و افزایش قد متوقف می‌شود. قد نهایی هم حاصل ژنتیک است و هم محیط. بخش میانی در انسان عملکرد شناخته‌شده‌ای ندارد ولی در ماهی‌ها و دوزیستان پوست را تیره می‌کند. بخش پسین هیچ هورمونی نمی‌سازد؛ فقط ADH و اکسی‌توسینِ ساخته‌شده در هیپوتالاموس را ذخیره و ترشح می‌کند.
تیروئید، پاراتیروئید و تنظیم کلسیم
هورمون‌های ادامهٔ فرمول را افقی ببین و ادامهٔ فرمول را افقی ببین از تیروزین و ید ساخته می‌شوند و میزان تجزیهٔ گلوکز و تولید انرژی را در همهٔ یاخته‌ها تنظیم می‌کنند؛ ادامهٔ فرمول را افقی ببین در یاختهٔ هدف به ادامهٔ فرمول را افقی ببین فعال‌تر تبدیل می‌شود. این هورمون‌ها برای رشد دستگاه عصبی جنین و کودک ضروری‌اند و کمبودشان به عقب‌ماندگی ذهنی و جسمی می‌انجامد. گواتر زنجیرهٔ روشنی دارد: کمبود ید، ساخت هورمون را کم می‌کند، هیپوفیز در پاسخ TSH بیشتری می‌فرستد و تیروئید بزرگ می‌شود؛ به همین دلیل در مناطق کوهستانی و دور از دریا شایع‌تر است و نمک یددار راه اصلی پیشگیری است.
در کم‌کاری تیروئید، سطح ادامهٔ فرمول را افقی ببین و ادامهٔ فرمول را افقی ببین پایین می‌آید و متابولیسم کند می‌شود: کاهش ضربان قلب، خستگی، افزایش وزن و عدم تحمل سرما. در پرکاری برعکس است: افزایش ضربان قلب، تحریک‌پذیری، کاهش وزن با وجود اشتهای زیاد و عدم تحمل گرما. تلهٔ مهم اینجاست که اگر مشکل از خود تیروئید باشد، TSH همیشه در جهت عکس ادامهٔ فرمول را افقی ببین و ادامهٔ فرمول را افقی ببین حرکت می‌کند: در کم‌کاری بالا می‌رود و در پرکاری پایین می‌آید، چون بازخورد منفی هیپوفیز را مهار می‌کند.
تنظیم کلسیم خون کار دو هورمون متضاد است. کلسی‌تونین تیروئید وقتی کلسیم خون بالا می‌رود ترشح می‌شود و آن را پایین می‌آورد. PTH از چهار غدهٔ پاراتیروئید پشت تیروئید، در پاسخ به کاهش کلسیم ترشح می‌شود و از سه راه کلسیم خون را بالا می‌برد: آزاد کردن کلسیم از مادهٔ زمینه‌ای استخوان، افزایش بازجذب کلسیم در کلیه، و فعال کردن ویتامین D که جذب کلسیم از روده را بیشتر می‌کند.
فوق‌کلیه و لوزالمعده
غدهٔ فوق‌کلیه دو بخش با دو منطق متفاوت دارد. بخش مرکزی که ساختاری عصبی دارد، در تنش کوتاه‌مدت آدرنالین و نوراپی‌نفرین ترشح می‌کند: افزایش ضربان قلب، فشار خون و گلوکز خون و گشاد شدن نایژه‌ها، یعنی آمادگی برای پاسخ جنگ یا گریز. بخش قشری به تنش طولانی‌مدت پاسخ می‌دهد با کورتیزول (افزایش گلوکز خون و تضعیف ایمنی در تنش طولانی)، آلدوسترون (افزایش بازجذب سدیم و آب در کلیه و در نتیجه بالا رفتن فشار خون) و مقداری هورمون جنسی.
در جزایر لانگرهانس لوزالمعده هم دو هورمون متضاد ساخته می‌شود: انسولین با بالا رفتن گلوکز ترشح می‌شود و با فرستادن گلوکز به یاخته‌ها و ساخت گلیکوژن در کبد قند خون را پایین می‌آورد؛ گلوکاگون با افت گلوکز ترشح می‌شود و با تجزیهٔ گلیکوژن قند خون را بالا می‌برد. همین رفت‌وبرگشت، نمونهٔ روشن بازخورد منفی است.
دیابت نوع یک بیماری خودایمنی است که یاخته‌های انسولین‌ساز را تخریب می‌کند، معمولاً در کودکی یا نوجوانی آغاز می‌شود و درمانش تزریق انسولین است. در دیابت نوع دو انسولین کافی هست اما گیرنده‌ها به آن پاسخ نمی‌دهند؛ معمولاً پس از چهل‌سالگی و با زمینهٔ چاقی، بی‌تحرکی و ژنتیک بروز می‌کند و با اصلاح سبک زندگی و دارو کنترل می‌شود. دیابت کنترل‌نشده به تجزیهٔ چربی‌ها (و تولید محصولات اسیدی که می‌تواند به اغما بینجامد)، تجزیهٔ پروتئین‌ها و ترمیم ضعیف زخم می‌انجامد.
بازخورد، تنوع پاسخ و فرومون‌ها
هورمون‌ها در مقادیر بسیار کم ترشح می‌شوند اما اثر چشمگیری دارند. بیشترشان با بازخورد منفی تنظیم می‌شوند: افزایش هورمون، ترشح بعدی‌اش را مهار می‌کند — دقیقاً همان چیزی که در محور هیپوتالاموس، هیپوفیز و تیروئید دیدید. بازخورد مثبت نادر است و نمونهٔ آن اکسی‌توسین در زایمان است که انقباض‌ها را شدیدتر می‌کند. از غده‌های دیگر، اپی‌فیز ملاتونین می‌سازد که ریتم شبانه‌روزی را تنظیم می‌کند (بیشینه در شب، کمینه در ظهر، کاهش با نور) و تیموس تیموسین ترشح می‌کند که در تمایز لنفوسیت‌ها نقش دارد.
یک هورمون واحد می‌تواند در یاخته‌های مختلف اثرهای متفاوتی بگذارد، چون نوع گیرنده و مسیر پیام‌رسانی درون یاخته فرق می‌کند؛ همان PTH در کلیه بازجذب کلسیم را بالا می‌برد و در استخوان کلسیم را آزاد می‌کند.
سرانجام، فرومون‌ها مولکول‌هایی‌اند که از یک فرد ترشح می‌شوند و در فرد دیگری از همان گونه رفتاری خاص ایجاد می‌کنند: هشدار خطر در زنبور عسل، جذب جفت، تعیین قلمرو در گربه‌سانان و ردیابی غذا در مورچه‌ها. تفاوت کلیدی را نگه دارید: هورمون میان یاخته‌های یک فرد پیام می‌برد، اما فرومون میان افراد یک گونه — و از راه هوا یا تماس منتقل می‌شود.