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激素作为化学信使，在细胞间传递信息，协调机体的生长及细胞的分化、生殖，并维持内环境的平衡。激素在血浆中与肝脏产生的球蛋白结合在一起进行转运，到达靶细胞后与膜受体或核受体结合，发挥生理作用。负反馈机制使激素的效应得到精确的调节。
“激素”（hormone）一词源于希腊语，意为“使之兴奋”。激素是细胞与细胞之间传递信息的化学信号物质，经血液或组织液传递，作用于相应的组织和细胞，负责协调机体不同部位的活动。作用于远距组织或细胞的分泌称为内分泌（endocrine）；作用于邻近组织或细胞的分泌称为旁分泌（paracrine）；激素反馈作用于自身组织或细胞称为自分泌（autocrine）；细胞质合成的激素直接作用于该细胞核为胞内分泌（intracrine）；神经系统分泌的激素通过神经轴突调节相应的组织细胞为神经分泌（neurocrine）。受激素影响和调节的组织或细胞被称为靶组织或靶细胞。
正常水平的激素对生理功能有重要作用。例如生长激素（growth hormone，GH）是一种具有广泛生理功能的生长调节素，其基本功能是刺激所有组织和生长，其结果是使各器官在GH的影响下变大，骨骼增长导致人体增高；胰岛素（insulin）是一种由胰岛B细胞分泌的蛋白质类激素，其主要生理功能是促进血糖氧化和糖原合成，抑制糖原分解和糖异生，以降低血糖水平。但异常水平的激素将对生理功能产生不利的影响，例如正常水平的甲状腺激素（thyroid hormone）对心肌收缩、外周血管阻力具有十分重要的意义，但甲状腺功能亢进症或甲状腺功能减退症均会对心血管系统产生不利的影响。
一种激素可以具有多种功能，例如甲状腺激素不仅可以促进胚胎神经元的发育、幼年期骨化中心的发育成熟（与生长激素协同作用），还能够使全身多数组织耗氧量增大，并调节葡萄糖、脂质和蛋白质三大物质代谢；糖皮质激素不仅可以调节生长发育和物质代谢，还具有抗炎、抗休克和免疫抑制作用；生长激素的功能也包括三类，分别是代谢效应、增殖效应和分化效应。但每一种激素发挥其生理功能又受到多种激素的调节，例如血糖稳态的维持，就受到胰岛素、胰高血糖素、生长激素、肾上腺素等多种激素的调控。
根据激素的产生部位不同，可以将其分为四类。
下丘脑分泌的释放或抑制激素主要作用于腺垂体（垂体前叶）相应靶器官，主要包括生长激素释放激素（growth hormone releasing hormone）、生长激素释放抑制激素（growth hormone release inhibiting hormone）、促甲状腺激素释放激素（thyrotropin-releasing hormone，TRH）、促肾上腺皮质激素释放激素（corticotropin releasing hormone，CRH）、促性腺激素释放激素（gonadotropin-releasing hormone，GnRH）等。视上核神经细胞分泌抗利尿激素（antidiuretic hormone，ADH），储存在神经垂体（垂体后叶）。
垂体前叶分泌的多种激素为垂体激素。主要包括生长激素（growth hormone，GH）、促肾上腺皮质激素（adrenocorticotrophic hormone，ACTH）、促甲状腺激素（thyroid stimulating hormone，TSH）、催乳素（prolactin，PRL）、黄体生成素（luteinizing hormone，LH）、促卵泡激素（follicle stimulating hormone，FSH）等。垂体激素产生后，主要作用于相应的靶腺细胞，调节内分泌腺功能。
人体多种内分泌腺体分泌的相应激素，称为内分泌腺激素。主要包括甲状腺腺泡细胞合成分泌的甲状腺素（thyroxine，T 4 ）和三碘甲状腺原氨酸（triiodothyronine，T 3 ）；甲状旁腺腺泡细胞分泌的甲状旁腺激素（parathyroid hormone，PTH）和腺泡旁C细胞分泌的降钙素（calcitonin）；肾上腺激素、胰岛激素、胃肠激素等其他内分泌器官分泌的激素。
除了上述非常经典的内分泌激素外，在临床工作中，还有一些其他组织细胞也可以分泌激素。例如胺前体摄取和脱羧（amine precursor uptake and decarboxylation，APUD）细胞系统，也称弥散性神经内分泌细胞系统，APUD细胞能够合成多肽或胺类，引起异源性激素分泌，如小细胞肺癌分泌抗利尿激素；脂肪细胞的内分泌功能近年也引起了关注，现已发现人脂肪细胞分泌几十种脂肪细胞因子（adipocytokines）及蛋白质因子，如激素敏感的脂蛋白酯酶（lipoprotein lipase，LPL）、肿瘤坏死因子（tumor necrosis factor，TNF）-α； ob 基因表达产物瘦素（leptin）、脂联素（adiponectin）、抵抗素（resistin）等；来自成骨细胞的骨钙素（osteocalcin）是一种具有糖脂代谢调节功能的骨骼因子，能够促进胰岛素分泌，增强胰岛素敏感性、促进葡萄糖及脂肪酸的摄取及利用。
根据激素的化学特性，也可以将激素分为四类：蛋白质和肽类激素（垂体前叶激素、胰岛素等）、氨基酸类激素（T 3 、T 4 等）、胺类激素（肾上腺素、去甲肾上腺素等）、类固醇类激素（醛固酮、糖皮质激素、性激素等）。
随着科技的发展，越来越多具有生理功能的激素被发现。例如胰高血糖素样肽-1（glucagon-like peptide-1，GLP-1）主要由小肠黏膜L细胞合成分泌。葡萄糖或混合饮食可以刺激GLP-1分泌，GLP-1具有葡萄糖依赖性的促进胰岛素分泌作用。GLP-1与胰岛B细胞膜上的GLP-1受体结合后，通过G蛋白偶联受体（463氨基酸残基、7个跨膜结构域）-cAMP-IP 3 -Ca 2+ 转导通路，促进胰岛素分泌。骨硬化蛋白（sclerostin）是一种调节成骨细胞骨形成过程的新兴激素，主要由成熟骨细胞表达，是一种由 Sost 基因编码的蛋白质，其功能是Wnt信号转导的有效拮抗剂。硬化蛋白结合Wnt共受体相关蛋白5/6（LRP5/6）拮抗下游信号转导，硬化蛋白还与LRP4相互作用，这种作用是硬化蛋白对Wnt/βcatenin信号转导的抑制作用所必需的。硬化蛋白或LRP4活性的缺失导致高骨量， Sost/sclerostin 的过度表达则会降低骨量。
激素要发挥作用，首先要与其特异性的受体结合。根据激素受体的位置，可以将激素受体分为细胞表面受体和核受体两种。
某些激素必须与细胞表面受体结合，然后发挥调控功能。例如肽类激素是水溶性的，不能跨过脂质的细胞膜，因此它们的受体部分位于细胞外。大多数经典的肽类激素的受体是G蛋白偶联受体（G-protein-coupled receptors，GPCRs）。它们既可以具有相对短的细胞外氨基末端结构域（例如肾上腺素、促性腺激素释放激素），也可以具有较长的细胞外结构域（例如TSH、LH、PTH）。细胞外激素-受体相互作用引起细胞内相关的G蛋白三聚体解离，导致细胞膜离子通道打开或者激活细胞膜结合酶，刺激（或抑制）第二信使如环磷酸腺苷（cAMP）或二酰甘油、磷脂酰肌醇的产生。这些第二信使紧接着活化丝氨酸/苏氨酸激酶或磷酸酯酶，最终调节转录。第二种最常见的细胞表面受体是胰岛素、生长激素、催乳素、大多数生长因子和细胞因子的信号转导受体。这是一种跨膜受体，其胞内结构域（例如胰岛素和胰岛素样生长因子受体）或相关的细胞内分子（例如生长激素受体、催乳素和细胞因子受体）具有蛋白酪氨酸激酶活性。生长因子等激素结合到胞外结构域，导致与相邻的受体二聚化，发生自身磷酸化或磷酸化相关的酶。随后，这些蛋白激酶的活化的作用与上文所述类似。除此以外，细胞表面受体还包括配体控制闸离子通道（ligand-gated ion channel），如烟碱乙酰胆碱受体；鸟苷酸环化酶，如心钠素受体等。
核受体是一种细胞内受体，激素进入细胞后与受体结合，形成激素-受体复合物。该复合物再通过与细胞核的DNA激素反应元件结合，调控相关功能基因的表达和蛋白质的合成，从而调控细胞的生长代谢和分化等环节，发挥激素作用。类固醇类激素和维生素D通常通过核受体发挥作用。
发育、生殖和内环境稳定是在多种激素的协同作用下取得的。当激素产生适度效应后，信号就终止。这种调节方式称为反馈调节。经典的激素反馈调节包括正反馈调节（positive feedback regulation）和负反馈调节（negative feedback regulation）。正反馈调节相对较少，表现为刺激激素的分泌，例如在月经周期中，下丘脑分泌的促黄体素释放激素（luteinizing hormone releasing hormone，LHRH）和促卵泡激素释放素（follicle stimulating hormone releasing hormone，FSHRH）刺激垂体分泌LH和FSH，LH和FSH作用于卵巢刺激雌激素与孕激素的生成，卵巢中成熟的卵泡分泌的雌二醇能够触发腺垂体分泌大量的LH，因而产生排卵。负反馈调节表现为抑制激素的分泌。当外周激素水平下降时，腺垂体在下丘脑释放或抑制激素的调节下分泌相应的促激素，刺激靶腺合成和分泌激素；当外周激素水平恢复正常时，通过负反馈机制减少下丘脑-垂体系统促激素的产生。所有激素都具有某种形式的反馈关系。我们习惯上把下丘脑-垂体-靶腺之间的调节称为内分泌的轴，如下丘脑-垂体-甲状腺轴、下丘脑-垂体-肾上腺轴和下丘脑-垂体-性腺轴。生理情况下，轴的调节可以维持正常的靶腺激素水平。其他的反馈关系还见于离子与激素（钙离子与甲状旁腺激素及降钙素，钾离子与醛固酮，钠离子与心房利钠肽）、代谢产物与激素（血糖与胰岛素和胰高血糖素）、渗透压或细胞外液容量与激素（醛固酮、肾素及加压素）等。
反馈调节使激素水平维持在一定的范围内。反馈调节原理是大多数内分泌功能研究的基础。正常反馈关系的丧失提示该内分泌系统的病变。例如皮质醇增多症时，皮质醇的分泌不能被地塞米松所抑制，提示垂体-肾上腺轴呈病理状态。当然，内分泌系统反馈调节作用也有例外，如异源激素的产生，无论是来自肿瘤还是来自非肿瘤组织，几乎都不受反馈机制的调节。
（张雨薇）