生物化學原理/激素

激素（來自希臘語“impetus”）是由體內某個部位的細胞或腺體釋放的一種化學物質，它發出影響機體其他部位細胞的資訊。僅需少量激素就能改變細胞代謝。本質上，它是一種將訊號從一個細胞傳遞到另一個細胞的化學信使。所有多細胞生物都會產生激素；植物激素也稱為植物激素。動物體內的激素通常透過血液運輸。當細胞表達特定激素的受體時，它會對激素做出反應。激素與受體蛋白結合，導致訊號轉導機制的啟用，最終導致細胞型別特異性反應。內分泌激素分子直接分泌（釋放）到血液中，而外分泌激素（或外分泌激素）直接分泌到導管中，然後從導管中流入血液或透過擴散從一個細胞擴散到另一個細胞，這是一個稱為旁分泌訊號的過程。最近發現，各種外源性現代化學化合物對人和野生動物都具有類激素作用。它們干擾體內天然激素的合成、分泌、轉運、結合、作用或消除，與內源性產生的激素一樣，影響著穩態、生殖、發育和/或行為變化。激素訊號涉及以下步驟：在特定組織中生物合成特定激素激素的儲存和分泌激素的運輸到靶細胞(s)激素被相關細胞膜或細胞內受體蛋白識別透過訊號轉導過程傳遞和放大接收到的激素訊號：然後導致細胞反應。靶細胞的反應可以被最初產生激素的細胞識別，導致激素生產的下調。這是一個穩態負反饋迴路的例子。激素降解。激素細胞通常是特定型別的細胞，存在於特定的內分泌腺中，如甲狀腺、卵巢和睪丸。激素透過胞吐作用或其他膜轉運方式離開其起源細胞。層次模型是對激素訊號過程的過度簡化。特定激素訊號的細胞接受者可能是存在於多種不同組織中的幾種細胞型別之一，如胰島素，它會引發一系列不同的系統性生理效應。不同的組織型別也可能對相同的激素訊號做出不同的反應。因此，激素訊號是複雜的，難以剖析。

激素的影響

激素對身體有以下影響：刺激或抑制生長

情緒波動

誘導或抑制凋亡（程式性細胞死亡）

啟用或抑制免疫系統

調節新陳代謝

為身體準備交配、戰鬥、逃跑和其他活動

為身體準備生命的新階段，如青春期、育兒和更年期控制生殖週期

飢餓渴望

激素也可能調節其他激素的產生和釋放。激素訊號透過穩態控制身體的內部環境。

腦垂體

在脊椎動物解剖學中，腦垂體或垂體是一個內分泌腺，大小約為豌豆大小，人類的重量為 0.5 克 (0.02 盎司)。它是從大腦底部下丘腦的底部突出的，位於一個小的骨腔（蝶鞍）中，被一個硬腦膜摺疊（蝶鞍隔膜）覆蓋。垂體透過一個稱為漏斗柄（垂體柄）的小管與下丘腦透過正中隆起功能性連線。垂體窩，垂體位於其中，位於腦底部中顱窩的蝶骨中。垂體分泌九種調節穩態的激素。章魚腦中有一個類似的結構。

垂體前葉

垂體前葉是內分泌系統的主要器官，也稱為腺垂體，是垂體的腺體前葉。垂體前葉調節多種生理過程，包括壓力、生長和生殖。它的調節功能是透過分泌作用於靶器官（包括腎上腺、肝臟、骨骼、甲狀腺和性腺）的各種肽類激素來實現的。垂體前葉本身受下丘腦和這些靶器官的負反饋調節。垂體前葉的疾病通常根據垂體激素的過度產生或不足來分類。例如，泌乳素瘤是一種過度產生泌乳素的垂體腺瘤。在產後垂體功能減退的希漢綜合徵中，垂體前葉普遍功能障礙，所有激素都分泌不足。垂體前葉及其調節器官的正常功能通常可以透過測量激素水平的血液檢查來確定。

垂體前葉合成並分泌以下重要的內分泌激素

促腎上腺皮質激素 (ACTH)，在受下丘腦促腎上腺皮質激素釋放激素 (CRH) 影響下釋放。

促甲狀腺激素 (TSH)，在受下丘腦促甲狀腺激素釋放激素 (TRH) 影響下釋放。

生長激素（也稱為“人生長激素”、“HGH”或“GH”或生長激素），在受下丘腦生長激素釋放激素 (GHRH) 影響下釋放；被下丘腦生長抑素抑制。

催乳素 (PRL)，也稱為“促黃體生成素” (LTH)，在受多種下丘腦催乳素釋放因子 (PRH) 影響下釋放。兩種“促性腺激素”；

黃體生成素（也稱為“促黃體生成素”或“LH”，或在男性中稱為“間質細胞刺激激素”(ICSH)），和卵泡刺激素 (FSH)，兩者都在受促性腺激素釋放激素 (GnRH) 影響下釋放。和；

黑素細胞刺激素 (MSH) 或“中間素”，因為它們是由中間部釋放的，而中間部是“中間部分”；與垂體後葉相鄰，中間部是垂體前葉發育的特定部分。

這些激素在受下丘腦影響下從垂體前葉釋放。下丘腦激素透過一個特殊的毛細血管系統分泌到前葉，稱為下丘腦-垂體門脈系統。垂體前葉分為解剖學區域，被稱為結節部、中間部和遠端部。它起源於咽背壁（口咽部）的一個凹陷，稱為拉特克囊。

垂體後葉

垂體後葉（或神經垂體）包括垂體後葉，是內分泌系統的一部分。儘管它的名字，垂體後葉本身並不是一個腺體；相反，它主要是一組來自下丘腦的軸突投射，終止於垂體前葉的後面。

垂體後葉主要由來自下丘腦視上核和室旁核的神經投射（軸突）組成。這些軸突將肽類激素釋放到垂體迴圈的毛細血管中。除了軸突外，垂體後葉還包含垂體細胞，一種類似於星形膠質細胞的特殊神經膠質細胞。垂體後葉的分類各不相同，但大多數來源包括以下三個區域

神經部

也稱為神經葉或後葉，這個區域構成了垂體後葉的大部分，有時（錯誤地）被認為與垂體後葉同義。顯著特徵包括赫林體和垂體細胞。

漏斗柄

也稱為漏斗或垂體柄，漏斗柄連線著下丘腦和垂體系統。

正中隆起 只有在極少數情況下，它才被列為垂體後葉的一部分。其他資料明確將其排除在垂體之外。少數資料將中間部列為後葉的一部分，但這是一種少數觀點。它基於垂體後葉和垂體前葉沿拉特克囊的囊性殘留物的大致解剖分離，導致中間部仍然附著在神經垂體上。

傳統上被稱為垂體後葉激素的激素是由下丘腦合成的。然後它們被垂體後葉儲存並分泌到血液中。

激素	其他名稱	符號(s)	目標	效果	來源
催產素	-	OT	子宮，乳腺	子宮收縮；泌乳	視上核和室旁核
血管加壓素（抗利尿激素）	精氨酸加壓素，精氨酸加壓素，抗利尿激素	VP，AVP，ADH	腎臟或小動脈	刺激水分瀦留；透過收縮小動脈升高血壓，誘發雄性攻擊性	視上核和室旁核

肽類激素

肽類激素是一類分泌到血液中並在活體動物中具有內分泌功能的肽類。與其他蛋白質一樣，肽類激素在細胞中根據 mRNA 模板從氨基酸合成，而 mRNA 本身是由細胞核內的 DNA 模板合成的。肽類激素前體（前前激素）隨後在幾個階段進行處理，通常在內質網中，包括去除 N 末端訊號序列，有時還會進行糖基化，最終形成前激素。然後，前激素被包裝到膜結合的 секреторных везикулах，這些 везикулы可以響應特定刺激（例如細胞質中鈣和 cAMP 濃度增加）透過胞吐作用從細胞中分泌出來。這些前激素通常包含多餘的氨基酸殘基，這些殘基是將激素分子引導摺疊成其活性構型所必需的，但在激素摺疊後就沒有功能了。細胞中的特定內肽酶在激素釋放到血液中之前切割前激素，生成該分子的成熟激素形式。成熟的肽類激素隨後透過血液擴散到全身的細胞，在那裡它們與目標細胞表面的特定受體相互作用。一些肽/蛋白質激素（血管緊張素 II，鹼性成纖維細胞生長因子-2，甲狀旁腺激素相關蛋白）也透過胞內機制與位於細胞質或細胞核中的胞內受體相互作用。幾種重要的肽類激素從垂體分泌。垂體前葉分泌催乳素，作用於乳腺；促腎上腺皮質激素 (ACTH)，作用於腎上腺皮質調節糖皮質激素的分泌；生長激素，作用於骨骼、肌肉和肝臟。垂體後葉分泌抗利尿激素，也稱為血管加壓素，以及催產素。然而，包括心臟（心房利鈉肽 (ANP) 或心房利鈉因子 (ANF)）和胰腺（胰島素和生長抑素）、胃腸道（膽囊收縮素、胃泌素）、脂肪組織儲存（瘦素）在內的許多不同的器官和組織也會產生肽類激素。一些神經遞質的釋放方式與肽類激素類似，一些“神經肽”除了作為激素釋放到血液中外，還可以作為神經遞質在神經系統中發揮作用。當肽類激素與細胞表面受體結合時，細胞質中會出現第二信使，觸發細胞內反應。

以下是人體中發現的激素列表。許多激素的拼寫並不統一。目前北美/北美和國際上的用法是雌激素、促性腺激素，而英國的用法保留了雌激素中的希臘雙母音，並傾向於使用早期的拼寫促性腺激素（來自trophē“營養、維持”，而不是tropē“轉向、改變”）。

結構	名稱	縮寫- 詞	組織	細胞	機制	靶組織	效果
胺類 - 色氨酸	Image: Melatonin2.svg|thumb|200px	MT	松果體	松果體細胞			抗氧化劑，引起嗜睡
胺類 - 色氨酸	thumb|200px	5-HT	中樞神經系統，胃腸道|胃腸道	腸嗜鉻細胞			控制情緒、食慾和睡眠
胺類 - 酪氨酸	thumb|200px（或四碘甲狀腺原氨酸）（一種甲狀腺激素）	T4	甲狀腺	甲狀腺上皮細胞	直接		甲狀腺激素的活性較弱形式：提高基礎代謝率和對兒茶酚胺的敏感性， 影響蛋白質合成
胺類 - 酪氨酸	三碘甲狀腺原氨酸（一種甲狀腺激素）	T3	甲狀腺	甲狀腺上皮細胞	直接		甲狀腺激素的強效形式：提高基礎代謝率和對兒茶酚胺的敏感性， 影響蛋白質合成
cat)	thumb|180px	EPI	腎上腺髓質	嗜鉻細胞			戰或逃反應 提高大腦和肌肉的氧氣和葡萄糖供應（透過增加心率和每搏輸出量，血管舒張，增加肝臟中糖原的催化作用，脂肪細胞|脂肪細胞中脂質的分解。放大瞳孔抑制非緊急的身體過程（例如消化）抑制免疫系統
cat)	去甲腎上腺素（或去甲腎上腺素）	NRE	腎上腺髓質	嗜鉻細胞			戰或逃反應 提高大腦和肌肉的氧氣和葡萄糖供應（透過增加心率和每搏輸出量，血管收縮和血壓升高，脂肪細胞|脂肪細胞中脂質的分解。增加骨骼肌的準備狀態。
cat)	多巴胺（或抑制催乳素的激素）	DPM，PIH 或 DA	腎臟，下丘腦	下丘腦弓狀核的多巴胺神經元			垂體前葉的促甲狀腺激素釋放激素
肽類	抗苗勒管激素（或苗勒管抑制因子或激素）	AMH	睪丸	支援細胞			垂體前葉的促甲狀腺激素釋放激素
肽類	脂聯素	Acrp30	脂肪組織
肽類	促腎上腺皮質激素（或促皮質激素）	ACTH	垂體前葉	促皮質激素細胞	cAMP		腎上腺皮質細胞
肽類	血管緊張素原和血管緊張素	AGT	肝臟		IP3		血管收縮 腎上腺皮質醛固酮分泌，致渴。
肽類	抗利尿激素（或加壓素，精氨酸加壓素）	ADH	垂體後葉	下丘腦中小細胞神經分泌神經元 垂體後葉中大細胞神經分泌細胞	變化		垂體前葉中的 ACTH
肽類	心房利鈉肽（或心房肽）	ANP	心臟		cGMP
肽類	準時激素	OTH	附睪				調節拖延症
肽類	降鈣素	CT	甲狀腺	旁濾泡細胞	cAMP		Ca2+
肽類	膽囊收縮素	CCK	十二指腸				釋放胰腺中的消化酶 釋放膽囊中的膽汁，抑制食慾
肽類	促皮質激素釋放激素	CRH	下丘腦		cAMP		垂體前葉中的 ACTH
肽類	促紅細胞生成素	EPO	腎臟	腎小球外系膜細胞			刺激紅細胞生成
肽類	促卵泡激素	FSH	垂體前葉	促性腺激素細胞	cAMP		女性：刺激卵巢中格拉夫卵泡的成熟。 男性：精子發生，增強睪丸支援細胞中雄激素結合蛋白的產生
肽類	胃泌素	GRP	胃，十二指腸	G 細胞			壁細胞分泌胃酸
肽類	生長素釋放肽		胃	P/D1 細胞			刺激食慾， 垂體前葉分泌生長激素
肽類	胰高血糖素	GCG	胰腺	α 細胞	cAMP		肝臟中糖原分解和糖異生 升高血糖水平
肽類	促性腺激素釋放激素	GnRH	下丘腦		IP3		垂體前葉中的 FSH 和黃體生成激素|LH。
肽類	生長激素釋放激素	GHRH	下丘腦		IP3		垂體前葉中的 GH
肽類	人絨毛膜促性腺激素	hCG	胎盤	合體滋養層細胞	cAMP		促進妊娠初期黃體維持 抑制免疫系統|免疫反應，針對人類胚胎。
肽類	人胎盤生乳素	HPL	胎盤				增加胰島素和 IGF-1 的產生 增加胰島素抵抗和碳水化合物耐受不良
肽類	生長激素	GH 或 hGH	垂體前葉	生長激素細胞			生長和細胞（生物學）|細胞繁殖 釋放肝臟中的胰島素樣生長因子 1
肽類	抑制素		睪丸，卵巢，胎兒	睪丸支援細胞 卵巢顆粒細胞 胎兒滋養層	垂體前葉	FSH
肽類	胰島素	INS	胰腺	β 細胞	酪氨酸激酶		從血液中攝取葡萄糖，肝臟和肌肉中的糖原合成和糖酵解 攝取脂質和脂肪細胞中甘油三酯的合成其他合成代謝|合成代謝效應
肽類	胰島素樣生長因子（或生長介質）	IGF	肝臟	肝細胞	酪氨酸激酶		胰島素樣效應 調節細胞生長和發育
肽類	瘦素	LEP	脂肪組織				降低食慾，增加代謝。
肽類	黃體生成激素	LH	垂體前葉	促性腺激素細胞	cAMP		女性：排卵 男性：刺激睪丸間質細胞產生睪酮
肽類	促黑色素細胞激素	MSH 或 α-MSH	垂體前葉/中間部	促黑色素細胞	cAMP		皮膚和毛髮中黑色素細胞的黑色素生成
肽類	食慾素		下丘腦				清醒和增加能量消耗，增加食慾
肽類	催產素	OXT	垂體後葉	大細胞神經分泌細胞	IP3		釋放母乳 子宮頸和陰道的收縮與性高潮有關，人與人之間的信任。 和晝夜節律#動物晝夜節律|晝夜節律穩態（體溫、活動水平、清醒）。
肽類	甲狀旁腺激素	PTH	甲狀旁腺	甲狀旁腺主細胞	cAMP		Ca2+：*間接刺激破骨細胞 腎臟中 Ca2+ 重吸收 啟用維生素 D （輕微地）降低血磷 （腎臟中再攝取減少，但骨骼中攝取增加 啟用維生素 D)
肽類	催乳素	PRL	垂體前葉，子宮	垂體前葉促乳素細胞 子宮蛻膜細胞			人類性行為|性行為後性滿足
肽類	鬆弛素	RLN	子宮	蛻膜細胞			人類中尚不清楚
肽類	促胰液素	SCT	十二指腸	S 細胞			分泌來自肝臟、胰腺和十二指腸布魯納腺的碳酸氫鹽 增強膽囊收縮素的作用 停止胃液的生成
肽類	生長抑素	SRIF	下丘腦、胰島、胃腸道系統	胰島中的δ細胞 下丘腦室周核的神經內分泌細胞			抑制垂體前葉的生長激素和促甲狀腺激素釋放激素|TRH 抑制胃腸道系統中胃泌素、膽囊收縮素（CCK）、促胰液素、促胃動力素、血管活性腸肽（VIP）、胰高血糖素樣肽（GIP）、腸促胰高血糖素的釋放 降低胃排空率 減少腸道內的平滑肌收縮和血流 抑制β細胞釋放胰島素 抑制α細胞釋放胰高血糖素 抑制胰腺的外分泌作用。
肽類	血小板生成素	TPO	肝臟、腎臟、橫紋肌	肌細胞		巨核細胞	產生血小板
肽類	促甲狀腺激素（或促甲狀腺素）	TSH	垂體前葉	促甲狀腺激素分泌細胞	cAMP	甲狀腺	分泌甲狀腺素（T4）和三碘甲狀腺原氨酸（T3）
肽類	促甲狀腺激素釋放激素	TRH	下丘腦	小細胞神經分泌神經元	IP3	垂體前葉	釋放促甲狀腺激素（主要） 刺激泌乳素釋放
葡	皮質醇		腎上腺皮質（束狀帶和網狀帶細胞）		直接		刺激糖異生 抑制肌肉和脂肪組織對葡萄糖的攝取 從維基詞典：肝外|肝外組織中動員氨基酸 刺激脂肪組織中脂肪的分解 抗炎和免疫抑制
分	醛固酮		腎上腺皮質（球狀帶）		直接		透過腎臟中鈉的重吸收增加血容量（主要） 腎臟中鉀離子和氫離子|H+的分泌。
和）	睪酮		睪丸	間質細胞	直接		性慾，合成代謝：肌肉質量和力量的增長，骨密度增加，生長和力量， 男性化：性器官成熟，陰囊形成，聲音變低，鬍鬚和腋毛生長。
和）	脫氫表雄酮	DHEA	睪丸、卵巢、腎臟	腎臟的束狀帶和網狀帶細胞 卵巢的卵泡膜細胞 睪丸的間質細胞	直接		男性化，合成代謝
和）	雄烯二酮		腎上腺、性腺		直接		雌激素的底物
和）	雙氫睪酮	DHT	多個		直接
雌）	雌二醇	E2	女性：卵巢，男性：睪丸	女性：顆粒細胞，男性：支援細胞	直接		女性: 結構性 促進女性第二性徵的形成 加速身高增長 加速新陳代謝（燃燒脂肪） 減少肌肉質量 刺激子宮內膜|子宮內膜生長 增加子宮|子宮生長 維持血管和皮膚 減少骨吸收，增加骨形成 蛋白質合成 增加肝臟產生的結合蛋白 凝血 增加迴圈中的凝血因子|因子因子II|2、因子VII|7、因子IX|9、因子X|10、抗凝血酶III、纖溶酶原 增加血小板粘附性 增加高密度脂蛋白|HDL、甘油三酯、身高增長 降低低密度脂蛋白|LDL、脂肪沉積 水分平衡 鹽（鈉）和水分瀦留 增加生長激素 增加皮質醇、性激素結合球蛋白 胃腸道 減少腸道蠕動 增加膽汁中的膽固醇 黑色素 增加紅黑色素，減少真黑色素 癌症：支援激素敏感的乳腺癌 抑制體內雌激素的生成是治療這些癌症的方法。 肺功能 透過支援肺泡來促進肺功能。 男性：防止生殖細胞凋亡
雌）	雌酮		卵巢	顆粒細胞、脂肪細胞	直接
雌）	雌三醇	E3	胎盤	合體滋養層	直接
孕）	孕酮		卵巢、腎上腺、胎盤（妊娠時）	卵巢的卵泡膜細胞	直接		支援妊娠 將子宮內膜|子宮內膜轉化為分泌期 使子宮頸#子宮頸粘液|子宮頸粘液對精子有滲透性。抑制免疫系統|免疫反應，例如針對人類胚胎。降低子宮平滑肌收縮性 抑制哺乳 抑制分娩|分娩。支援胎兒產生腎上腺鹽皮質激素和糖皮質激素。 其他：提高表皮生長因子-1水平 排卵期間提高核心體溫 減少痙攣和放鬆平滑肌（擴張支氣管和調節粘液） 炎症|抗炎 減少膽囊活動 規範血凝和血管張力、鋅和銅水平、細胞（生物學）|細胞氧水平，以及使用脂肪儲存作為能量。透過成骨細胞協助甲狀腺功能和骨骼生長 骨骼、牙齒、牙齦|牙齦、關節、肌腱、韌帶和皮膚的彈性 透過調節膠原蛋白促進癒合 神經功能和癒合透過調節髓鞘 抑制子宮內膜癌，透過調節雌激素的作用。
固醇	鈣三醇（1,25-二羥維生素D3）		皮膚/腎臟近端小管		直接		維生素D3 增加胃腸道和腎臟對鈣和磷的吸收 抑制甲狀旁腺激素|PTH的釋放
固醇	鈣化醇（25-羥維生素D3）		皮膚/腎臟近端小管		直接		維生素D3
二十碳烷酸	前列腺素	PG	精囊
二十碳烷酸	白三烯	LT		白細胞
二十碳烷酸	前列環素	PGI2	內皮
二十碳烷酸	血栓烷	TXA2		血小板
肽類	促泌乳素釋放激素	PRH	下丘腦				從垂體前葉釋放泌乳素
肽類	促脂素	PRH	垂體前葉	促腎上腺皮質激素分泌細胞			脂解和類固醇生成， 刺激黑色素細胞產生黑色素
肽類	腦鈉肽	BNP	心臟	心肌細胞			（程度略低於ANP）透過以下方式降低血壓： 降低全身迴圈|全身血管阻力，減少血液水分、鈉和血脂|脂肪
肽類	神經肽Y	NPY	胃				增加食物攝入量，減少體力活動
胺-組氨酸	組胺		胃	ECL 細胞			刺激胃酸分泌
	內皮素		胃	X 細胞			胃平滑肌收縮
肽類	胰多肽		胰腺	PP 細胞			自我調節胰腺分泌活動（內分泌和外分泌），它也影響肝臟糖原水平和胃腸道分泌。
肽類	腎素		腎臟	腎小球旁細胞			透過產生血管緊張素原的血管緊張素I啟用腎素-血管緊張素系統
肽類	腦啡肽		腎臟	嗜鉻細胞			調節疼痛

胰島素

1869年，柏林的一名醫科學生保羅·朗格漢斯在顯微鏡下研究胰腺的結構時，發現了一些以前未被注意到的組織團塊散佈在胰腺的大部分組織中。這些“細胞小堆”的功能，後來被稱為朗格漢斯胰島，當時還未知，但埃杜瓦爾·拉蓋斯後來推測它們可能產生分泌物，在消化中發揮調節作用。保羅·朗格漢斯的兒子阿奇博爾德也幫助理解了這種調節作用。術語“胰島素”源於拉丁語“insula”，意思是小島/島嶼。

1889年，波蘭裔德國醫生奧斯卡·明可夫斯基與約瑟夫·馮·梅林合作，從一隻健康的狗身上切除了胰腺，以測試其在消化中假定的作用。在狗的胰腺被切除後的幾天裡，明可夫斯基的動物飼養員注意到一群蒼蠅在狗的尿液上覓食。在檢測尿液時，他們發現狗的尿液中含有糖，首次確定了胰腺與糖尿病之間的關係。1901年，尤金·奧皮又邁出了重要一步，他明確地建立了朗格漢斯胰島與糖尿病之間的聯絡：“糖尿病……是由朗格漢斯胰島的破壞引起的，只有當這些器官部分或全部被破壞時才會發生。”在他之前，胰腺與糖尿病之間的聯絡是明確的，但胰島的具體作用尚不清楚。在接下來的二十年裡，人們進行了多次嘗試，試圖分離出胰島產生的任何東西，作為潛在的治療方法。1906年，喬治·路德維希·楚爾策用胰腺提取物部分成功地治療了狗，但無法繼續他的工作。1911年至1912年間，芝加哥大學的E.L.斯科特使用了水性胰腺提取物，並注意到“血糖尿略有減少”，但他無法說服他的主任相信他的工作價值，該工作被停止了。1915年，以色列·克萊納在洛克菲勒大學展示了類似的效果，但他的工作因第一次世界大戰而中斷，他沒有回到這項工作。

1921年春天，班廷前往多倫多，向J.J.R.麥克勞德解釋了他的想法，麥克勞德是多倫多大學的生理學教授，他請麥克勞德允許他在實驗室裡測試這個想法。麥克勞德最初持懷疑態度，但最終同意讓班廷在暑假期間他休假時使用他的實驗室。他還為班廷提供了十隻狗進行實驗，以及兩名醫科學生查爾斯·貝斯特和克拉克·諾布林作為實驗室助手，然後他前往蘇格蘭。由於班廷只需要一名實驗室助手，貝斯特和諾布林擲硬幣決定誰在暑假的上半年協助班廷。貝斯特贏得了拋硬幣，並在班廷作為助手的第一班。拋硬幣的失敗可能對諾布林來說是不幸的，因為班廷決定讓貝斯特整個夏天都留下來，並且最終與拋硬幣的獲勝者分享了半年的諾貝爾獎金和大部分發現胰島素的功勞。如果諾布林贏得了拋硬幣，他的職業生涯可能會走上不同的道路。

班廷的方法是在胰腺管周圍綁紮一根結紮線；幾周後檢查時，胰腺消化細胞已經死亡並被免疫系統吸收，只剩下數千個胰島。然後，他們從這些胰島中分離出一種提取物，並將其命名為“胰島素”（現在我們所知的胰島素），並對狗進行了測試。然後，班廷和貝斯特透過給一隻名為阿爾法的胰腺切除狗注射他們製備的粗提物，使它在整個夏天都保持存活。在實驗動物中去除胰腺基本上模擬了糖尿病，導致血糖水平升高。阿爾法能夠存活下來，是因為含有胰島素的提取物能夠降低她的血糖水平。1921 年秋季，班廷和貝斯特向返回多倫多的麥克勞德展示了他們的研究結果，但麥克勞德指出了實驗設計的缺陷，並建議用更多狗和更好的裝置重複實驗。然後，他為班廷和貝斯特提供了更好的實驗室，並開始從他的研究經費中支付班廷的薪水。幾周後，第二輪實驗也取得了成功；麥克勞德於 11 月在多倫多幫助他們私下發表了研究結果。然而，他們需要六週時間來提取胰島素，這造成了相當大的延誤。班廷建議他們嘗試使用胎牛胰腺，這種胰腺尚未發育出消化腺；他鬆了一口氣地發現這種方法很有效。隨著供應問題的解決，下一個主要任務是提純提取物。1921 年 12 月，麥克勞德邀請生物化學家詹姆斯·科利普幫助完成這項任務，在一個月內，該團隊認為已經準備好在臨床上進行測試。1922 年 1 月 11 日，14 歲的糖尿病患者萊昂納德·湯普森在多倫多總醫院奄奄一息，接受了第一針胰島素注射。然而，提取物過於不純，湯普森發生了嚴重的過敏反應，後續注射被取消。在接下來的 12 天裡，科利普晝夜不停地改進牛胰腺提取物，並在 1 月 23 日注射了第二劑。這次注射完全成功，不僅沒有明顯的副作用，而且完全消除了糖尿病的糖尿症狀。第一位接受治療的美國患者是伊麗莎白·休斯·戈塞特，她是紐約州州長的女兒。美國第一位接受治療的患者是未來的木刻藝術家詹姆斯·D·黑文斯；約翰·拉爾森·威廉姆斯博士從多倫多進口胰島素到紐約州羅切斯特，為黑文斯治療。死於糖尿病酮症酸中毒的兒童被安置在大病房裡，一個病房裡經常有 50 多名患者，大多數處於昏迷狀態。悲傷的家人經常在場，等待著（直到那時，不可避免的）死亡。在醫學史上最戲劇性的時刻之一，班廷、貝斯特和科利普挨個床鋪，用新提純的提取物給整個病房注射。當他們還沒到達最後一名垂死的孩子時，前面幾個孩子已經從昏迷中醒來，他們的家人欣喜若狂。班廷和貝斯特與科利普從未合作愉快，認為他是一個入侵者，科利普在不久後離開了專案。1922 年春天，貝斯特設法改進了他的技術，可以按需提取大量胰島素，但製劑仍然不純。藥物公司禮來公司在 1921 年首次發表文章後不久就提供了幫助，他們在 4 月接受了禮來的提議。11 月，禮來公司取得了重大突破，能夠生產大量高度精煉的胰島素。此後不久，胰島素上市銷售。直到後來醫學研究取得基因突破之前，純化的動物來源胰島素是糖尿病患者可獲得的唯一型別。胰島素的氨基酸結構在 20 世紀 50 年代被確定，第一個合成胰島素是在 20 世紀 60 年代初由匹茲堡大學的帕納約提斯·卡佐亞尼斯實驗室和亞琛工業大學的赫爾穆特·贊實驗室同時製成的。^[16]

第一個基因工程合成“人”胰島素於 1977 年在赫伯特·博耶爾的實驗室中用大腸桿菌生產。與博耶爾創辦的基因泰克公司合作，禮來公司於 1982 年開始銷售第一個商業化的生物合成人胰島素，品牌名為 Humulin。目前全世界使用的絕大多數胰島素都是生物合成重組“人”胰島素或其類似物。

胰島素是調節體內碳水化合物和脂肪代謝的關鍵激素。胰島素會導致肝臟、肌肉和脂肪組織的細胞從血液中吸收葡萄糖，將其儲存在肝臟和肌肉中以糖原的形式。胰島素透過抑制胰高血糖素的釋放來阻止脂肪作為能量來源的使用。當胰島素不存在時，葡萄糖不會被身體細胞吸收，身體開始使用脂肪作為能量來源或糖異生；例如，透過將脂質從脂肪組織轉移到肝臟以作為能量來源進行動員。由於它的水平是中樞代謝控制機制，因此它的狀態也被用作其他身體系統的控制訊號（例如身體細胞對氨基酸的吸收）。此外，它在全身還有其他一些合成代謝作用。當胰島素水平的控制失敗時，就會導致糖尿病。因此，胰島素在臨床上用於治療某些型別的糖尿病。1 型糖尿病患者依賴外部胰島素（最常見的是皮下注射）才能生存，因為這種激素不再在體內產生。2 型糖尿病患者通常對胰島素有抵抗力，由於這種抵抗力，他們可能會患有“相對”的胰島素缺乏症。一些 2 型糖尿病患者最終可能需要胰島素，如果其他藥物不能有效地控制血糖水平，儘管這種情況不太常見。胰島素還會影響其他身體功能，例如血管順應性和認知能力。一旦胰島素進入人腦，它就會增強學習和記憶，並特別有利於語言記憶。透過鼻內胰島素給藥增強腦胰島素訊號傳導也會增強對食物攝入的急性體溫調節和血糖調節反應，這表明中樞神經胰島素有助於控制人類的全身能量穩態。胰島素是一種由 51 個氨基酸組成的肽類激素，分子量為 5808 道爾頓。它產生於胰腺的胰島。這個名字來源於拉丁語 insula，意思是“島”。胰島素的結構在不同物種的動物之間略有不同。來自動物來源的胰島素在人類的“強度”（在碳水化合物代謝控制作用方面）有所不同，因為存在這些差異。豬胰島素與人胰島素特別接近。^[17]

胰高血糖素

Image:Glucagon.png|thumb|right|Glucagon ball and stick model, with the carboxyl terminus above and the amino terminus below 胰高血糖素是一種由胰腺分泌的激素，可以提高血糖水平。它的作用與降低血糖水平的胰島素相反。當血糖（葡萄糖）水平過低時，胰腺就會釋放胰高血糖素。胰高血糖素會導致肝臟將儲存的糖原轉化為葡萄糖，然後釋放到血液中。胰高血糖素還會刺激胰島素的釋放，使葡萄糖能夠被胰島素依賴的組織吸收和利用。因此，胰高血糖素和胰島素是一個反饋系統的組成部分，該系統使血糖水平保持穩定。胰高血糖素屬於幾個其他相關激素家族。^[18]

胰高血糖素是一種由 29 個氨基酸組成的多肽。它在人類中的主要結構是：NH2-His-Ser-Gln-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Tyr-Ser-Lys-Tyr-Leu-Asp-Ser-Arg-Arg-Ala-Gln-Asp-Phe-Val-Gln-Trp-Leu-Met-Asn-Thr-COOH。該多肽的分子量為 3485 道爾頓。胰高血糖素是一種肽類（非類固醇）激素。

生產

這種激素是在胰島的α細胞（α-細胞）中合成和分泌的，這些細胞位於胰腺的內分泌部分。在齧齒動物中，α細胞位於胰島的外緣。人胰島的結構遠不如齧齒動物的結構那麼集中，α細胞分佈在整個胰島中。

調節機制

胰高血糖素分泌增加是由以下原因引起的

血漿葡萄糖降低（間接）

兒茶酚胺增加 - 去甲腎上腺素和腎上腺素

血漿氨基酸增加（為了防止在食用全蛋白餐時發生低血糖）交感神經系統

乙醯膽鹼

膽囊收縮素

胰高血糖素分泌減少（抑制）是由以下原因引起的

生長抑素

胰島素

遊離脂肪酸和酮酸進入血液增加

尿素生成增加

胰高血糖素的作用機制和功能

胰高血糖素有助於維持血液中葡萄糖的水平。葡萄糖以糖原的形式儲存在肝臟中，糖原是一種由葡萄糖分子組成的澱粉狀聚合物鏈。肝細胞具有胰高血糖素受體。當胰高血糖素與胰高血糖素受體結合時，肝細胞將糖原聚合物轉化為單個葡萄糖分子，並將其釋放到血液中，這個過程被稱為糖原分解。隨著這些儲存的消耗，胰高血糖素會鼓勵肝臟透過糖異生合成額外的葡萄糖。胰高血糖素會關閉肝臟中的糖酵解，導致糖酵解中間體被轉移到糖異生。胰高血糖素還會透過脂肪分解調節葡萄糖生成的速率。

胰高血糖素結合到位於質膜上的胰高血糖素受體，一種G蛋白偶聯受體。受體構象變化啟用G蛋白，一種具有α、β和γ亞基的異三聚體蛋白。當G蛋白與受體相互作用時，它會發生構象變化，導致與α亞基結合的GDP分子被GTP分子取代。這種取代導致α亞基從β和γ亞基中釋放出來。α亞基特異性啟用級聯反應中的下一個酶，腺苷酸環化酶。腺苷酸環化酶製造環狀腺苷一磷酸（環狀AMP或cAMP），它啟用蛋白激酶A（cAMP依賴性蛋白激酶）。這個酶反過來啟用磷酸化酶激酶，它反過來磷酸化糖原磷酸化酶，轉化為活性形式，稱為磷酸化酶A。磷酸化酶A是負責從糖原聚合物中釋放葡萄糖-1-磷酸的酶。

糖皮質激素 (GC)

糖皮質激素 (GC) 是一類類固醇激素，它們與糖皮質激素受體 (GR) 結合，該受體幾乎存在於所有脊椎動物細胞中。糖皮質激素 (葡萄糖 + 皮質 + 類固醇) 的名稱來源於它們在調節葡萄糖代謝中的作用、它們在腎上腺皮質中的合成以及它們的類固醇結構（見右側結構）。GC是免疫系統中反饋機制的一部分，該機制可以降低免疫活性（炎症）。因此，它們在醫學上用於治療由免疫系統過度活躍引起的疾病，例如過敏、哮喘、自身免疫性疾病和敗血症。GC 具有許多不同的（多效性）作用，包括潛在的副作用，因此很少在櫃檯出售。

已經創造出多種合成糖皮質激素，有些合成糖皮質激素比皮質醇的效力要高得多，用於治療用途。它們在藥代動力學（吸收因子、半衰期、分佈容積、清除率）和藥效學（例如礦物質皮質激素活性的能力：鈉 (Na+) 和水的保留；另請參閱：腎生理學）方面有所不同。由於它們很容易滲透腸道，因此主要透過口服（透過口服）給予，但也透過其他方法給予，例如區域性塗抹在皮膚上。它們超過 90% 結合不同的血漿蛋白，但結合特異性不同。內源性糖皮質激素和一些合成皮質類固醇對蛋白質轉皮質激素（也稱為 CBG，皮質類固醇結合球蛋白）具有高親和力，而所有這些都與白蛋白結合。在肝臟中，它們透過與硫酸鹽或葡萄糖醛酸結合而迅速代謝，並從尿液中分泌。糖皮質激素的效力、作用持續時間和礦物質皮質激素效力的重疊性各不相同。皮質醇（氫化可的松）是糖皮質激素效力的比較標準。氫化可的松是皮質醇的藥物製劑的名稱。資料指的是口服劑量，除非另有說明。口服效力可能低於非腸道效力，因為可能沒有從腸道吸收大量的藥物（在某些情況下高達 50%）。氟氫可的松、DOCA（脫氧皮質酮乙酸酯）和醛固酮，從定義上來說，不認為是糖皮質激素，儘管它們可能具有微弱的糖皮質激素效力，並且包含在本表中以提供關於礦物質皮質激素效力的視角。

單胺和單胺神經遞質

從芳香族氨基酸（如苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸）透過芳香族氨基酸脫羧酶的作用而衍生來的單胺。

單胺神經遞質是神經遞質和神經調節劑，它們包含一個與芳香環透過一個雙碳鏈 (-CH₂-CH₂-) 連線的氨基。所有單胺都源自芳香族氨基酸，如苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸和甲狀腺激素，透過芳香族氨基酸脫羧酶的作用。

示例

   * Histamine
   * Catecholamines:
         o Dopamine (DA)
         o Norepinephrine (NE) (noradrenaline, NA)
         o Epinephrine (Epi) (adrenaline)
   * Tryptamines:
         o Serotonin (5-HT)
         o Melatonin
   * Trace amines:
         o β-Phenylethylamine (PEA, β-PEA)
         o Tyramine
         o Tryptamine
         o Octopamine
         o 3-iodothyronamine
         o Thyronamines, a new group of compounds derived from thyroid hormones

腎上腺素或腎上腺素

腎上腺素對器官的生理反應

器官	效果
心臟	增加心率
肺	增加呼吸頻率
幾乎所有組織	血管收縮或血管擴張
肝臟	刺激糖原分解
N/A，全身性	觸發脂肪分解
N/A，全身性	肌肉收縮

腎上腺素（也稱為腎上腺素）是一種激素和神經遞質。它可以增加心率，收縮血管，擴張氣道，並參與交感神經系統的戰鬥或逃跑反應。從化學角度來說，腎上腺素是一種兒茶酚胺，是一種僅由腎上腺從苯丙氨酸和酪氨酸等氨基酸中產生的單胺。

腎上腺素一詞源於拉丁語詞根 ad- 和 renes，字面意思是“在腎臟上”，指的是腎上腺在腎臟上的解剖位置。希臘語詞根 epi 和 nephros 具有相似的含義，併產生了“腎上腺素”。在醫學術語中，腎上腺素一詞通常縮寫為 epi。腎上腺素在腎上腺髓質中合成，在一個酶促途徑中，該途徑將氨基酸酪氨酸轉化為一系列中間體，最終轉化為腎上腺素。酪氨酸首先被氧化為 L-多巴，L-多巴隨後被脫羧以生成多巴胺。氧化會產生去甲腎上腺素，去甲腎上腺素被甲基化生成腎上腺素。

腎上腺素是透過腎上腺髓質細胞（稱為嗜鉻細胞）的腎上腺素能神經元和細胞的胞質中苯乙醇胺 N-甲基轉移酶 (PNMT) 對去甲腎上腺素的初級遠端胺進行甲基化而合成的。PNMT 僅存在於腎上腺髓質細胞的細胞的胞質中。PNMT 使用 S-腺苷甲硫氨酸 (SAMe) 作為輔因子將甲基捐贈給去甲腎上腺素，產生腎上腺素。腎上腺素的生物合成涉及一系列酶促反應。

為了使去甲腎上腺素被胞質中的 PNMT 作用，它必須首先從嗜鉻細胞的顆粒中運出。這可以透過兒茶酚胺-H+ 交換器 VMAT1 發生。VMAT1 還負責將新合成的腎上腺素從胞質中轉運回嗜鉻細胞顆粒中，以備釋放。

在肝細胞中，腎上腺素與 β-腎上腺素受體結合，該受體發生構象變化並幫助 Gs（一種 G 蛋白）將 GDP 交換為 GTP。這種三聚體 G 蛋白會解離成 Gs alpha 和 Gs beta/gamma 亞基。Gs alpha 與腺苷酸環化酶結合，從而將 ATP 轉換為環狀 AMP。環狀 AMP 與蛋白激酶 A 的調節亞基結合：蛋白激酶 A 磷酸化磷酸化酶激酶。同時，Gs beta/gamma 與鈣通道結合並允許鈣離子進入細胞質。鈣離子與鈣調蛋白結合，鈣調蛋白存在於所有真核細胞中，然後鈣調蛋白與磷酸化酶激酶結合並完成其啟用。磷酸化酶激酶磷酸化糖原磷酸化酶，糖原磷酸化酶隨後磷酸化糖原，將其轉化為葡萄糖-6-磷酸。 圖片：Catecholamines biosynthesis.svg|thumb|centre|450px|腎上腺素的生物合成涉及一系列酶促反應。

調節

作為一種激素，腎上腺素作用於幾乎所有身體組織。它的作用因組織型別和組織中腎上腺素受體的表達而異。例如，腎上腺素會導致氣道平滑肌鬆弛，但會導致襯裡大多數小動脈的平滑肌收縮。

腎上腺素透過與多種腎上腺素受體結合發揮作用。腎上腺素是所有腎上腺素受體的非選擇性激動劑，包括 α1、α2、β1、β2 和 β3 受體。腎上腺素與這些受體的結合會引發許多代謝變化。與 α-腎上腺素受體的結合會抑制胰腺的胰島素分泌，刺激肝臟和肌肉的糖原分解，以及刺激肌肉的糖酵解。β-腎上腺素受體結合會引發胰腺的胰高血糖素分泌，增加垂體釋放的促腎上腺皮質激素 (ACTH)，以及增加脂肪組織的脂肪分解。這些作用共同導致血液中葡萄糖和脂肪酸升高，為全身細胞內的能量產生提供底物。

除了這些代謝變化之外，腎上腺素還會導致所有器官系統的廣泛變化。

腎上腺素釋放的主要生理觸發因素集中在壓力上，例如身體威脅、興奮、噪音、強光和高環境溫度。所有這些刺激都在中樞神經系統中處理。

促腎上腺皮質激素 (ACTH) 和交感神經系統透過增強酪氨酸羥化酶和多巴胺-β-羥化酶（參與兒茶酚胺合成的兩種關鍵酶）的活性來刺激腎上腺素前體的合成。ACTH 還會刺激腎上腺皮質釋放皮質醇，皮質醇會增加嗜鉻細胞中 PNMT 的表達，增強腎上腺素合成。這通常是為了應對壓力而發生的。交感神經系統透過作用於腎上腺髓質的腹腔神經來刺激腎上腺素的釋放。這些神經的節前交感纖維釋放的乙醯膽鹼作用於菸鹼型乙醯膽鹼受體，導致細胞去極化和透過電壓門控鈣通道的鈣流入。鈣觸發嗜鉻細胞顆粒的外排，從而釋放腎上腺素（和去甲腎上腺素）進入血液。

腎上腺素（與去甲腎上腺素一樣）確實會對自身在突觸前 α-2 腎上腺素受體上的合成產生負反饋，從而抑制自身合成。腎上腺素水平異常升高可能發生在多種情況下，例如偷偷服用腎上腺素、嗜鉻細胞瘤和其他交感神經節腫瘤。

它的作用透過再攝取到神經末梢，一些微量稀釋，以及單胺氧化酶和兒茶酚-O-甲基轉移酶的代謝而終止。

皮質醇

皮質醇（氫化可的松）是一種由腎上腺分泌的類固醇激素，也稱為糖皮質激素。它在應激和血液中糖皮質激素水平低的情況下被釋放。它的主要功能是透過糖異生作用增加血糖水平；抑制免疫系統；並幫助脂肪、蛋白質和碳水化合物的代謝。它還會減少骨骼形成。在懷孕期間，第 30-32 周之間皮質醇的產量增加，會引發胎兒肺表面活性劑的產生，從而促進肺部的成熟。各種合成形式的皮質醇被用於治療各種不同的疾病。

皮質醇在體內的主要功能是

   * increasing blood sugar through gluconeogenesis
   * suppressing the immune system
   * aiding in fat, protein, and carbohydrate metabolism

它透過“靜音”白細胞來抑制免疫系統

另一個功能是減少骨骼形成。皮質醇用於治療艾迪生病、炎症和風溼性疾病以及過敏。在一些國家，低效力的氫化可的松可以非處方購買，用於治療皮疹、溼疹等皮膚問題。

皮質醇阻止體內導致炎症的物質釋放。它刺激糖異生作用（蛋白質和脂肪分解以提供可以轉化為肝臟中的葡萄糖的代謝物），並激活抗應激和抗炎通路。

皮質醇合成

皮質醇由膽固醇合成。合成發生在腎上腺皮質的束狀帶。（皮質醇的名字來自皮質。）雖然腎上腺皮質也產生醛固酮（在球狀帶）和一些性激素（在網狀帶），但皮質醇是其主要分泌物。腎上腺髓質位於皮質下方，主要分泌兒茶酚胺腎上腺素（腎上腺素）和去甲腎上腺素（去甲腎上腺素），這些物質在交感神經刺激下被分泌。

腎上腺皮質醇的合成是由垂體前葉的促腎上腺皮質激素（ACTH）刺激的；ACTH 的產生反過來又由下丘腦分泌的促腎上腺皮質激素釋放激素 (CRH) 刺激。ACTH 透過調節 STAR（類固醇生成急性調節）蛋白，增加線粒體內膜中膽固醇的濃度。它還刺激皮質醇合成的主要限速步驟，在這個步驟中，膽固醇被轉化為孕烯醇酮，並由細胞色素 P450SCC（側鏈裂解酶）催化。

代謝

皮質醇由 11-β 羥基類固醇脫氫酶系統 (11-β HSD) 代謝，該系統由兩種酶組成：11-β HSD1 和 11-β HSD2。

   * 11-beta HSD1 utilizes the cofactor NADPH to convert biologically-inert cortisone to biologically-active cortisol
   * 11-beta HSD2 utilizes the cofactor NAD+ to convert cortisol to cortisone

總的來說，淨效應是 11-β HSD1 可以在特定組織中增加生物活性皮質醇的區域性濃度；11-β HSD2 可以降低生物活性皮質醇的區域性濃度。

皮質醇也被代謝為 5-α 四氫皮質醇 (5-α THF) 和 5-β 四氫皮質醇 (5-β THF)，分別以 5-α 還原酶和 5-β 還原酶為限速因子。5-β 還原酶也是皮質酮轉化為四氫皮質酮 (THE) 的限速因子。

11-β HSD1 的改變被認為在肥胖症、高血壓和胰島素抵抗（被稱為代謝綜合徵）的發病機制中起作用。

11-β HSD2 的改變與原發性高血壓有關，並且已知會導致表觀礦皮質激素過量綜合徵 (SAME)。

瘦素

瘦素（希臘語 leptos 意為薄）是一種 16 kDa 的蛋白質激素，在調節能量攝入和能量消耗（包括食慾和代謝）中起著關鍵作用。它是最重要的脂肪來源激素之一。Ob(Lep) 基因（Ob 代表肥胖，Lep 代表瘦素）位於人類第 7 號染色體上。

瘦素與六種型別的受體（Ob-Ra–Ob-Rf 或 LepRa-LepRf）相互作用，而這些受體又由單個基因 LEPR 編碼。^[21] Ob-Rb 是唯一可以經由 JAK-STAT 訊號通路^[22] 在細胞內發出訊號的受體亞型，並且存在於下丘腦核中。

尚不清楚瘦素是否能穿過血腦屏障進入受體神經元，因為血腦屏障在正中隆起區域被削弱，靠近弓狀核的 NPY 神經元所在的位置。人們普遍認為瘦素可能在脈絡叢進入大腦，那裡有某種形式的瘦素受體分子的強烈表達，它可以充當運輸機制。

一旦瘦素與 Ob-Rb 受體結合，它就會啟用 stat3，stat3 被磷酸化並轉移到細胞核，據推測，它會影響基因表達的變化。對基因表達的主要影響之一是下調內源性大麻素的表達，內源性大麻素負責增加食慾。瘦素激活了其他細胞內通路，但對其在該系統中的功能知之甚少。響應瘦素，受體神經元已被證明會重塑自身，改變其上發射的突觸的數量和型別。人們認識到，瘦素的作用比以前假設的更加分散。除了其遠距離內分泌作用（從脂肪組織到大腦），瘦素還充當旁分泌介質。^[23]

功能

瘦素作用於大腦下丘腦中的受體，在那裡它透過以下方式抑制食慾：

(1) 抵消神經肽 Y（一種由腸道和下丘腦細胞分泌的強效攝食刺激劑）的作用；

(2) 抵消大麻素醯胺（另一種強效攝食刺激劑，與大麻的主要活性成分 THC 結合到相同的受體上）的作用；以及

(3) 促進 α-MSH 的合成，α-MSH 是一種食慾抑制劑。這種抑制作用是長期的，與膽囊收縮素 (CCK) 對攝食的快速抑制以及 PYY3-36 介導的飯後飢餓的緩慢抑制形成對比。瘦素（或其受體）的缺乏會導致不受控制的食物攝入和由此產生的肥胖。多項研究表明，禁食或遵循極低熱量飲食 (VLCD) 會降低瘦素水平。^[24] 可能是瘦素在短期內是能量平衡的指標。該系統對飢餓比對過度進食更敏感；當食物攝入量減少時，瘦素水平的變化比增加時更大。^[25] 可能是由於能量平衡的急性變化而導致的瘦素動態與食慾相關，最終與食物攝入量相關。雖然這是一個新的假設，但已經有一些資料支援它。^[26][27]

關於褪黑素在夜間對瘦素的調節存在一些爭議。一個研究小組表明，褪黑素水平升高會導致瘦素下調。^[28] 然而，在 2004 年，巴西研究人員發現，褪黑素在存在胰島素的情況下會增加瘦素水平，因此在睡眠期間會減少食慾。^[29]

用瘦素單獨或與胰島素聯合治療的 1 型糖尿病小鼠比用胰島素單獨治療的 1 型糖尿病小鼠表現更好（血糖波動較小；膽固醇水平降低；小鼠形成的體脂更少），這為糖尿病的新治療方法提供了可能性。^[30]

肥胖訊號

迄今為止，只有瘦素和胰島素已知充當肥胖訊號。一般來說，

• 瘦素在與脂肪組織^[31] 成正比的水平上迴圈。
• 它以與其血漿濃度^[31] 成正比的水平進入中樞神經系統 (CNS)。
• 它的受體存在於參與調節能量攝入和消耗的大腦神經元中。
• 它透過作用於中基底部下丘腦^[31] 中的受體來控制食物攝入和能量消耗。

與澱粉樣多肽的相互作用

聯合使用兩種已知在體重控制中起作用的神經激素，即澱粉樣多肽（由胰腺中的 β 細胞產生）和瘦素（由脂肪細胞產生），會導致瘦素抵抗性肥胖動物模型發生持續的、特定於脂肪的體重減輕。^[32]

飽腹感

瘦素與弓狀核中的神經肽Y（NPY）神經元結合，以降低這些神經元的活性。瘦素向大腦發出訊號，表明身體已經吃飽，產生飽腹感。極少數人類擁有瘦素基因的純合突變，導致對食物的持續渴望，導致嚴重肥胖。這種疾病可以透過施用重組人瘦素得到一定程度的成功治療。 然而，使用重組人瘦素作為治療人類肥胖的治療劑的大規模臨床試驗結果並不確定，因為只有給予最高劑量外源性瘦素的最肥胖受試者產生了統計學上的顯著體重減輕。結論是，由於瘦素的迴圈半衰期短、效力低、溶解性差，需要大劑量和頻繁劑量才能提供適度益處。此外，這些注射導致一些參與者因注射部位皮膚炎症反應而退出研究。這些問題中的一些可以透過一種稱為 Fc-瘦素的瘦素形式得到緩解，這種形式將免疫球蛋白 γ 鏈的 Fc 片段作為 N 端融合伴侶，並在其後面加上瘦素。這種 Fc-瘦素融合體經實驗驗證具有高度溶解性，生物學效力更高，血清半衰期更長。因此，這種 Fc-瘦素已成功地被證明可以治療瘦素缺乏和正常小鼠的肥胖，儘管尚未對人體進行研究。這使得 Fc-瘦素成為經過更廣泛測試後人類肥胖的潛在治療方法。 迴圈瘦素水平向大腦提供有關能量儲存的資訊，以便它能夠調節食慾和新陳代謝。瘦素透過抑制含有神經肽Y（NPY）和阿古提相關肽（AgRP）的神經元的活性以及增加表達黑色素細胞刺激素|α-黑色素細胞刺激素（α-MSH）的神經元的活性來發揮作用。NPY 神經元是調節食慾的關鍵因素；小劑量的 NPY 注射到實驗動物的大腦中會刺激進食，而選擇性破壞小鼠的 NPY 神經元會導致它們出現厭食（症狀）|厭食。相反，α-MSH 是飽腹感的重要介質，大腦中α-MSH 結合受體基因的差異與人類肥胖相關。

迴圈系統

小鼠實驗表明，瘦素/瘦素受體在免疫系統中調節 T 細胞活性中的作用。它調節對動脈粥樣硬化的免疫反應，動脈粥樣硬化是肥胖患者的易患因素。

瘦素透過增加血管內皮生長因子（VEGF）水平促進血管生成。

在一些流行病學研究中，高瘦素血癥被認為是一種危險因素。然而，最近一些動物實驗表明，透過輸注或腺病毒基因轉染產生的全身性高瘦素血癥會降低大鼠的血壓。

肺表面活性物質活性

在胎兒肺中，瘦素是在中等拉伸下由形成性肺泡上皮（內胚層）分泌的 PTHrP 作用誘導的肺泡間質成纖維細胞（“脂成纖維細胞”）中產生的。來自間充質的瘦素反過來作用於肺泡 II 型肺泡細胞中攜帶的瘦素受體上的上皮細胞，並誘導表面活性物質表達，這是這些 II 型肺泡細胞的主要功能之一。

生殖

在小鼠中，瘦素也是雄性和雌性生育所必需的。瘦素對人類的影響較小。在人類等哺乳動物中，女性的排卵週期與能量平衡（取決於女性是減輕體重還是增加體重而為正或負）和能量流量（消耗和消耗的能量多少）的聯絡遠大於能量狀態（脂肪水平）。當能量平衡高度負面（意味著女性正在捱餓）或能量流量非常高（意味著女性正在進行極端運動，但仍然攝入足夠的卡路里）時，卵巢週期會停止，女性會停止月經。只有當女性的體脂百分比較低時，能量狀態才會影響月經。一些研究表明，瘦素水平超出理想範圍會對 IVF 期間的卵子質量和結果產生負面影響。

在正常情況下，身體的脂肪細胞負責持續產生和釋放瘦素。它也可以由胎盤產生。 懷孕期間瘦素水平升高，分娩（分娩）後下降。瘦素也表達在胎兒膜和子宮組織中。瘦素會抑制子宮收縮。

還有證據表明瘦素在妊娠劇吐（嚴重的晨吐）、多囊卵巢綜合徵 中發揮作用，2007 年的一項研究表明，下丘腦瘦素與骨骼生長有關。

對骨骼的影響

2000 年，來自脂肪組織的激素瘦素可以調節骨量的發現首次引起人們的關注。 現在已經明確，瘦素可以透過大腦的直接訊號傳導影響骨代謝，儘管瘦素作用於減少松質骨，但相反，它會增加皮質骨。已經提出了許多關於皮質-松質二分法的理論，包括最近提出的理論，認為肥胖期間瘦素增加可能代表一種擴大骨骼尺寸並因此擴大骨骼抵抗力以應對體重增加的機制。

骨代謝直接受大腦控制，因此骨組織中存在神經纖維。 在骨骼中發現了許多大腦訊號分子（神經肽和神經遞質），包括腎上腺素、去甲腎上腺素、5-羥色胺、降鈣素基因相關肽、血管活性腸肽和神經肽Y。 這些證據支援大腦和骨骼之間的直接訊號系統，越來越多的證據表明這些分子直接參與骨代謝的調節。瘦素一旦從脂肪組織中釋放出來，就可以穿過血腦屏障並與大腦中的受體結合，在那裡透過交感神經系統作用以調節骨代謝。 也有可能，除了透過大腦發揮作用外，瘦素還可以直接作用於骨骼中的細胞以調節骨代謝。實際上，瘦素可能在多個層面上向骨骼發出訊號，區域性和全身的檢查和平衡會影響最終結果。因此，瘦素在治療骨病方面的臨床應用仍有待確定，但正在進行的研究可能最終會提供刺激骨形成的急需治療方法。