Les hormones sont des molécules libérées par un groupe de cellules de l’organisme qui influencent le comportement d’un autre groupe de cellules. Les hormones sont les signaux chimiques du système endocrinien, le groupe de glandes qui, avec le système nerveux, contrôle les réponses du corps aux stimuli internes et externes. Les hormones sont transportées vers leurs cellules cibles dans la circulation sanguine.
Toutes les hormones se lient au niveau de la cellule cible à un récepteur spécifique, une protéine fabriquée par la cellule cible. Lorsque l’hormone se lie au récepteur, elle provoque un changement de conformation , ou de forme, du récepteur. Ce changement de conformation permet au récepteur de s’adapter à d’autres molécules cellulaires d’une manière qu’il ne pouvait pas faire auparavant, déclenchant ainsi de nouvelles activités dans la cellule. Alors qu’une hormone telle que la testostérone (produite dans les testicules) atteint toutes les cellules de l’organisme, seules certaines cellules possèdent des récepteurs de testostérone, et donc seules ces cellules sont sensibles aux effets de la testostérone. De même, différentes cellules réceptrices fabriquent différents ensembles de molécules pour interagir avec le récepteur de la testostérone, et cela contrôle la réponse exacte que la cellule cible présente.
Les hormones sont classées en fonction de leur structure chimique. Les hormones peptidiques sont des chaînes d’acides aminés . L’insuline et le glucagon, qui permettent de contrôler la glycémie, sont des hormones peptidiques, tout comme les hormones de l’hypothalamus et de l’hypophyse. Les hormones stéroïdes sont des lipides (molécules semblables à des graisses) dont la structure est dérivée du cholestérol. Les hormones des organes sexuels et du cortex surrénalien (partie de la glande surrénale) sont des stéroïdes. Les hormones monoamines sont fabriquées en modifiant les acides aminés. Ces hormones comprennent l’adrénaline et la noradrénaline fabriquées par la médullosurrénale, l’hormone thyroïdienne (thyroxine) et la mélatonine provenant de la glande pinéale du cerveau.
Les hormones diffèrent également par l’endroit où se trouvent leurs récepteurs dans la cellule cible, et par le type d’effet qu’elles provoquent lorsqu’elles se lient à leurs récepteurs. Le récepteur de la thyroxine est situé dans le noyau , tandis que les récepteurs des hormones stéroïdes se trouvent dans le cytoplasme de la cellule . Dans les deux cas, l’hormone se lie au récepteur pour former un complexe, puis le complexe hormone-récepteur active des gènes spécifiques dans le noyau, ce qui entraîne la synthèse de nouvelles protéines.
L’adrénaline, la noradrénaline et les hormones peptidiques ne pénètrent pas dans la cellule cible. Au lieu de cela, elles se lient à un récepteur à la surface de la membrane. Le récepteur s’étend à travers la membrane, et lorsque la partie extérieure se lie à l’hormone, la partie intérieure du récepteur subit un changement de conformation. Ce changement déclenche une cascade de réactions à l’intérieur de la cellule, conduisant finalement à une augmentation de la concentration de l’une ou l’autre des molécules messagères internes. Les plus courants de ces « seconds messagers » (l’hormone est le « premier messager ») sont l’ion calcium et l’AMP cyclique (cAMP), un type de nucléotide. Le second messager déclenche ensuite d’autres activités dans la cellule, en fonction du type de cellule. Dans les muscles, l’adrénaline provoque une accumulation d’AMPc, qui entraîne la dégradation du glycogène pour libérer du glucose , que la cellule musculaire utilise pour soutenir une activité accrue.
Les hormones qui se lient à des récepteurs externes et agissent par le biais de seconds messagers affectent les protéines préexistantes au sein de la cellule. De ce fait, elles provoquent généralement des effets beaucoup plus rapides que celles qui se lient à des récepteurs internes, qui influencent la création de nouvelles protéines. Par exemple, les effets de l’adrénaline durent de quelques minutes à quelques heures tout au plus, tandis que ceux de la testostérone durent de quelques jours à plusieurs mois, voire plus.