一、化学信使——激素
追溯到1902年，英国生理学家贝利斯（W．M．Bayliss 1860—1924）和斯塔林（E．H．Starling 1866—1927），从小肠粘膜的提取液中，发现了能促进胰腺分泌的“肠促胰液肽”，简称为促胰液素。很快他们就认识到不止是发现了一种新的化学物质，而是发现了一种调节机体活动的新方式：除了神经系统以外，动物和人体内还存在着一种通过化学物质传递来调节器官活动的方式。这些化学物质可能多种多样，作用也不一样。1905年，斯塔林提出用“激素”一词来称呼这些化学物质，激素的称呼一直沿用至今，不妨看作是化学信使。
多少年过去了，对激素的研究和应用，恐怕已经是家喻户晓的常识，甚至发展到用基因工程来生产某些医疗需要的激素。例如把大鼠的胰岛素（一种调节糖代谢的激素，由胰岛细胞分泌，缺少它，会使血糖增高，从尿中排出糖，称为糖尿病）基因，拼接到大肠杆菌的遗传编码中去，让大肠杆菌来生产胰岛素。因此，关于激素的知识，我们已经掌握了很多。
大体说激素是由特定的器官、组织、细胞，在神经或体液的作用下分泌的，进入体液并由血液循环运送，但量很少，受它作用的器官（或组织、细胞）称为靶器官（靶，就是射击击中的靶的意思），激素的作用，有些是调节器官的活动，有些是影响某些生理生化过程，从而影响动物和人体的生理活动、生长发育、繁殖行为等多方面。但它并不提供能量，也不是参与细胞的物质组成，只是起调节控制的作用。
在高等动物和人体内，各种激素主要由内分泌腺产生。如甲状腺、胸腺、胰岛、肾上腺、脑垂体、性腺（睾丸和卵巢既产生精子和卵细胞，又分泌雄、雌性激素），此外还有脑的下丘脑具有重要的内分泌激素。上面提到的产生不同激素的内分泌腺之所以称为内分泌腺，就是它们的分泌物——激素，是直接进入体液（内环境），而不像皮脂腺、汗腺、乳腺、消化腺等把分泌物送入外环境（消化腺分泌物进入消化道，由于上通口腔，下接肛门，还是和外界相通的环境）。另外，它们也没有导管及其开口，直接渗入体液。所以内分泌腺也称无管腺。
以下我们将主要从它们作用的实际例子来说明。
1．为什么要食用加碘盐
我国正在大力宣传和推广食盐加碘，使人们不致缺碘而引起地方性甲状腺肿（大脖子病）、生长发育迟缓、呆小症等内分泌疾病。
早在两千多年前的中医文献中已有关于“瘿”的记载，“瘿”就是地方性甲状腺肿。还说“山居多瘿”，“海藻治瘿”，这些都是正确的。在欧洲，大约在1830～1832年间，人们认识到地方性甲状腺肿发生在饮水缺碘的地区。1895年巴门（E．Bauman）发现甲状腺含碘量很高，是其他组织含碘量的几百倍。本世纪初有两位学者马林（D．Marine）和肯鲍尔（Kimball）提出用碘预防地方性甲状腺肿，发展到用食盐加碘的办法，取得了好效果。
现在知道位于喉头甲状软骨两侧的甲状腺分泌甲状腺素，是含碘的蛋白质，现在都能人工合成，所以对分子结构都很清楚了。
地方性甲状腺肿，在严重时，颈部像长了大瘤子。它是因为土壤和水中缺碘，甲状腺缺乏碘作为合成甲状腺素的原料，结果用甲状腺组织增生的办法来弥补，就肿大了。
呆小症，是由于缺碘不能产生足量的甲状腺素，发生在幼年时期（甚至发生在胎儿时期——母亲缺碘）的病症。病人骨骼停止生长，二三十岁还像小孩一样矮小；腹膨大如罐，性器官停止发育，这就是“小”。同时智力也停止发育，只有四五岁小孩的智力水平，这就是“呆”。此外，体温低、基础代谢率降低。缺碘，不一定都到达呆小症的程度，但会不同程度地影响婴幼儿、青少年的正常生长发育和智力水平。吃加碘食盐和海带等含碘丰富的海藻则能改变这种症状。
科学家在动物身上还做了许多实验。例如蝌蚪在切除甲状腺后，影响发育，不发生变态，只是长大一些而已。如果接着喂它别的动物的甲状腺体（切碎后），变态又可恢复正常。如果给正常的蝌蚪，喂甲状腺，可使变态加速。再例如幼年的哺乳动物（如狗），切除甲状腺，生长停滞、骨化延迟、皮肤加厚、毛发育不良、体温低、性器官发育停滞、条件反射迟钝（笨了）。和人的呆小症是一样的。
个别情况下，有发生甲状腺机能亢进（过旺）的，那情况就反了过来，食欲旺盛而体重变轻，代谢加快，神经易兴奋冲动。这多发生于成年人。
总之，简要地说甲状腺素能调节动物体和人体代谢（生理活动）的速率，调节生长发育，从而也影响智力活动（动物是条件反射活动）和性器官的发育。不能缺少这个激素，要使不缺少，就要供给合成它所需要的碘。
2．点燃青春之火
如果说甲状腺分泌的激素主要和身体、智力的发育有关系，那么性腺分泌的激素则与性别差异及生育活动有关。
性腺就是产生雌雄生殖细胞——卵细胞和精子的器官，即卵巢和精巢，其中精巢在两栖类、爬行类、鸟类、哺乳类、人类也称睾丸。它们除产生生殖细胞外，还向体液分泌雌性激素和雄性激素。
这里少男少女，也就是步入青春期的人群，在青春期迎来了身体的迅速生长发育，生殖器官的走向成熟，神经系统反应灵敏和活跃，朝气蓬勃，是“早晨八九点钟的太阳”。但身体形态、生理活动、心理活动的突然变化，也常常引起不解和不安。其实，这是每人都要经历的自然规律，其中性激素起了重要作用。
看看动物界就知道了。一条蚕宝宝，很难分出雌雄，它还是幼虫期，等到从蚕茧中羽化出来雌蚕蛾和雄蚕蛾就雌雄异型了。雌的腹部肥大，翅短小，雄的翅大，瘦小矫健，尾部分别有雌雄交尾器。在发情期它们都不进食，互相寻觅，交尾产卵，然后就结束生命。秋日唱着动听的歌的蟋蟀，爱玩的男孩子都知道，那唱歌的是雄蟋蟀，是靠翅膀的磨擦而发声的。它身体矫健，大颚发达，好厮杀，尾部只有两根尾毛。雌蟋蟀，不会磨翅发声（翅就不一样），肥大一些，也不好斗，尾部除两根尾毛外，还在中间有一长的产卵器，因此俗话把雌蟋蟀叫做“三枪子”。塘畔水边，鸣声高亢的青蛙，不仅声带发声，而且口角边有两个泡泡状的鸣囊，鸣时一鼓一鼓，起共鸣箱的作用。雄蛙以鸣声召唤雌蛙，雌蛙就没有鸣囊。可小时候，也就是小蝌蚪，那就雌雄难辨了。你养的小雏鸡，外形上难辨雌雄，但长大了，公鸡尾部有镰状的羽，头上有高高的冠，足上有“打架”的矩，而且喔喔啼鸣。母鸡就没有这些特征，而是体态肥硕，性温顺，羽色也不艳丽，鸣声咯咯，且常在生蛋完毕，叫将起来。至于哺乳动物，有些雌雄区别也十分明显，除可见的外生殖器官外，大多雄性肌肉发达健壮，个体也大，性勇猛，有些只有雄性长角等等，而雌性相当个体略小，温顺，还有乳房、乳头，对幼仔更能照顾等。
这些两性的区别，主要是性激素的作用。性激素一方面促进生殖器官的发育成熟，另一方面使男有男相，女有女貌，即称为第二性征。性征就是性别特征，性别特征首先表现在雌雄生殖器官的不同，可称为第一性征；其二表现在体态、生理和其他行为方面，就是第二性征。
在人类第二性征自青春期开始，男孩由于雄性激素——主要是睾丸酮的作用，刺激了骨骼肌的蛋白质合成和肌肉生长（你知道吗？运动员服用违禁药物是有伤身体的，其中一类就是类固醇。睾丸酮，就属固醇类化合物。运动员服用它是想刺激肌肉生长，更有力量，过量时，会伤害心血管等器官）；声带增厚，音色宽厚，不再是童声；喉部长出喉结；胡须也长起来了，阴毛生长，体毛也增多；由于精子的成熟会出现遗精（睡梦中排出精液）等。
女孩由于雌性激素——主要是雌二醇、雌酮，此外，还有卵巢排卵后生成黄体分泌孕酮，卵巢还分泌少量的雄激素。这些激素的作用一方面刺激女性生殖器官的成熟，如子宫内膜增生、子宫肌增厚（子宫是胎儿发育的场所）引起有规律的生殖周期。女性的生殖周期就是月经周期。简单地说，约一个月卵巢成熟一个卵细胞，在它成熟排出过程中，子宫内膜增生，变得厚而柔软，富有毛细血管，为卵细胞一旦受精后，早期胚胎能嵌入那儿发育。如果排出的卵没有受精，子宫内膜脱落，伴有血液，一起从阴道流出，这就是月经来了。月经完了（约3～4天），周而复始，又开始下一次。一年约有13个周期。这是正常的生理现象，既不必害怕，也不必害羞，只要注意清洁卫生、保暖、不剧烈运动就可以了。在动物界，某些灵长类也有月经周期。而更多的哺乳动物没有这种情形，一年中只有一个（通常在春季、秋季）生殖周期，或一年有几个周期，那时排卵。还有一些种类，只有交配才激发排卵，如兔。
雌性激素引发了女性的第二性征，如皮下脂肪的积累，使体态丰润；骨盆的发育，使臀部增大；乳腺增生，使乳房发育；声带的变化，使发音高亢甜润等等，还有腋毛、阴毛的生长，但比男性为少。
总之性激素是主要的青春之火的点燃者，使男女走向成熟，也使男女各有区别。你欣赏过阿波罗（Apollo）和维纳斯（Venus）的雕像吗？阿波罗是希腊罗马神话中的太阳神，他的体型代表了健壮的美男子。维纳斯是美和生长的女神，又称爱神，他的造型是成熟的美女。男应该有男相，女应该有女貌，而违反自然地去追求男性的女性化，女性若过分男性化，两者都不会是美的。
3．提高应付紧急情况的能力
作为调控的化学物质——激素，对于动物适应外界条件的变化来说，能在紧急情况下作好逃跑或战斗（Flight or fight）的准备，或受到伤害性刺激时，能动员身体作出有力的反应来度过危险期是最需要不过的了。这样的激素就是肾上腺素。
肾上腺位于肾脏近旁，在人体中，正位于肾脏的上方，共一对。外部称为皮质，内部称为髓质，分泌的激素的化学性质和功能是有不同的。髓质分泌的是肾上腺素和去甲肾上腺素，但两者的功能大同小异；皮质分泌的是类固醇类物质，如氢化可的松（皮质醇），临床上常用它抗炎症、抗过敏、抗毒、抗休克。
在动物的生活中（人类也类似），如遇到敌害，或受到伤害性刺激（如出血），或焦虑、恐惧，都会使肾上腺素、去甲肾上素等的分泌增加，于是：
心脏收缩的力量、幅度和频率增加；
血压升高，脉搏加快；
冠状动脉血流量增加，肌肉血流量增加；
支气管平滑肌舒张，通气性好；
胃肠道和膀胱括约肌以及竖毛肌紧张；
血糖浓度增加；
等等。
所有这些变化，都是应付紧急情况的需要，动员起来，抵御紧急情况以及对生命的伤害或灾难。
动物是如此，人类也很明显。你可能有过这样或那样的体验。运动员在起跑线上等待发令枪响，学生在等待发下考卷的一霎那，肾上腺素就会增多分泌，“紧张得心跳”。焦虑、恐惧也会使心跳加剧，血压升高。突然的恐怖，使人起“鸡皮疙瘩”——竖毛肌使汗毛竖立。或脸孔都吓白了——肾上腺素使皮肤毛细血管收缩。也许你还听说过高度的惊恐，尿和粪不能自禁——括约肌的舒张。
于是肾上腺素在外科手术上作为局部的缩血管剂（缩血管是提高血压的措施，如同水管喷水一样，挤压水管，水压就增高，喷射更有力），治疗支气管哮喘的舒张剂，以及急救中的强心剂。
人类的社会生活有制度、法律、道德的约束和调节，人类的生活较之于动物而言，危险少得多。动物在生活中，无论是觅食、寻偶、御敌、抚育幼仔、各种自然条件的剧烈变化，处处都潜伏着危险，生存斗争是非常激烈的。靠敏锐的感觉，靠神经系统的指挥，还要靠激素的应变。肾上腺素可以说是一类应变激素。
4．激素调节的调节
上面讲了调节生长发育的甲状腺素，调节生殖活动的性激素，还有应付紧急情况的肾上腺素，别的许多激素就不一一列举了。但它们又受谁的调控呢？这就要说说“调节的调节”。
这个问题尽管极为复杂，还是可简单化的告诉你一二。
就说上面三类激素的分泌，还受着“促激素”的调控。“促激素”指的是促甲状腺激素、促性腺激素、促肾上腺激素。它们是另一内分泌腺——垂体分泌的。
垂体位于脑的下部，像悬挂在那里的一粒豆粒，所以也称脑下垂体。成人的垂体，有豌豆粒大小，重约0.6克。它是脊椎动物和人的最重要的内分泌腺体。就因为它不仅分泌一些激素如生长素、生乳素、黑色细胞刺激素，直接对身体的生理活动起作用外，还分泌上述的“促激素”去调节甲状腺、性腺、肾上腺的分泌。这个作用怎样实现的呢？
原来一方面是激素在血中的浓度的变化，血流经垂体时，激素的浓度高了，垂体分泌的促激素量就降低；激素的浓度低了，垂体分泌的促激素量就升高。这是一种自我调控，叫做负反馈。
另一方面是垂体上面连接着脑的下丘脑，下丘脑的功能之一是有神经分泌细胞，这些细胞内合成并分泌多肽类调节性物质，至少已发现了7种，有的是“促激素”的促激素（又称释放激素），有的是抑制激素。这些激素的分泌很特别，是在神经冲动作用下，由神经末梢分泌。而神经冲动，直接和外界条件的刺激，传入脑，经过神经中枢的整理，再沿神经发出的，如一道“指令”一般。因此，激素调节，这个化学信使，又和神经系统的调控作用相关连，构成了神经——激素（在体液中）调控系统。当然激素的调控也影响神经系统的发育和工作，前面已经举过甲状腺素对智力的影响了。
此外各种激素也互相影响着，就是说一种内分腺分泌的激素可以影响另外的内分泌腺的分泌活动。最有意思的例子是许多书上都在人体内分泌腺图上标出胸腺，还有在脑部和垂体遥遥相对的松果体（小颗粒状），却不介绍它们的作用，因为一般书上讲的都是成年人的内分泌腺，而这两种腺体在幼儿期和儿童期曾活跃过，到了青春期便逐渐停止活动。它们活跃时分泌的激素是抑制性的发育的，以后就停止了，退化了，由脑垂体和性腺起作用了。青春，于是蓬蓬勃勃地到来。
5．昆虫也有激素调节
无脊椎动物也存在着激素调节，例如腔肠动物的水螅分泌一种生长激素，促进生出芽体、生长和再生。人类对无脊椎动物中昆虫的激素调节研究较多。
例如昆虫的脑的神经分泌细胞（酷似脊椎动物的神经垂体系统）分泌脑激素。它的成分是多肽，作用的靶器官是前胸腺或胸腺，这也是内分泌腺，它们分泌蜕皮激素。蜕皮激素是一种类固醇，作用的靶器官是上皮，于是促进上皮细胞内物质的合成作用和角质的分泌，引发了昆虫的蜕皮。蜕皮是昆虫的生长发育所必需，因此蜕皮激素起着促进生长发育和变态的作用。
昆虫消化管咽部的两侧还有称为咽侧体的内分泌腺，它分泌的激素称为保幼激素，成分是萜类的衍生物，作用的靶器官是上皮、性腺等，它抑制蜕皮和生殖器官的成熟，使其保持幼虫状态。它的浓度降低了，幼虫才能变成成虫或蛹。只有完全变态成蛹没有了保幼激素方能蜕皮羽化为成虫。实验证明在蚕的幼虫后期，绢丝腺发育的旺盛期，在喂饲的桑叶上喷洒一定浓度的人工合成保幼激素的类似物，可延期吐丝作茧化蛹，即保持幼虫期长一些，多吃桑叶，绢丝腺发育更好一些，使吐的丝更多，茧更厚，质量更好。
昆虫还有外激素，是由体表的腺体分泌到体外的挥发性很强的化学物质。借助于空气、水或其他媒介物，为同种的其他个体的触角、口器等处的化学感受器所接收，而作出相应的反应。因此又称信息激素，在同种间传递化学信息，协调其活动。
信息激素可以用非常小的剂量，传播甚远而发生效果。如一种从雌蛾腹部提取的性信息激素（性外激素），只要有10－7微克，就能使雄蛾的触角所感知，而作出寻找雌蛾交尾的反应。有人做实验，雄蛾可以被吸引到8公里外上风处的性信息素源（把若干雌蛾关在一个蒙以纱布的小笼子里，作为性信息素源）。由于这个特点，我们就能理解那些昆虫，如何能寻找到自己的配偶了。也由于这个特点，启发了我们研究这类激素的化学结构，用人工方法合成它的类似物，可以用来消灭有害的昆虫，或聚而歼之，杀了雄的，雌的就缺少配偶来繁殖。或喷洒在农田，使雄性昆虫发生迷乱，似乎处处有雌虫，反而难以找到雌虫交配而影响繁殖。这确是防治害虫的好方法，对人畜无害，也不像农药似的污染环境。
除性信息激素外，还有聚合信息素，如蜂群分蜂时，老蜂王飞出蜂巢，放出称为蜂王物质的聚合信息素，大群的工蜂跟着飞来，在蜂王停歇处，汇聚成团，另立新居。有些昆虫释放报警信息激素，如蚁巢受到破坏时，巢中的蚂蚁开始释出这类激素，有效距离大约10厘米直径的范围内，这范围内的蚂蚁将作出快逃的反应。觅食的群居昆虫，还可释放跟踪信息激素，引导同种昆虫前来。蚂蚁就是这样。
