באנדוקרינולוגיה, הורמונים מיוצרים ומופרשים מבלוטות אנדוקריניות ומגיעים לאבר המטרה, שם יש קולטנים שקושרים את ההורמון ומעבירים את האות לתוך התא. דוגמה: LH מיוצר ומופרש מהגונדוטרופינים שביותרת המוח הקדמית ופועל בתאי ליידיג שבאשך, שם נמצאים קולטנים לLH, שמפרישים בתגובה טסטוסטרון.
בפרהקרינולוגיה, ההורמון מיוצר בתא מסוג אחד ופועל על תא שכן בו מתבטאים הקולטנים שלו. דוגמא: טסטוסטרון מתאי ליידיג פועל על תאי סרטולי בהם יש קולטני אנדרוגנים. וכן אף מרבית הציטוקינים פועלים בדרך פרהקרינית.
באוטוקרינולוגיה, ההורמון והקולטן מתבטאים באותו תא. ההורמון מופרש מהתא ומגיע חזרה לקולטן באותו תא. דוגמא: IGF1 וגם הקולטן שלו מתבטאים בתאים הפרוליפרטיבים בסחוס הגדילה. IGF1 מופרש מהתא למטריקס שסביבו ונקשר לקולטן של IGF1 שעל גבי אותו תא וגורם לתא להתחלק.
באינטרה-קרינולוגיה, ההורמון עובר שינוי טרום-קולטני ברטיקולום האנדופלזמתי של תא המטרה, אינו מופרש ומגיע לקולטן המיוחד לו בגרעין אותו התא. מתאור זה מתברר שאינטרהקרינולוגיה קשורה רק להורמונים עם קולטנים בגרעין, כלומר סטרואידים והורמוני התריס. הורמון בלתי פעיל או בעל פעילות נמוכה מהווה את הסובסטרט והופך להורמון פעיל בתוך תא המטרה.
במקרה של הורמוני התריס, T3 מיוצר מT4 באמצעות האנזים המסיר אטום של יוד (deiodinase) בתוך תא המטרה, למשל בתירוטרופ שביותרת המוח הקדמית. שם T3 נקשר לקולטן שלו, הצמד הורמון-קולטן משפעל יחידת DNA שמגיבה להורמוני התריס (thyroid response element ) שמדכאת הפרשת TSH. נובע מכך שT3 כמעט ואיננו הורמון של בלוטת התריס – רק כ20% מההורמון במחזור הדם מגיע מהבלוטה, וT3 שאנחנו מודדים מגיע בעיקר מהפריפריה, שם הוא נוצר מT4. לכן כשרוצים לבדוק את תפקוד בלוטת התריס, אין צורך לבדוק T3, אלא T4 וTSH בלבד, פרט לתירואידיטיס שמייצרת T3.
במקרה של ויטמין די, נשאלת שאלה מעניינת. ברככת תזונתית יש רמות נורמליות או גבוהות של ההורמון הפעיל 1,25 דיהידרוקסי ויטמין די. אם כך, מדוע נוצרת רככת? דוב טיוסאנו וקבוצתו הראו שנוצרת רככת כי חסר הסובסטרט 25 הידרוקסי ויטמין D שצריך להגיע לאנטרוציט ולייצר שם את ההורמון הפעיל באמצעות האנזים 25 הידרוקסי-ויטמין די 1 הידרוקסילזה. ולכן בעוד שבמחזור הדם יש ברככת תזונתית די הורמון פעיל, באנטרוציט יש חסר. ואיך זה שבשביל מחזור הדם יש די סובסטרט להורמון הפעיל? 25 הידרוקסי D נמצא בדם בריכוזים גדולים יחסית שנמדדים בננוגרמים למל' (20-80), ואילו הריכוז של ההורמון הפעיל 1,25D קטן פי 1000 – 10-60 פיקוגרמים למל' . כך שדי שאלפית המולקולות של 25OHD תעבור הידרוקסילציה בעמדה 1. בתוך האנטרוציט מתבטאים גם הקולטנים של ויטמין D, כך שההורמון הפעיל והקולטן שלו נמצאים בתא זה ליד זה – אינטרה-קרינולוגיה. מכאן שברככת תזונתית יש לטפל רק בסובסטרט – ויטמין די, ואילו ההורמון "הפעיל" 1,25 D פועל רק במדה קטנה ואיננו מרפא רככת תזונתית.
באינטרהקרינולוגיה של טסטוסטרון, ההורמון מגיע מתאי ליידיג לתא המטרה שלו למשל בעורלה. שם הוא עובר שינוי מטבולי והופך להורמון פעיל פי 20 בשם דיהידרוטסטוסטרון (DHT). בתוך התא בו נוצר DHT מתבטא גם הקולטן לאנדרוגנים שמופעל באפיניות גדולה במיוחד על ידי DHT. ולכן טסטוסטרון עצמו לא יכול לגרום לויריליזציה וליצירתו של הפין בשליש הראשון להריון. לשם כך יש צורך בסופר-אגוניסט DHT, שלא רק שהוא נקשר חזק יותק לקולטן אלא הוא גם נוצר בסמוך אליו בתוך התא. ואילו בגיל ההתבגרות, די בפעילותו האנדוקרינית החלשה יותר של טסטוסטרון כדי לגרום לסימני המין המשניים.
הסמיכות הזאת של ההורמון והקולטן שלו בתוך התא גורמת לכך שהפעולה האינטרה-קרינית חזקה יותר מהפעולה האנדוקרינית. לצורך זה נתבונן בפעולה האינטרה-קרינית של גלוקוקורטיקואידים (ג"ק). קורטיזול שמופרש מהאדרנל מגיע לכליות ושם הוא הופך לסובסטרט קורטיזון, שלו קשירה חלשה מאוד לקולטן של ג"ק. באופן מעשי קורטיזון חסר פעילות ג"ק. לקורטיזון שבמחזור הדם יש שינוי יומי (diurnal rhythm) קטן יותר מזה של קורטיזול. היחס בין רמת השיא מוקדם בבוקר לרמת השפל בלילה הוא רק 2/1 עבור קורטיזון, בניגוד לקורטיזול שהיחס בין הבוקר ללילה הוא 10/1. קורטיזון מוכן לפעולה בכל שעה שיזדקקו לו: להגיע לתא המטרה (כבד, רקמת השומן, מוח ועוד) ולהפוך שם לקורטיזול הפעיל על ידי האנזים 11-בתא הידרוקסיסטרואיד דהידרוגנזה HSD מסוג 1, ובסמוך לקולטן שלו שנמצא בגרעין אותו תא. אורן פרוכטר, במעבדה שלי בNIH, הראה שכשמפעילים על תאים בתרבית קורטיזול (פעיל, עם קבוצה הידרוקסילית בעמדה 11) וקורטיזון (לכאורה בלתי פעיל בגלל קטון בעמדה 11), ושניהם באותו רכוז, ובודקים את פעילות השעתוק של הקולטן, מסתבר שהקורטיזון פעיל פי שניים. והרי קבענו שקורטיזון כמעט נטול פעולת שעתוק. הוא נכנס לתא כסובסטרט, הופך שם לקורטיזול, וזה האחרון נקשר לקולטן בגרעין אותו תא. הצמד הורמון-קולטן נקשר ומפעיל על גבי גן המטרה את היחידה המפעילה של ג"ק ) glucocorticoid response element). ואילו קורטיזול, הפעיל לכאורה, עושה את דרכו מהדם (או נוזל התרבית) דרך קרום התא לתא המטרה ועד לקולטן. כך שפעולתו האנדוקרינית של קורטיזול היא חצי מזאת של קורטיזול. אנחנו נוהגים לטפל בילדים אם חסר של ג"ק בקורטיזול כי הוא ההורמון שמופרש מהאדרנל ושאותו אנחנו יכולים למדוד בדם. אך קורטיזון הסובסטרט פעיל יותר בסופו של המסלול האינטרה-קריני.
בעניין זה של ההשפעה האינטרה-קרינית של ג"ק אזכיר עוד שפרדניזון מתנהג באותה צורה. עם קבוצת קטון בעמדה 11, הוא עצמו ג"ק חלש מאוד. אך באבר המטרה הסובסטרט הופך על ידי אותו אנזים 11bHSD1 לפרדניזולון פעיל והוא נקשר לקולטן הסמוך. ואילו דקסמתזון אינו מהווה סובסטרט לאנזים. בעמדה 11 יש לו כבר קבוצה הידרוקסילית, כך שאינו צריך ואינו יכול לעבור אקטיבצית חיזור נוספת. מה שנתנו הוא מה שפעיל.
דוגמאות נוספות לפעילות אינטרה-קרינית הן ארומטיזציה של אנדרוגנים לאסטרוגנים בתאי השד, שם יש קולטנים לאסטרוגנים; התגפרות (sulfurization) של DHEA בכבד ובאשכים (וברקמות נוספות) על ידי האנזים sulfo-transferase שם יש קולטני אנדרוגנים, ודה-היתגפרות של אסטרוגן סולפט הבלתי פעיל לאסטרוגן על ידי האנזים sulfatase ברחם ובשד שם יש קולטני אסטרוגנים.
מסתבר שיש עולם הורמונלי שלם שאיננו מודדים אותו. אנחנו מודדים את ההורמונים במחזור הדם, אך בנוסף להשפעות האנדוקריניות קיים עולם אינטרה-קריני בתוך תאי הגוף, וההורמונים המיוצרים בדרך זאת הם בעלי השפעה חזקה יותר.
