Hoạt động của tuyến nội tiết ngoại vi chịu sự kiểm soát ở nhiều mức độ khác nhau bởi các hormone tuyến yên. Một số chức năng, chẳng hạn như bài tiết insulin ở tuyến tụy (chủ yếu do nồng độ glucose trong máu kiểm soát), ít hoặc không phụ thuộc vào kiểm soát của tuyến yên. Ngược lại, sự bài tiết hormone tuyến giáp hoặc hormone sinh dục lại biến thiên trong khoảng rộng hơn, chịu ảnh hưởng lớn từ tuyến yên. Tuyến yên lại chịu sự chi phối của vùng dưới đồi.
Sự tương tác giữa vùng dưới đồi và tuyến yên tạo thành một hệ thống kiểm soát phản hồi phức tạp. Vùng dưới đồi, trung tâm điều khiển, tiếp nhận tín hiệu từ hầu hết các khu vực khác của hệ thần kinh trung ương và truyền thông tin này đến tuyến yên. Đáp lại, tuyến yên giải phóng nhiều hormone, tác động lên các tuyến nội tiết khác trong cơ thể. Vùng dưới đồi liên tục theo dõi nồng độ hormone trong máu, từ đó điều chỉnh sự kích thích tuyến yên để duy trì cân bằng nội môi.
Vùng dưới đồi kiểm soát hoạt động của cả thùy trước và thùy sau của tuyến yên theo những cách khác nhau. Các hormone thần kinh được tổng hợp trong vùng dưới đồi, sau đó vận chuyển đến thùy trước tuyến yên (adenohypophysis) thông qua một hệ mạch máu đặc biệt. Tại đây, chúng điều hòa quá trình tổng hợp và giải phóng sáu hormone peptide chính của thùy trước tuyến yên. Các hormone này có vai trò quan trọng trong việc điều hòa các tuyến nội tiết ngoại vi như tuyến giáp, tuyến thượng thận và tuyến sinh dục, đồng thời ảnh hưởng đến sự phát triển và tiết sữa. Điều quan trọng là không có kết nối thần kinh trực tiếp giữa vùng dưới đồi và thùy trước tuyến yên.
Ngược lại, thùy sau tuyến yên (neurohypophysis) chứa các sợi trục có nguồn gốc từ các tế bào thần kinh nằm trong vùng dưới đồi. Các sợi trục này là nơi lưu trữ hai hormone peptide quan trọng: vasopressin (hormone chống bài niệu) và oxytocin, cả hai đều được tổng hợp ở vùng dưới đồi. Các hormone này sau đó hoạt động ở ngoại vi để điều hòa cân bằng nước, bài xuất sữa và co bóp tử cung.
Đáng chú ý là hầu hết các hormone được sản xuất từ vùng dưới đồi và tuyến yên đều được giải phóng theo nhịp, xen kẽ giữa các pha tiết và không hoạt động. Một số hormone, chẳng hạn như ACTH, GH và prolactin, có nhịp sinh học rõ rệt. Những hormone khác, ví dụ như LH và FSH trong chu kỳ kinh nguyệt, có nhịp tính bằng tháng và chồng lên nhau. Điều này cho thấy sự điều hòa hoạt động gen ở cấp độ hormone cũng chịu ảnh hưởng bởi các yếu tố thời gian và chu kỳ sinh học.
Nhìn chung, sự điều hòa hoạt động gen trong hệ thống nội tiết là một quá trình phức tạp và đa dạng, liên quan đến sự tương tác chặt chẽ giữa vùng dưới đồi, tuyến yên và các tuyến nội tiết ngoại vi. Quá trình này đảm bảo sự cân bằng nội môi và điều hòa các chức năng sinh lý quan trọng trong cơ thể.