Le cellule del lobo anteriore (che costituisce l'80% in peso dell'ipofisi e origina da una estroflessione dell'ectoderma della cavità orale) sintetizzano e rilasciano diversi ormoni proteici necessari per l'accrescimento e lo sviluppo normali e stimolano inoltre l'attività di diverse ghiandole bersaglio.

L'ormone adrenocorticotropo (ACTH), conosciuto anche come corticotropina, è un polipeptide a catena singola costituito da 39 aminoacidi. L'attività biologica risiede nei 20 aminoacidi N-terminali. Il CRH è il fattore principale che stimola il rilascio di ACTH e l'ACTH stimola a sua volta la corticale del surrene a secernere cortisolo e diversi androgeni deboli. Il cortisolo e altri corticosteroidi circolanti nel plasma (compresi gli steroidi somministrati a scopo terapeutico) esercitano un feedback negativo sulla secrezione di CRH e ACTH. L'asse CRH-ACTH-cortisolo è fondamentale nella risposta allo stress. In assenza di ACTH, la corteccia surrenale si atrofizza e la secrezione di cortisolo cade praticamente a zero.

Diversi ormoni peptidici vengono sintetizzati a partire da un precursore comune, la pro-opiomelanocortina (POMC), dalla quale originano l'ACTH, la b-lipotropina (b-LPH), l'ormone melanocito-stimolante (Melanocyte-Stimulating Hormone, MSH) a e b, le encefaline e le endorfine. La POMC è presente nel lobo anteriore e nelle cellule derivate dal lobo intermedio dell'ipofisi, oltre che nell'ipotalamo, ma gli ormoni attivi che si formano a partire dalla POMC sono differenti in ciascuna sede in cui essa è presente, in relazione a differenze nell'elaborazione enzimatica. Quindi, l'ACTH e la b-LPH (con una piccola quota di elaborazione aggiuntiva per la formazione di a-LPH e b-endorfina) sono gli ormoni prevalenti sintetizzati nel lobo anteriore. Quasi tutta la b-LPH viene scissa per formare a-LPH e b-endorfina e l'ACTH viene scisso per formare peptide corticotropino-simile del lobo intermedio (corrispondente alla sequenza aminoacidica 18-39 dell'ACTH) e a-MSH (corrispondente alla sequenza aminoacidica 1-13 dell'ACTH) nelle cellule derivate dal lobo intermedio. Inoltre, la sintesi della POMC da parte delle cellule del lobo intermedio sembra essere regolata principalmente dalla dopamina e dalla serotonina, mentre il CRH è l'agente regolatore fondamentale nel lobo anteriore. La POMC e l'MSH possono determinare iperpigmentazione della cute e acquistano importanza clinica esclusivamente nelle patologie in cui i livelli di ACTH sono marcatamente elevati (cioè nel morbo di Addison e nella sindrome di Nelson). Le encefaline e le endorfine sono considerate oppioidi endogeni e si legano ai recettori per gli oppioidi in tutto il SNC, attivandoli.

Gli ormoni glicoproteici ipofisari (cioè l'ormone tireo-stimolante [TSH], l'ormone luteinizzante [LH] e l'ormone follicolo-stimolante [FSH]) e l'ormone placentare gonadotropina corionica umana sono formati ciascuno da una subunità a e una subunità b. Le subunità a di tutti questi ormoni sono identiche, mentre le sequenze delle subunità b sono differenti. Il TSH regola la struttura e la funzione della tiroide e stimola la sintesi e il rilascio degli ormoni tiroidei. La sintesi e la secrezione del TSH sono controllate dall'azione stimolatoria del TRH ipotalamico e dall'azione di feedback negativo svolta dagli ormoni tiroidei circolanti periferici. La sintesi e la secrezione dell'LH e dell'FSH sono stimolate da un unico neurormone ipotalamico, il GnRH (o LHRH), e possono essere soppresse dagli estrogeni. Nella donna, l'LH e l'FSH sono necessari per stimolare lo sviluppo follicolare ovarico e l'ovulazione, come viene descritto nel Cap. 234. Nell'uomo, l'FSH agisce sulle cellule di Sertoli ed è essenziale per la spermatogenesi, mentre l'LH agisce sulle cellule di Leydig del testicolo per stimolare la biosintesi del testosterone. Questi effetti sono descritti nel Cap. 269.

L'ormone della crescita umano (GH) è un polipeptide a catena singola strutturalmente simile all'ormone placentare somatomammotropina corionica umana, chiamata anche lattogeno placentare umano, e in misura minore alla prolattina. Il GHRH è il principale stimolatore della sintesi e della secrezione del GH e la somatostatina ne è il principale inibitore. Le azioni fondamentali del GH sono la stimolazione dell'accrescimento somatico e la regolazione del metabolismo. L'accrescimento è mediato in larga misura dalla somatomedina C (denominata anche fattore di crescita insulino-simile I [Insulin-like Growth Factor I, IGF-I]), la cui sintesi è controllata dal GH. Nonostante l'IGF-I sia presente in molti tessuti, il fegato è una delle fonti principali dell'ormone. Gli effetti metabolici del GH sono bifasici. Esso esercita inizialmente effetti insulino-simili, aumentando la captazione del glucoso nei muscoli e nel tessuto adiposo, stimolando la captazione degli aminoacidi e la sintesi proteica nel fegato e nei muscoli e inibendo la lipolisi nel tessuto adiposo. Diverse ore dopo la somministrazione del GH questi effetti scompaiono e si manifestano gli effetti metabolici più profondi dell'ormone. Questi effetti più tardivi, che persistono in presenza di un innalzamento prolungato del GH plasmatico, sono anti-insulino simili. La captazione e l'utilizzazione del glucoso vengono inibite, causando un aumento della glicemia e della lipolisi e conseguentemente degli acidi grassi liberi plasmatici. Il GH, i cui livelli aumentano durante il digiuno, è importante nell'adattamento dell'organismo alla mancanza di cibo. Insieme con il cortisolo, l'adrenalina e il glucagone, il GH mantiene il livello di glucoso ematico necessario per l'utilizzazione da parte del SNC e mobilizza i grassi come combustibile metabolico alternativo. I livelli di ormone della crescita diminuiscono con l'età e possono rendere conto in qualche misura della perdita di massa e di forza muscolare che si verifica con l'invecchiamento (sarcopenia).

Le cellule lattotrope secernenti prolattina costituiscono circa il 30% delle cellule dell'ipofisi anteriore. L'ipofisi raddoppia di dimensioni durante la gravidanza, in gran parte a causa dell'iperplasia e dell'ipertrofia di queste cellule. Nel genere umano la funzione principale della prolattina è la regolazione della produzione di latte, ma l'ormone viene rilasciato anche in risposta allo stress e all'attività sessuale. Sebbene la prolattina abbia molti altri effetti in specie diverse, non è chiaro se abbia qualche altra azione fisiologica significativa nell'uomo. La prolattina è l'ormone che più frequentemente viene prodotto in eccesso dai tumori ipofisari.