Биосинтез
ЛГ и ФСГ представляют собой гликопротеины, состоящие из а- и (3-субъединиц. Оба гормона секретируются одними и теми же клетками. Биологическая активность этих гормонов (как и ТТГ, и ХГЧ) определяется их (3-субъединицами. По своей биологической активности ХГЧ (плацентарный гликопротеин) очень сходен с ЛГ. Менопаузальный гонадотропин человека (МГЧ, менотропин), который представляет собой смесь гипофизарных гонадотропинов, выделенных из мочи женщин в постменопаузальном периоде, обладает активностью ФСГ. Менотропин и ХГЧ используются в клинике для индукции сперматогенеза или овуляции.
Функция
ЛГ и ФСГ взаимодействуют со своими рецепторами в яичниках и яичках и регулируют функцию гонад, усиливая продукцию половых стероидов и образование гамет.
У мужчин ЛГ стимулирует выработку тестостерона интерстициальными клетками яичек (клетками Лейдига). Однако созревание сперматозоидов требует не только ЛГ, но и ФСГ. Последний стимулирует рост яичек и продукцию андроген-связывающего белка клетками Сертоли, которые расположены в канальцах, поддерживающих созревающие сперматозоиды. Присутствие этого белка обеспечивает высокую местную концентрацию тестостерона в яичках, что необходимо для нормального сперматогенеза (см. книгу 2).
У женщин ЛГ стимулирует продукцию эстрогенов и прогестерона в яичниках. Выброс ЛГ в середине менструального цикла обусловливает овуляцию, а продолжающаяся секреция этого гормона стимулирует выработку прогестерона желтым телом (за счет ускоренного превращения холестерина в прегненолон). Развитие яичниковых фолликулов контролируется, главным образом, ФСГ, а секреция эстрогенов фолликулами — совместно ФСГ и ЛГ.
Определение
Уровни ЛГ и ФСГ в сыворотке зависят от возраста (см. Приложение). До периода полового развития они крайне низки и возрастают у женщин в постменопаузе. Начало периода полового развития (еще до появления его клинических признаков) знаменуется ночными подъемами концентрации ЛГ у мальчиков и циклической секрецией ФСГ у девочек. У женщин уровни ЛГ и ФСГ зависят от стадии менструального цикла. Вначале (фолликулярная фаза) содержание ЛГ постепенно увеличивается, и в середине цикла происходит его выброс, вызывающий овуляцию. Что же касается ФСГ, то его уровень в фолликулярной фазе вначале увеличивается, а затем снижается, но в середине цикла вновь возрастает, что совпадает с пиком ЛГ. После овуляции содержание обоих гормонов постепенно уменьшается (см. книгу 2).
Уровни ЛГ и ФСГ у мужчин сходны с таковыми у женщин в фолликулярной фазе менструального цикла. В сыворотке присутствует и свободная а-субъединица (общая для всех гликопротеиновых гормонов гипофиза), и ее содержание отчетливо возрастает после введения ГнРГ.
Нормальные реакции гонадотропинов (± 5) на ГнРГ (100 мкг)
Секреция
Секреция ЛГ и ФСГ контролируется ГнРГ, который не только поддерживает базальную концентрацию этих гормонов в сыворотке, но и обусловливает их выброс перед овуляцией и индуцирует начало полового развития. В регуляции системы ГнРГ-гонадотропины участвует и множество других факторов. Например, активины и фоллистатины, будучи паракринными факторами, влияют на секрецию гонадотропинов противоположным образом. Снижение секреции гонадотропинов при калорическом голодании может быть связано с действием лептина (гормона жировой ткани).
Импульсная секреция
И у мужчин, и у женщин наблюдаются ежечасные подъемы концентрации ЛГ и ФСГ в сыворотке, обусловленные совпадающими во времени выбросами ГнРГ. При первичном гипогонадизме амплитуда этих секреторных импульсов возрастает. Постоянная секреция гонадотропинов поддерживается импульсной секрецией ГнРГ. При длительной инфузии ГнРГ содержание ЛГ и ФСГ в сыворотке женщин вначале повышается, а затем надолго снижается, что объясняется так называемой «снижающей регуляцией» рецепторов ГнРГ на гонадотрофах гипофиза. Поэтому длительно действующие синтетические аналоги ГнРГ используются в клинике для подавления секреции Л Г и ФСГ, например, при преждевременном половом развитии.
Положительная обратная связь
Половые стероиды влияют на секрецию ГнРГ, а тем самым и на секрецию ЛГ и ФСГ, по механизму как положительной, так и отрицательной обратной связи. По ходу менструального цикла эстрогены повышают реакцию гонадотропинов на ГРРГ, а возрастание уровня эстрогенов в фолликулярной фазе цикла обусловливает овуляторный выброс ЛГ и ФСГ. Прогестерон увеличивает продолжительность выброса этих гормонов и потенцирует эффект эстрогенов. После овуляторного выброса гонадотропинов готовая яйцеклетка покидает яичник. Овуляция отстает от пика ЛГ примерно на 10-12 часов и от пика эстрадиола на 24-36 часов. Остающиеся в яичнике фолликулярные клетки под действием ЛГ превращаются в секретирующую прогестерон структуру — желтое тело. Через 12 суток желтое тело инволюирует, что сопровождается снижением уровней эстрогенов и прогестерона, а затем и менструацией.
Отрицательная обратная связь
Отрицательная обратная связь между половыми стероидами и секрецией гонадотропинов иллюстрируется повышением уровня ЛГ и ФСГ у женщин с первичной яичниковой недостаточностью или в период менопаузы. Это повышение можно устранить длительным лечением высокими дозами эстрогенов. Однако менее длительная и низкодозовая эстрогенная терапия может увеличивать реакцию ЛГ на ГнРГ. У мужчин с первичным гипогонадизмом и низким уровнем тестостерона в сыворотке концентрация гонадотропинов также повышена. Однако тестостерон не единственный ингибитор секреции гонадотропинов у мужчин. Действительно, разрушение канальцев яичек (например, при лечении циклофосфамидом) сопровождается азооспермией, но при этом возрастает только уровень ФСГ, но не ЛГ.
Основным фактором, ингибирующим секрецию ФСГ по механизму отрицательной обратной связи, является ингибин — полипептид с молекулярной массой 32 ООО, который секретируется клетками Сертоли. Ингибин состоит из а- и р-субъединиц, соединенных дисульфидным мостиком. Андрогены стимулируют продукцию ингибина., который может принимать участие в локальной регуляции сперматогенеза.