ฮอร์โมนโกนาโดโทรปินรีลีสซิงและกลไกการควบคุมโกนาโดโทรปิน

ฮอร์โมนโกนาโดโทรปินรีลีสซิง (GnRH) เป็นเดคาเปปไทด์ที่อยู่บนสุดของแกนการสืบพันธุ์ โดยหลั่งออกมาเป็นจังหวะจากเซลล์ประสาทในไฮโปทาลามัส ทำหน้าที่ควบคุมการหลั่งโกนาโดโทรปินสองชนิดจากต่อมใต้สมองส่วนหน้า ได้แก่ ฮอร์โมนลูทิไนซิง (LH) และฮอร์โมนกระตุ้นรูขุมขน (FSH) ซึ่งจะไปกระตุ้นการทำงานของอวัยวะสืบพันธุ์ต่อไป

Definition

GnRH คือเดคาเปปไทด์จากไฮโปทาลามัสที่หลั่งออกมาเป็นจังหวะเข้าสู่ระบบไหลเวียนเลือดพอร์ทัลของไฮโปไฟซิส (hypophysial portal circulation) ซึ่งจะไปกระตุ้นเซลล์โกนาโดโทรป (gonadotrope cells) ในต่อมใต้สมองให้สังเคราะห์และหลั่งโกนาโดโทรปิน LH และ FSH ซึ่งทำหน้าที่ควบคุมการทำงานของอวัยวะสืบพันธุ์

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมถึงวิธีการหลั่ง GnRH, ความสำคัญของรูปแบบการหลั่งเป็นจังหวะ, วิธีที่ GnRH ควบคุม LH และ FSH, และสัญญาณต้นน้ำ เช่น คิสเปปติน (kisspeptin) และการตอบกลับจากฮอร์โมนในอวัยวะสืบพันธุ์ที่ส่งผลต่อการทำงานของแกนนี้ โดยจะกล่าวถึงเรื่องนี้ในแง่ของสรีรวิทยาปกติ ไม่ใช่คำแนะนำทางคลินิก

Key concepts

• GnRH เดคาเปปไทด์
• การหลั่งเป็นจังหวะ (ไม่ต่อเนื่อง)
• เครื่องกำเนิดจังหวะ GnRH
• เซลล์โกนาโดโทรปและตัวรับ GnRH
• LH และ FSH
• การลดความไวของตัวรับเมื่อได้รับ GnRH อย่างต่อเนื่อง
• การส่งสัญญาณคิสเปปตินต้นน้ำของ GnRH

Mechanisms

เซลล์ประสาท GnRH จะหลั่งเปปไทด์ออกมาเป็นจังหวะสั้นๆ เข้าสู่เลือดพอร์ทัลของไฮโปไฟซิส แต่ละจังหวะจะจับกับตัวรับ GnRH บนเซลล์โกนาโดโทรปในต่อมใต้สมอง และกระตุ้นการสังเคราะห์และการหลั่ง LH และ FSH ลักษณะการส่งสัญญาณที่ไม่ต่อเนื่องนี้มีความสำคัญอย่างยิ่ง: Belchetz และคณะได้แสดงให้เห็นว่าการให้ GnRH อย่างต่อเนื่อง แทนที่จะเป็นจังหวะ จะไปยับยั้งการหลั่งโกนาโดโทรปินอย่างน่าประหลาดใจผ่านการลดความไวของตัวรับ (receptor desensitisation) และการลดจำนวนตัวรับ (down-regulation) ในขณะที่การกลับมาให้เป็นจังหวะจะฟื้นฟูการหลั่ง Knobil ได้พิสูจน์ว่าสัญญาณ GnRH ที่เป็นจังหวะอย่างสมบูรณ์เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการหลั่งโกนาโดโทรปินแบบวงจรปกติ ในส่วนต้นน้ำ เซลล์ประสาทที่แสดงออกคิสเปปติน (kisspeptin) เป็นปัจจัยกระตุ้นหลักที่ขับเคลื่อนการหลั่ง GnRH และส่งต่อการตอบกลับของสเตียรอยด์ไปยังเครือข่าย GnRH

Clinical relevance

หลักการของการหลั่งเป็นจังหวะมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อสรีรวิทยาการสืบพันธุ์: อธิบายได้ว่าทำไมโมเลกุลเดียวกันจึงสามารถกระตุ้นหรือยับยั้งแกนได้ ขึ้นอยู่กับวิธีการให้เท่านั้น สิ่งนี้ทำให้การควบคุม GnRH เป็นจุดอ้างอิงสำหรับการทำความเข้าใจการควบคุมภาวะเจริญพันธุ์ด้วยระบบประสาทและต่อมไร้ท่อ และการส่งต่อการตอบกลับของอวัยวะสืบพันธุ์ บทความนี้อธิบายสรีรวิทยาและพื้นฐานของหลักฐาน และไม่ใช่พื้นฐานสำหรับการตัดสินใจในการรักษาเฉพาะบุคคล

History

แนวคิดฮอร์โมนรีลีสซิงจากไฮโปทาลามัสของ Geoffrey Harris นำไปสู่การแยกและจัดลำดับ GnRH โดยกลุ่มของ Schally และ Guillemin ซึ่งเป็นผลงานที่ได้รับการยอมรับด้วยรางวัลโนเบล ต่อมา Knobil และคณะได้แสดงให้เห็นในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมชั้นสูงว่าฮอร์โมนจะต้องถูกส่งออกมาเป็นระยะๆ เพื่อรักษาระดับการหลั่งโกนาโดโทรปิน ซึ่งเป็นการกำหนดเครื่องกำเนิดจังหวะ GnRH (GnRH pulse generator) เมื่อไม่นานมานี้ การค้นพบว่าคิสเปปติน (kisspeptin) และตัวรับของมันเป็นตัวควบคุมต้นน้ำที่สำคัญ ได้เพิ่มองค์ประกอบหลักให้กับแบบจำลองการควบคุมเครือข่าย GnRH

Key figures

• Ernst Knobil
• Andrew Schally
• Roger Guillemin
• Stephanie Seminara

Seminal works

• belchetz-1978
• knobil-1980
• seminara-2007

Frequently asked questions

ทำไม GnRH ต้องหลั่งออกมาเป็นจังหวะ?

การหลั่งเป็นจังหวะช่วยให้เซลล์โกนาโดโทรปในต่อมใต้สมองตอบสนองได้ดีและรักษาระดับการหลั่ง LH และ FSH ในขณะที่การได้รับ GnRH อย่างต่อเนื่องจะทำให้ตัวรับลดความไวลงและยับยั้งการหลั่งโกนาโดโทรปิน

LH และ FSH แตกต่างกันอย่างไร?

ทั้งสองเป็นโกนาโดโทรปินที่หลั่งจากต่อมใต้สมองเพื่อตอบสนองต่อ GnRH; LH และ FSH ทำงานบนเป้าหมายที่แตกต่างกันในอวัยวะสืบพันธุ์เพื่อสนับสนุนการผลิตสเตียรอยด์และการสร้างเซลล์สืบพันธุ์ และการหลั่งสัมพัทธ์ของทั้งสองถูกกำหนดโดยรูปแบบจังหวะของ GnRH และการตอบกลับจากอวัยวะสืบพันธุ์