ต่อมไร้ท่อระบบสืบพันธุ์

ต่อมไร้ท่อระบบสืบพันธุ์เป็นสาขาทางสรีรวิทยาที่เกี่ยวข้องกับฮอร์โมนที่ควบคุมการพัฒนาและการทำงานของระบบสืบพันธุ์ โดยมีศูนย์กลางอยู่ที่แกนไฮโปทาลามัส-ต่อมใต้สมอง-ต่อมเพศ ซึ่งฮอร์โมนโกนาโดโทรปินรีลีสซิงฮอร์โมน (gonadotropin-releasing hormone) จะกระตุ้นการหลั่งฮอร์โมนลูทีไนซิง (luteinizing hormone) และฮอร์โมนกระตุ้นรูขุมขน (follicle-stimulating hormone) จากต่อมใต้สมอง ซึ่งจะควบคุมต่อมเพศและการผลิตสเตียรอยด์เพศและฮอร์โมนเปปไทด์ตามลำดับ

Definition

ต่อมไร้ท่อระบบสืบพันธุ์คือการศึกษาฮอร์โมนและระบบป้อนกลับของแกนไฮโปทาลามัส-ต่อมใต้สมอง-ต่อมเพศที่ควบคุมการพัฒนาของต่อมเพศ, การสร้างเซลล์สืบพันธุ์, การผลิตสเตียรอยด์เพศ, และวงจรการสืบพันธุ์

Scope

สาขานี้จะนำผู้อ่านไปสู่การควบคุมการสืบพันธุ์แบบบูรณาการของระบบต่อมไร้ท่อ: ตัวสร้างพัลส์ GnRH ของไฮโปทาลามัส, โกนาโดโทรปิน, สเตียรอยด์เพศและฮอร์โมนเปปไทด์จากต่อมเพศ, และวงจรป้อนกลับที่เชื่อมโยงกัน โดยจะวางกรอบหัวข้อที่ละเอียดขึ้นเกี่ยวกับการควบคุมโกนาโดโทรปิน, การทำงานของอัณฑะและรังไข่, รอบประจำเดือน, และกลไกระดับเซลล์ของการออกฤทธิ์ของสเตียรอยด์เพศ โดยถือว่าต่อมไร้ท่อระบบสืบพันธุ์เป็นสาขาอ้างอิงทางสรีรวิทยา ไม่ใช่แนวทางปฏิบัติทางคลินิก

Sub-topics

• การควบคุมโกนาโดโทรปินและ GnRH
• การควบคุมรอบระดู
• การทำงานของรังไข่และสรีรวิทยาของเอสโตรเจน-โปรเจสเตอโรน
• กลไกการออกฤทธิ์ของสเตอรอยด์เพศ
• การทำงานของอัณฑะและสรีรวิทยาของแอนโดรเจน

Core questions

• แกนไฮโปทาลามัส-ต่อมใต้สมอง-ต่อมเพศทำงานร่วมกันอย่างไรในการควบคุมการสืบพันธุ์?
• ความถี่ของพัลส์ GnRH และการหลั่งโกนาโดโทรปินแปลงสัญญาณจากไฮโปทาลามัสไปสู่การตอบสนองของต่อมเพศได้อย่างไร?
• สเตียรอยด์เพศและฮอร์โมนเปปไทด์จากต่อมเพศส่งผลป้อนกลับต่อไฮโปทาลามัสและต่อมใต้สมองอย่างไร?
• ส่วนประกอบของแกนเดียวกันนี้สร้างสรีรวิทยาที่แตกต่างกันในอัณฑะและรังไข่ได้อย่างไร?

Key concepts

• แกนไฮโปทาลามัส-ต่อมใต้สมอง-ต่อมเพศ (HPG axis)
• ฮอร์โมนโกนาโดโทรปินรีลีสซิงฮอร์โมน (GnRH)
• ฮอร์โมนลูทีไนซิงและฮอร์โมนกระตุ้นรูขุมขน
• สเตียรอยด์เพศจากต่อมเพศ (แอนโดรเจน, เอสโตรเจน, โปรเจสติน)
• การป้อนกลับเชิงลบและเชิงบวก
• การสร้างสเตียรอยด์

Key theories

สมมติฐาน GnRH แบบพัลส์

การหลั่งโกนาโดโทรปินปกติจำเป็นต้องมีการส่ง GnRH แบบไม่ต่อเนื่องเป็นพัลส์ไปยังต่อมใต้สมอง; การสัมผัสอย่างต่อเนื่องจะทำให้เซลล์โกนาโดโทรปไม่ตอบสนองและยับยั้งการหลั่งโกนาโดโทรปิน ทำให้ความถี่ของพัลส์เป็นตัวแปรควบคุมของแกนนี้

Mechanisms

เซลล์ประสาทไฮโปทาลามัสจะหลั่ง GnRH เป็นพัลส์เข้าสู่ระบบไหลเวียนเลือดพอร์ทัลของต่อมใต้สมอง; เซลล์โกนาโดโทรปของต่อมใต้สมองจะตอบสนองต่อสิ่งกระตุ้นที่ไม่ต่อเนื่องนี้โดยการหลั่ง LH และ FSH ในขณะที่การสัมผัส GnRH อย่างต่อเนื่องกลับไปยับยั้งการหลั่งฮอร์โมนเหล่านี้ (Belchetz et al., 1978) LH และ FSH จะออกฤทธิ์ต่อต่อมเพศเพื่อกระตุ้นการสร้างเซลล์สืบพันธุ์และการสร้างสเตียรอยด์ ในรังไข่ การจัดเรียงแบบสองเซลล์ สองโกนาโดโทรปิน จะเชื่อมโยงเซลล์เทกา (theca) และเซลล์แกรนูโลซา (granulosa) เข้าด้วยกัน เพื่อให้สารตั้งต้นแอนโดรเจนที่ถูกกระตุ้นด้วย LH ถูกเปลี่ยนเป็นเอสโตรเจนภายใต้การควบคุมของ FSH (Hillier et al., 1994) สเตียรอยด์จากต่อมเพศจะส่งผลป้อนกลับต่อไฮโปทาลามัสและต่อมใต้สมอง ซึ่งส่วนใหญ่เป็นการป้อนกลับเชิงลบ แต่จะเปลี่ยนเป็นการป้อนกลับเชิงบวกในเพศหญิงเพื่อกระตุ้นการหลั่ง LH สูงสุดในช่วงตกไข่ สเตียรอยด์เองจะออกฤทธิ์ผ่านตัวรับนิวเคลียร์ของซูเปอร์แฟมิลีตัวรับสเตียรอยด์/ไทรอยด์ที่ควบคุมการถอดรหัสยีน (Evans, 1988)

Clinical relevance

แนวคิดในสาขานี้เป็นพื้นฐานความเข้าใจเกี่ยวกับการเข้าสู่วัยเจริญพันธุ์ปกติ, ภาวะเจริญพันธุ์, และวงจรการสืบพันธุ์ และเป็นพื้นฐานทางสรีรวิทยาสำหรับการทำความเข้าใจความผิดปกติของแกนระบบสืบพันธุ์ เนื้อหานี้เป็นข้อมูลอ้างอิงทางการศึกษาเกี่ยวกับวิธีการทำงานของแกนนี้ โดยจะอธิบายกลไกต่างๆ และไม่ใช่พื้นฐานสำหรับการวินิจฉัยหรือการรักษาผู้ป่วยแต่ละราย

History

การระบุโกนาโดโทรปินและการแยก GnRH ในช่วงต้นทศวรรษ 1970 ได้สร้างสารสื่อเคมีของแกนระบบสืบพันธุ์ จากนั้น Knobil และคณะได้แสดงให้เห็นในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมชั้นสูงว่าสัญญาณจากไฮโปทาลามัสมีลักษณะเป็นพัลส์เป็นหลัก โดยแสดงให้เห็นว่า GnRH ที่ไม่ต่อเนื่องแต่ไม่ต่อเนื่องสามารถรักษาระดับการหลั่งโกนาโดโทรปินได้ (Belchetz et al., 1978) งานวิจัยคู่ขนานเกี่ยวกับตัวรับนิวเคลียร์ได้ชี้แจงว่าสเตียรอยด์เพศออกฤทธิ์อย่างไรในระดับการถอดรหัสยีน (Evans, 1988) ซึ่งเป็นการรวมบัญชีทางต่อมไร้ท่อและโมเลกุลของการสืบพันธุ์เข้าด้วยกัน

Key figures

• Ernst Knobil
• Allan Herbison
• Roger Guillemin
• Andrew Schally

Seminal works

• belchetz-1978
• evans-1988
• hillier-1994

Frequently asked questions

แกนไฮโปทาลามัส-ต่อมใต้สมอง-ต่อมเพศคืออะไร?

เป็นระบบควบคุมแบบชั้นที่ GnRH จากไฮโปทาลามัสกระตุ้นการหลั่ง LH และ FSH จากต่อมใต้สมอง ซึ่งออกฤทธิ์ต่อต่อมเพศ; จากนั้นต่อมเพศจะส่งสัญญาณป้อนกลับไปยังไฮโปทาลามัสและต่อมใต้สมอง เพื่อปิดวงจร

ทำไมการหลั่ง GnRH จึงเป็นแบบพัลส์?

เซลล์โกนาโดโทรปของต่อมใต้สมองจะตอบสนองต่อ GnRH ที่ไม่ต่อเนื่อง แต่จะเกิดภาวะไม่ตอบสนองเมื่อสัมผัสอย่างต่อเนื่อง ดังนั้นการเป็นพัลส์จึงจำเป็นต่อการรักษาระดับการหลั่ง LH และ FSH ให้เป็นปกติ; ความถี่ของพัลส์เองก็ช่วยกำหนดความสมดุลของ LH ต่อ FSH