Điều hòa Gonadotropin và GnRH

Điều hòa gonadotropin mô tả cách vùng dưới đồi kiểm soát sự tiết các gonadotropin, hormone tạo hoàng thể (LH) và hormone kích thích nang trứng (FSH) từ tuyến yên. Tín hiệu điều khiển là hormone giải phóng gonadotropin (GnRH), một decapeptide được giải phóng theo từng xung riêng biệt bởi các neuron vùng dưới đồi; tần số của các xung này, chứ không phải sự hiện diện đơn thuần của chúng, thiết lập kiểu tiết gonadotropin.

Definition

Điều hòa gonadotropin là sự kiểm soát của vùng dưới đồi-tuyến yên đối với sự tiết LH và FSH thông qua GnRH theo xung, trong đó tần số xung, được điều hòa bởi tín hiệu kisspeptin ở thượng nguồn và phản hồi steroid sinh dục, quyết định kiểu giải phóng gonadotropin.

Scope

Chủ đề này bao gồm các neuron GnRH và bộ tạo xung, sự phụ thuộc của sự tiết gonadotropin vào GnRH theo xung chứ không phải liên tục, sự giải mã khác biệt của tần số xung thành LH so với FSH, đầu vào kisspeptin điều khiển các neuron GnRH, và phản hồi steroid lên hệ thống. Đây là một chủ đề tham khảo về sinh lý học và không cung cấp hướng dẫn lâm sàng.

Core questions

• Tại sao GnRH phải được cung cấp theo xung để duy trì sự tiết gonadotropin?
• Tần số xung GnRH điều hòa LH và FSH khác nhau như thế nào?
• Những tín hiệu thượng nguồn nào điều khiển bộ tạo xung GnRH?
• Các steroid sinh dục phản hồi để điều hòa GnRH và sự tiết gonadotropin như thế nào?

Key concepts

• Decapeptide GnRH
• Bộ tạo xung GnRH
• Tuần hoàn cửa tuyến yên
• Mã hóa tần số xung của LH so với FSH
• Tín hiệu Kisspeptin / KISS1R (GPR54)
• Giảm nhạy cảm của tế bào sinh dục tuyến yên
• Phản hồi steroid lên các neuron GnRH

Key theories

Yêu cầu GnRH theo xung

Việc cung cấp GnRH không liên tục duy trì sự tiết gonadotropin trong khi cung cấp liên tục làm giảm nhạy cảm tế bào sinh dục tuyến yên và ức chế LH và FSH; do đó, tuyến yên đọc tần số các xung GnRH như là tín hiệu hoạt động.

Kisspeptin như một người gác cổng của sự tiết GnRH

Tín hiệu kisspeptin thông qua thụ thể của nó (GPR54/KISS1R) là cần thiết để kích hoạt các neuron GnRH; các đột biến mất chức năng gây ra sự thất bại của sự tiết gonadotropin ở tuổi dậy thì, đặt các neuron kisspeptin ở thượng nguồn của bộ tạo xung GnRH.

Mechanisms

Các neuron GnRH vùng dưới đồi giải phóng GnRH theo từng đợt vào các mạch máu cửa tuyến yên, khiến các tế bào sinh dục tuyến yên (gonadotrope) tiếp xúc với sự kích thích không liên tục. Các thí nghiệm trên linh trưởng của Knobil đã chứng minh rằng tính chất xung này là cần thiết: GnRH không liên tục phục hồi và duy trì sự tiết LH và FSH, trong khi truyền liên tục sẽ ức chế thông qua sự giảm nhạy cảm của thụ thể (Belchetz et al., 1978; Knobil, 1980). Tần số xung bản thân nó mang thông tin, với các xung nhanh hơn ưu tiên LH và các xung chậm hơn ưu tiên FSH. Các neuron GnRH không hoạt động đơn độc; các neuron kisspeptin truyền tín hiệu thông qua KISS1R (GPR54) cung cấp một động lực kích thích chính, và những người có đột biến GPR54 bất hoạt không thể tạo ra sự tiết gonadotropin cần thiết cho tuổi dậy thì (Seminara et al., 2003; Herbison, 2016). Các steroid sinh dục phản hồi lên mạng lưới này để điều chỉnh tần số và biên độ xung.

Clinical relevance

Hiểu biết về kiểm soát GnRH theo xung giải thích, ở cấp độ sinh lý học, tại sao GnRH được cung cấp liên tục so với theo xung lại tạo ra các tác dụng đối lập trên trục sinh sản, và tại sao sự gián đoạn tín hiệu kisspeptin lại làm suy yếu tuổi dậy thì. Đây là tài liệu tham khảo về cơ chế; nó không mang tính chỉ định và không đề cập đến liều lượng hoặc quản lý cá nhân.

History

GnRH được phân lập và giải trình tự vào đầu những năm 1970. Knobil và các đồng nghiệp sau đó đã chứng minh rằng tín hiệu vùng dưới đồi điều khiển tuyến yên là theo xung, một phát hiện đã định hình lại nội tiết thần kinh sinh sản xung quanh bộ tạo xung GnRH (Belchetz et al., 1978; Knobil, 1980). Phát hiện vào năm 2003 rằng các đột biến ở GPR54 làm gián đoạn tuổi dậy thì đã xác định tín hiệu kisspeptin là một yếu tố điều hòa thượng nguồn thiết yếu của các neuron GnRH (Seminara et al., 2003), và công trình tiếp theo đã tích hợp kisspeptin vào các mô hình tạo xung (Herbison, 2016).

Debates

Cơ sở tế bào của bộ tạo xung GnRH là gì?

Việc sản lượng GnRH theo nhịp điệu phát sinh nội tại trong các neuron GnRH hay được áp đặt bởi các mạng lưới neuron kisspeptin (KNDy) thượng nguồn vẫn là một câu hỏi đang được nghiên cứu, với bằng chứng ngày càng ủng hộ vai trò quan trọng của các quần thể neuron kisspeptin.

Key figures

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

Seminal works

• belchetz-1978
• knobil-1980
• seminara-2003

Frequently asked questions

Tại sao GnRH liên tục lại ức chế chứ không kích thích gonadotropin?

GnRH liên tục làm giảm nhạy cảm tế bào sinh dục tuyến yên, do đó sự tiết LH và FSH giảm; chỉ GnRH không liên tục, theo xung mới duy trì sản lượng gonadotropin bình thường.

Tần số xung GnRH ảnh hưởng đến LH và FSH khác nhau như thế nào?

Tần số xung GnRH nhanh hơn có xu hướng ưu tiên tiết LH trong khi tần số chậm hơn ưu tiên FSH, do đó tế bào sinh dục tuyến yên giải mã tần số xung để thiết lập sản lượng tương đối của hai gonadotropin.