Месячный цикл яичников. Функции гонадотропных гормонов

Обновлено: 01.05.2024

Репродуктивная функция женского организма может быть разделена на две главные фазы:

(1) подготовка организма женщины к наступлению беременности;

(2) период беременности.

Данные статьи по физиологии на сайте посвящены вопросам, связанным с подготовкой женского организма к наступлению беременности, также отдельная группа статей будет посвящена физиологии периода беременности и рождения ребенка.

а) Функциональная анатомия женских половых органов. На рисунках ниже показаны основные органы женской половой системы, наиболее важными из которых являются яичники, фаллопиевы трубы, матка и влагалище.

Репродуктивные органы женщин Внутреннее строение матки, яичников и маточных труб

Репродуктивная функция начинается с момента развития яйцеклетки в яичнике. В середине каждого полового цикла единственная яйцеклетка высвобождается из овариального фолликула в брюшную полость вблизи открытого бахромчатого конца одной из фаллопиевых труб. Затем яйцеклетка поступает в фаллопиеву трубу и проходит по ней в полость матки. Когда яйцеклетка оплодотворена сперматозоидом, она имплантируется в матке, где начинается формирование плода, развитие оболочек плода и плаценты, в итоге развивается ребенок.

Во время внутриутробного периода наружная поверхность оплодотворенной яйцеклетки (зиготы) превращается в зародышевый эпителий, который эмбриологически является производным эпителия зародышевого гребешка. В случае развития плода женского пола зародышевый эпителий, дифференцируясь, дает начало первичным яйцеклеткам, которые мигрируют в корковое вещество яичников. Затем вокруг каждой яйцеклетки скапливается слой окружающих ее веретеновидных клеток из стромы яичников (поддерживающая ткань яичника), что сообщает им свойства эпителиоидных клеток, после чего их называют клетками гранулезы. Яйцеклетку, окруженную одним слоем клеток гранулезы, называют примордиальным (первичным) фолликулом. Сама яйцеклетка на этой стадии остается незрелой, ей необходимо пройти еще два клеточных деления, прежде чем она может быть оплодотворена сперматозоидом. В это время яйцеклетку называют ооцитом первого порядка, или первичным ооцитом.

В течение всего репродуктивного периода (между 13 и 46 годами жизни) в организме женщины созревают от 400 до 500 первичных фолликулов, но каждый месяц высвобождается только одна яйцеклетка, остальные дегенерируют (становится атретическими). К концу репродуктивного периода (стадия менопаузы) в яичниках остаются всего несколько первичных фолликулов. Вскоре после наступления менопаузы дегенерируют и оставшиеся примордиальные фолликулы.

б) Гормональная система женского организма. Гормональная система женского организма, как и гормональная система мужского, представлена тремя иерархическими уровнями гормонов.

1. Гипоталамическими гонадотропин-рилизинг гормонами.

2. Половыми гормонами передней доли гипофиза: фолликулостимулирующим и лютеини-зирующим, оба они продуцируются в ответ на выделение ГнРГ гипоталамусом.

3. Гормонами яичника: эстрогенами и прогестероном, которые секретируются яичниками в ответ на выделение двух половых гормонов из передней доли гипофиза.

Количество высвобождаемых половых гормонов на протяжении месячного женского полового цикла непостоянно. Объем и скорость их секреции коренным образом меняются в соответствии с фазами цикла. На рисунке ниже показаны приблизительные изменения концентрации гонадотропных гормонов передней доли гипофиза ФСГ и ЛГ (две кривые в нижней части рисунка) и концентрации гормонов яичника, эстрадиола (эстроген) и прогестерона (кривые в верхней части рисунка).

Приблизительная концентрация гонадотропинов и овариальных гормонов в плазме во время нормального женского полового цикла

Количество ГнРГ увеличивается и уменьшается менее резко в связи с месячным половым циклом. Периодичность изменений уровня секреции гонадотропин-рилизинг гормона составляет приблизительно 90 мин, что соответствует его периодичности у мужчин.

Учебное видео анализ на женские половые гормоны в норме и при патологии

Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021

Месячный цикл яичников. Функции гонадотропных гормонов

а) Месячный цикл яичников. Функции гонадотропных гормонов. Гормональный фон естественного репродуктивного периода женщины характеризуется ежемесячными ритмическими изменениями уровня секреции половых гормонов, соответственно функциональным изменениям в яичниках и других половых органах. Периодичность таких изменений называют женским месячным половым циклом (или менструальным циклом). Продолжительность цикла составляет 28 дней. Он у некоторых женщин может быть короче (20 дней) или длиннее (до 45 дней), причем изменения продолжительности цикла могут быть сопряжены с уменьшением способности к зачатию.

Существуют два важных следствия отмеченной периодичности женского полового цикла. Во-первых, в норме только одна яйцеклетка высвобождается из яичника в течение одного месяца, поэтому возможно зарождение только одного эмбриона на этом временном отрезке. Во-вторых, эндометрий матки заново готовится к имплантации оплодотворенной яйцеклетки в определенный период в течение месяца.

б) Гонадотропные гормоны и их влияние на яичники. Изменения в яичниках, возникающие во время полового цикла, полностью зависят от гонадо-тропных гормонов ФСГ и ЛГ, секретируемых передней долей гипофиза. При отсутствии этих гормонов яичники пребывают в неактивном состоянии, в котором они оставались на протяжении периода детства, когда передняя доля гипофиза практически не секретировала гонадотропные гормоны. Начиная с 9-12 лет, гипофиз постоянно продуцирует все большие количества ФСГ и ЛГ, что приводит к включению нормального месячного полового цикла между 11 и 15 годами. Этот период жизни назван пубертатным, а время наступления первого менструального цикла получило название менархе. Оба гормона (ФСГ и ЛГ) представляют собой мелкие гликопротеины с молекулярной массой около 30000.

На протяжении каждого женского полового цикла уровень секреции ФСГ и ЛГ циклически изменяется, то возрастая, то снижаясь, как это показано в нижней части рисунка ниже.

Эти изменения продукции гонадотропных гормонов вызывают циклические изменения состояния яичников.

Гормоны ФСГ и ЛГ стимулируют клетки-мишени яичников, связываясь с высокоспецифическими ФСГ- и ЛГ-рецепторами на мембранах клеток-мишеней яичника. В свою очередь, активация рецепторов приводит к повышению уровня секреции в соответствующих клетках и обычно — к росту и пролиферации самих клеток. Почти все стимулирующие эффекты гонадотропных гормонов являются результатом активации циклического аденозинмонофосфата, который присутствует в цитоплазме клеток. Это сопровождается образованием протеинкиназы и многочисленными процессами фосфорилирования ключевых ферментов, ответственных за синтез гормонов.

в) Рост овариального фолликула — фолликулярная фаза цикла яичника. На рисунке ниже показаны последовательные стадии роста фолликула в яичнике.

Стадии роста фолликулов в яичнике, показано образование желтого тела

При рождении младенца женского пола каждая яйцеклетка окружена единственным слоем клеток гранулезы. Яйцеклетку, окруженную этой оболочкой, называют примордиалъным фолликулом (для облегчения понимания просим вас изучить рисунок выше). На протяжении детского периода жизни клетки гранулезы, по-видимому, выполняют трофическую функцию по отношению к яйцеклетке и продуцируют фактору ингибирующий созревание ооцита, который сохраняет яйцеклетку в примордиальном фолликуле, приостанавливая ее развитие на стадии профазы мейотического деления. Затем по достижении пубертатного периода, когда ФСГ и ЛГ передней доли гипофиза начинают продуцироваться в значительных количествах, яичники вместе с некоторыми заключенными в них фолликулами начинают расти.

На первом этапе роста фолликула отмечается умеренное увеличение размеров самой яйцеклетки в диаметре в 2-3 раза. Затем некоторые фолликулы покрываются дополнительным слоем клеток гранулезы; такие фолликулы называют первичными фолликулами.

Видео физиология женской репродуктивной системы

Регуляция менструального цикла. Гормоны фолликулиновой фазы

Нормальные менструальные циклы (эуменорея) характеризуются продолжительностью 24-35 дней, из которых 3-7 дней занимает менструальное кровотечение. Средний объем кровопотери при этом составляет около 30 мл. Обильные, затянувшиеся или нерегулярные менструации называют патологическим маточным кровотечением.

Нормальный менструальный цикл обеспечен согласованным взаимодействием гипоталамуса, гипофиза и яичников. Под воздействием гипофизарных гонадотропинов в яичниках происходят циклические изменения, обеспечивающие созревание и выход зрелой яйцеклетки и синтез овариальных гормонов, подготавливающих эндометрий к ее имплантации. ЛГ стимулирует образование андрогенов клетками theca, ФСГ — созревание фолликула и превращение андрогенов в эстрогены в гранулезных клетках путем ароматизации. В свою очередь эстрогены способствуют пролиферации эндометрия и повышению чувствительности рецепторов эндометрия к эстрогенам и прогестерону.

Для лучшего понимания можно разделить менструальный цикл на четыре фазы: фолликулиновую, овуляторную, лютеиновую и переходную лютеиново-фолликулиновую. Особое внимание мы обратим на изменения гипофизарного и овариального гормональных профилей и действие этих гормонов на гипоталамус, гипофиз и яичники.

Фолликулиновая фаза менструального цикла

Назначение фолликулиновой фазы — образовать единственный зрелый фолликул и освободить зрелую яйцеклетку во время овуляции. При достаточной концентрации ФСГ на зрелых гранулезных клетках преовуляторных фолликулов экспрессируются рецепторы к ЛГ. Таким образом, в позднюю фолликулиновую фазу ЛГ может поддерживать эндокринную активность фолликула даже при отсутствии ФСГ. Продолжительность фолликулиновой фазы различна, но остальные три фазы характеризуются относительно постоянной длительностью, составляющей 14±2 дня.

На протяжении всей фолликулярной фазы выброс ГнРГ происходит каждые 60-90 мин. Непосредственно перед началом пика ЛГ и частота, и амплитуда выбросов ГнРГ возрастают.

Рекомендуем к просмотру обучающее видео: Механизмы менструального цикла - почему происходит менструация?

Гонадотропины фолликулиновой фазы менструального цикла. Количество ФСГ повышается в раннюю фолликулиновую фазу из-за отсутствия отрицательного обратного влияния эстрадиола и ингибина. ФСГ стимулирует рост фолликула и образование эстрогенов. После связывания ФСГ с его рецептором гранулезные клетки развивающихся фолликулов приобретают способность превращать путем ароматизации андростендион в эстрон, а тестостерон — в эстрадиол. Подчеркиваем, что рецепторы к ФСГ не обнаруживают на гранулезных клетках до преантральной стадии. Более того, при поступлении ФСГ в гранулезные клетки in vitro и in vivo возможна как стимуляция, так и супрессия рецепторов гранулезных клеток к ФСГ. Без функционально полноценного ФСГ ни рост фолликула, ни образование эстрогенов в яичниках невозможны.

Постепенное снижение содержания ФСГ, начинающееся в середине фолликулиновой фазы, ингибирует развитие фолликулов, кроме доминантного. Доминантный ФСГ-зависим и завершает свое развитие, несмотря на снижение уровня ФСГ. Он содержит больше всего гранулезных клеток и рецепторов к ФСГ, поэтому может созревать в условиях относительной недостаточности ФСГ в отличие от остальных, более мелких фолликулов.

Концентрация ЛГ в первой половине фолликулиновой фазы достаточно стабильна. Однако во второй половине она повышается в ответ на повышение уровня эстрогенов по механизму положительной обратной связи.

Гормоны яичников фолликулиновой фазы менструального цикла

По мере выделения доминирующего фолликула возрастает концентрация эстрадиола. ФСГ и эстроген оказывают синергичное митогенное действие на гранулезные клетки, стимулируя их пролиферацию. Это в свою очередь приводит к росту количества рецепторов к ФСГ в фолликуле, что повышает его чувствительность к ФСГ и способность синтезировать эстроген. Любопытно, что не каждая гранулезная клетка обязательно экспрессирует рецепторы к ФСГ в ответ на стимуляцию гонадотропином. Через соединения между клетками те из них, которые экспрессируют рецепторы, могут активировать соседние, передавая им протеинкиназы.

Концентрации ФСГ, эстрадиола и прогестерона в фолликулярной жидкости фолликулов, достигающих 8 мм в диаметре, очень высоки. В фолликулярной жидкости более мелких антральных фолликулов преобладают андрогены. Эффект андрогенов в фолликулах дозозави-сим. В небольших концентрациях они служат субстратом для ароматизации. Однако при более высоком содержании андрогенов они превращаются 5а-редуктазой гранулезных клеток в более активные формы, в частности в дигидротестостерон (ДГТ), который уже невозможно превратить в эстрогены путем ароматизации. Гранулезные клетки обладают АР. Активация АР гранулезных клеток оказывает подавляющее влияние на активность ароматаз, а также ингибирует индукцию ФСГ рецепторов гранулезных клеток к ЛГ. Фолликулы, подвергающиеся воздействию избыточного количества андрогенов, в конечном счете становятся атретичными. И наоборот, фолликулы с высоким соотношением эстрогены/андрогены и высокой концентрацией эстрогенов с большей вероятностью могут содержать полноценную яйцеклетку.

Повышение концентрации эстрадиола имеет для фолликула двоякое значение. Внутри фолликула эстрадиол стимулирует рост гранулезных клеток, ароматизацию андрогенов в эстрогены и, совместно с ФСГ, появление и развитие рецепторов к ЛГ на гранулезных клетках. Однако вне фолликула повышение концентрации эстрадиола в сыворотке крови ингибирует секрецию ФСГ. Развивающееся вследствие этого падение содержания ФСГ в среднюю и позднюю фолликулиновую фазу уменьшает активность ароматаз в мелких фолликулах, что приводит к росту концентрации в них андрогенов и атрезии фолликулов. Понятно, что уменьшение экспрессии гранулезными клетками рецепторов к ФСГ - один из первых признаков атрезии фолликула.

Количество ингибина В начинает повышаться почти сразу же вслед за ФСГ. К середине фолликулиновой фазы повышение концентрации эстрадиола и ингибина В вызывает снижение уровня ФСГ. Максимальное содержание ингибина В возникает приблизительно через 4 дня после пика ФСГ. В позднюю фолликулиновую фазу количество ингибина В падает вслед за падением ФСГ.

Низкая концентрация прогестерона и ингибина А сохраняется в течение почти всей фолликулиновой фазы, но оба они начинают повышаться непосредственно перед овуляцией. Увеличение значений прогестерона в поздней фолликулярной фазе следует за повышением содержания ЛГ.

Гормональная регуляция менструального цикла

Современные знания о регуляции менструального цикла лежат в основе лечения от бесплодия, лечения некоторых гормонозависимых заболеваний, основ противозачаточной терапии.

Менструальный цикл – это цикличные изменения в организме женщины, проявляющиеся регулярными кровянистыми выделениями (менструацией). Первый день её условно принимают за начало цикла. Первая в жизни менструация считается днём начала менархе. Регулярный менструальный цикл может устанавливаться до 1,5 лет. В регуляции этого важного процесса принять выделять 5 уровней.

1 уровень . Это кора и экстрагипоталамические структуры (гиппокамп, лимбическая система и миндалевидное тело). На эти органы может оказываться внешнее воздействие (например, стресс) и внутреннее (половые гормоны). В ответ на раздражение выделяются нейропептиды и нейротрансмиттеры, которые влияют на гипоталамус.

2 уровень . Гипоталамус. Клетки его нейроэндокринных ядер работают как нейроны, создавая импульс и как эндокринные клетки. Эндокринная функция заключается в выделение рилизиг-факторов, стимулирующих выработку гормонов и статинов, тормозящих эту выработку. Выделен и изучен Рилизинг Гормон Лютеинезирующего Гормона (РГЛГ).

Он обладает сходными свойствами с Рилизинг Гормоном Фолликулстимулирующего Гормона (РГФСГ). Поэтому РГЛГ приняли условно за общий Гонадотропный рилизинг-гормон (ГнРГ). ГнРГ выделяется циклично. В зависимости от частоты и амплитуды его выделения ГнРГ в гипофизе вырабатываются или Фолликулстимулирующий гормон (ФСГ), или Лютеинизирующий гормон (ЛГ). Выделение пролактина гипофизом контролируется в основном за счёт статинов.

3 уровень . В гипофизе под контролем гипоталамуса выделяются ФСГ, ЛГ, пролактин, АКТГ, соматотропный и тиреотропный гормоны. Сбалансированное выделение всех этих гормонов отвечает за смену циклов развития в организме женщины.

Действие гормонов многогранно, но можно выделить основные точки приложения. ФСГ и ЛГ стимулируют овуляцию. ФСГ отвечает за развитие фолликулов и яйцеклетки. ЛГ стимулирует выработку андрогенов в тека-клетках и синтезирование жёлтым телом гормона прогестерон. Одна из главных функций пролактина заключается в стимуляции увеличения молочных. Увеличение содержания пролактина в крови вне беременности и лактации способствует нарушению процесса овуляции – ановуляции.

4 уровень. Это яичники. Они несут генеративную функцию, отвечая за созревание яйцеклеток и гормональную, производя гормоны из холестерина. У девочек закладывается около 2 миллионов примордиальных фолликулов.

Лишь 1-2 % из них проходят полный курс развития. Остальные подвергаются атрезии – обратному развитию и замещению соединительной тканью. Нормальный овуляторный менструальный цикл включает две фазы: фолликулярную, заканчивающуюся овуляцией и лютеиновую.

В фолликулярную фазу происходит развитие фолликула от примордиального до преовуляторного. В процессе роста фолликулов гранулёзные клетки синтезируют антимюллеров гормон, который способствует самому процессу овуляции. Также в это время нарастает выработка яичниками эстрогенов. Андрогены вырабатываются ими в постоянном количестве, а в гранулёзных клетках подвергаются ароматизации с получением эстрогенов.

Происходит овуляция. За ней следует лютеиновая фаза. Гранулёзные клетки фолликула подвергаются лютеинизации – формируется жёлтое тело. Оно функционирует 14 дней, продуцируя гормон прогестерон.

Также яичники выделяют ещё ряд биологически активных соединений, которые оказывают непосредственное влияние ни них самих и на другие органы-мишени.

На яичники оказывает влияние гипоталамо-гипофизарная система. И на неё и сами яичники оказывают влияние путём обратной связи. Увеличение концентрации половых гормонов вызывает снижение активности вышерасположенных уровней. Так и происходит эта тонкая регулировка на протяжении всего менструального цикла – то стимулирование, то торможение.

5 уровень . Органы, которые реагируют на колебания половых гормонов. Наиболее важные изменения с точки зрения репродуктивной функции происходят в матке и маточных трубах. Отмечают несколько фаз развития функционального слоя эндометрия. Начало менструации – это фаза десквамации и отторжения эндометрия с одновременным началом регенерации.

Затем следует фаза пролиферации, продолжается с 5 дня 12 дней. Она соответствует фолликулярной фазе яичников. Эндометрий утолщается до 8 мм. Далее во время активности жёлтого тела наблюдается секреторная фаза на протяжении 14 дней. Железистый эпителий выделяет секрет, максимально на 20-21 день. Происходит выраженный рост сосудов – спиральных артерий. 6-8 день – наилучшее время для имплантации плодного яйца. К 23-27 дню начинаются дегенеративные изменения. Смена фаз развития эндометрия зависит от уровня гормонов и рецепторов к ним в самом эндометрии.

В маточных трубах в лютеиновую фазу активизируется реснитчатый аппарат мерцательного эпителия, способствуя продвижению плодного яйца в сторону матки.

Вся регуляция менструального цикла задумана природой для возникновения беременности. Поломка на любом уровне может помешать этому прекрасному процессу, а также понести за собой разные гормонозависимые заболевания.

Гонадотропин-рилизинг-гормон

Гонадотропин-рилизинг-гормон выделяется нервными клетками головного мозга. Он контролирует выработку лютеинизирующего гормона и фолликулостимулирующего гормона гипофизом.

Альтернативные названия гонадотропин-рилизинг-гормона:

гонадолиберин;
гонадотропин-рилизинг-гормон;
люлиберин;
гормон, высвобождающий лютеинизирующий гормон;
LHRH.

Что такое гонадотропин-рилизинг-гормон?

Гонадотропин-рилизинг-гормон вырабатывается и секретируется специализированными нервными клетками в гипоталамусе головного мозга. Он попадает в крошечные кровеносные сосуды, переносящие этот гормон из мозга в гипофиз, где он стимулирует выработку еще двух гормонов — фолликулостимулирующего гормона и лютеинизирующего гормона.

Эти гормоны попадают в общую циркуляцию крови и воздействуют на яички и яичники, инициируя и поддерживая их репродуктивные функции. Фолликулостимулирующий гормон и лютеинизирующий гормон контролируют уровень гормонов, вырабатываемых семенниками и яичниками (таких как тестостерон, эстрадиол ипрогестерон), и они важны для контроля выработки спермы у мужчин, а также созревания и высвобождения яйцеклетки во время каждого менструального цикла у женщин.

Как контролируется гонадотропин-рилизинг-гормон?

В детстве уровень гонадотропин-рилизинг-гормона чрезвычайно низок, но по мере приближения полового созревания наблюдается повышение уровня гонадотропин-рилизинг-гормона, что вызывает начало полового созревания.

Когда яичники и семенники полностью функциональны, выработка гонадотропин-рилизинг-гормона, лютеинизирующего гормона и фолликулостимулирующего гормона контролируется уровнями тестостерона (у мужчин), эстрогенов (например, эстрадиола) и прогестерона (у женщин). Если уровень этих гормонов повышается, производство гонадотропин-рилизинг-гормона снижается, и наоборот.

Есть одно исключение из этого правила: у женщин в середине менструального цикла эстрадиол (вырабатываемый фолликулом в яичнике, содержащий доминирующую яйцеклетку) достигает критической точки. Это стимулирует большое увеличение секреции гонадотропин-рилизинг-гормона и, как следствие, выброс лютеинизирующего гормона, стимулирующего высвобождение зрелой яйцеклетки. Этот процесс называется овуляцией.

Что произойдет, если у меня будет слишком много гонадотропин-рилизинг-гормона?

Неизвестно, каковы эффекты слишком большого количества гонадотропин-рилизинг-гормона. Крайне редко могут развиваться аденомы (опухоли) гипофиза, увеличивающие выработку гонадотропинов, что приводит к гиперпродукции тестостерона или эстрогена.

Что произойдет, если у меня будет слишком мало гонадотропин-рилизинг-гормона?

Дефицит гонадотропин-рилизинг-гормона в детстве означает, что человек не переживает период полового созревания. Примером может служить редкий генетический синдром, известный как синдром Каллмана, который вызывает потерю развития нервных клеток, продуцирующих гонадотропин-рилизинг-гормон, с последующей потерей пубертатного развития и полового созревания. Это чаще встречается у мужчин, чем у женщин, и приводит к потере развития яичек или яичников и бесплодию.

Любая травма или повреждение гипоталамуса также может вызвать потерю секреции гонадотропин-рилизинг-гормона, что остановит нормальную выработку фолликулостимулирующего гормона и лютеинизирующего гормона, вызывая потерю менструального цикла (аменорею) у женщин, потерю выработки спермы у мужчин. и потеря выработки гормонов яичками и яичниками.

Читайте также: