下丘腦是如何控制身體分泌神經激素的?

下丘腦位於丘腦的下部,重量僅4克,是神經內分泌的高階中樞,透過控制自主神經和植物神經功能調節內臟活動。下丘腦的損傷會導致攝食、飲水、性行為、打鬥、體溫調節和活動水平等動機行為方面的異常。

下丘腦弓狀核等處的一些神經元具有神經內分泌功能,能分泌多種神經激素,堪稱激素司令部。這些神經激素在大腦內經過特定的血液迴圈途徑,到達腦垂體中各自的激素分泌細胞。接下來,垂體按指令合成相應的激素,指導內分泌腺體以及具有內分泌功能的器官分泌功能性激素,指導組織器官的生理行為。

下丘腦是如何控制身體分泌神經激素的?

下丘腦分泌的GnRH(

促性腺激素釋放激素

)的半衰期僅有2~4分鐘,釋放後,就迅速被肝臟和腎臟降解失活。GnRH如何在這麼短的時間內發揮作用?聰明的GnRH找到了好辦法。它像諜戰劇裡“嘀嘀嗒”“嘀嗒嗒”的電報機一樣,以脈衝釋放的形式,向垂體中的促性腺激素細胞傳達指令。GnRH分泌的頻率和幅度不同,指令的內容不同。

GnRH 脈衝頻率越快,越有助於 LH (

促黃體生成素

)的分泌;GnRH 分泌的頻率較慢時,則有利於 FSH(

促卵泡

激素) 的分泌。很多激素都採用這種電報機式模式,以特定的頻率和振幅作為特定的指令,指導下級細胞完成指定的生理功能。

GnRH在月經週期的不同階段,其脈衝式釋放的頻率和幅度都不一樣,垂體按照指令嚴格行動,或分泌FSH,或分泌LH,或者同時分泌 FSH 和 LH,精準地調節卵巢中雌激素和孕激素的分泌,繼而實現對月經週期的嚴密調控。

下丘腦是如何控制身體分泌神經激素的?

下丘腦中的GnRH分泌細胞時刻監測著血液中雌激素的含量。當雌激素含量過高時,會抑制分泌GnRH。當雌激素含量過低時,又會促進GnRH的分泌。

月經來臨的前兩天,由於卵巢黃體退化,雌激素、孕激素以及抑制素A的水平降至最低,下丘腦分泌的GnRH以較緩的脈衝頻率小幅度地釋放,直接督促垂體啟動 FSH 的分泌,此時 GnRH 不刺激LH的分泌。

在新的月經週期開始後,GnRH透過促進FSH合成間接督促卵巢產生雌激素,月經週期進入卵泡期。在卵泡期晚期,GnRH改變了“電報密碼”,釋放的頻率和幅度有所增加,LH 開始分泌,LH/FSH 比值增高。之後,GnRH 繼續推動LH和FSH分泌量增高,優勢卵泡分泌的雌激素水平不斷升高。

下丘腦是如何控制身體分泌神經激素的?

當血液迴圈中的雌激素水平達到並連續48小時維持在200pg/ml的高水平,下丘腦GnRH分泌細胞以正向反饋響應雌激素水平,GnRH大量釋放,繼而腦垂體中的LH大量釋放,血液迴圈中的LH達到峰值,卵巢排卵。排卵後,下丘腦分泌 GnRH 頻率減低、幅度增加,這是督促垂體分泌 LH 的訊號,於是 LH 合成分泌增加,卵巢中孕激素分泌增加。

在月經來潮的前兩天,下丘腦偵測到雌激素水平的下降,啟動GnRH的低頻小幅度分泌,刺激垂體分泌FSH,卵巢內新一輪的卵泡募集開始啟動,卵泡開始發育。