下丘脑-垂体-性腺轴系统在动物疾病中的作用

西北农林科技大学动物科技学院 712100

人体内分泌系统有三大分支系统，包括下丘脑-垂体-肾上腺轴、下丘脑-垂体-甲状腺轴和下丘脑-垂体-性腺轴（HPGA）。下丘脑-垂体-肾上腺轴主要参与控制应激反应，调节许多身体活动，下丘脑-垂体-甲状腺轴主要是通过甲状腺素水平调节人体代谢，下丘脑-垂体-性腺轴是控制人体性激素分泌的分支。

1 下丘脑-垂体-性腺轴对动物机体生殖活动调节的作用机理

就HPGA这条分支来说，其作用机制主要是通过下丘脑的神经内分泌细胞分泌释放促性腺激素释放激素（GnRH），沿着垂体的门脉循环运送到垂体前叶，调节促性腺激素的分泌，垂体前叶分泌的促性腺素最终作用于性腺来实现的。可以说一切与生殖繁育有关的现象都受到下丘脑-垂体-性腺轴系统的调控，如母畜发情的周期，就是受到下丘脑-垂体-性腺轴系统复杂地调控的。在发情季节，下丘脑的某些神经内分泌细胞分泌促性腺激素释放激素，沿着垂体的门脉循环运送到垂体前叶，调节促性腺激素的分泌，垂体前叶释放的促卵泡素进入血液，然后通过血液循环被运送到卵巢，起到促进卵巢发育的作用。同时在与垂体前叶分泌的促黄体素的协同作用下，促进卵泡的进一步发育，而发育的卵泡所分泌的雌激素又与促卵泡素协同，从而使得卵泡对增加促卵泡素与促黄体素受体的表达，于是就提高了卵泡对这两种激素的敏感程度，进一步促进卵泡的生长，增加分泌雌激素的量。这些雌激素通过血液循环被运输到中枢神经系统，并在少量孕酮的作用下，引起母畜的发情。当雌激素的量达到一定程度时，一方面通过负反馈调节，抑制垂体前叶分泌促卵泡素，另一方面又通过正反馈调节，促进垂体前叶分泌促黄体素。当促黄体素达到排卵前的最高峰时，会引起卵泡的成熟破裂进而排卵。排卵后在促黄体素的作用下使得卵泡的颗粒层细胞转变为分泌孕酮的黄体细胞而形成黄体。在黄体期，由于孕酮分泌量的增加，对垂体前叶起到负反馈作用，使得促黄体素的分泌量减少。当孕酮量达到一定程度时，对下丘脑与垂体前叶有负反馈作用，抑制促卵泡素的分泌，使得卵泡停止发育，从而使雌激素量降低，进而使发情终止。如果母畜未妊娠，子宫内膜则会产生PGF2α溶解黄体，使黄体逐渐退化，导致孕酮分泌量的急剧下降。于是孕酮对垂体的抑制作用降低，垂体则增加对促卵泡素的分泌，卵泡在促卵泡素的刺激下开始发育。随着黄体的完全退化，解除了孕酮对垂体的控制，于是FSH的分泌量增加，使得卵泡继续发育，于是母畜就开始了新一轮的发情。

2 下丘脑-垂体-性腺轴功能性障碍引起的疾病

（1）下丘脑-垂体-性腺轴功能性障碍引起生殖方面的障碍。正常的下丘脑-垂体-性腺轴系统会使动物体有关的生殖繁育行为有条不紊地进行，而当下丘脑-垂体-性腺轴系统的任何一部分出现了错误则会严重影响到动物体的生殖与繁育，而导致错误的原因包括外源性的与内源性的。外源性的因素为外界环境对动物机体的刺激，内源性的因素为先天性畸形。如人类低促性腺激素性腺功能减退症（HH），是一种罕见的由于缺乏正常下丘脑-垂体功能导致生殖功能障碍。导致HH的病因一部分是垂体异常，另一部分是由于下丘脑GnRH的分泌异常。其中10%是因为GnRH基因突变，其余90%是由于情绪和过度运动等造成的功能性GnRH分泌紊乱。GnRH分泌量的改变会扰乱FSH与LH的分泌，从而导致有关生殖生理功能的障碍[1]。

（2）下丘脑-垂体-性腺轴功能性障碍引起的非生殖方面的障碍。下丘脑-垂体-性腺轴系统的功能性障碍除了会影响到生殖机能障碍外，还会影响到其他生理功能的正常运行，产生并发症状，如会引发抑郁症。

HPGA影响抑郁症发病的机制。①HPGA影响单胺类神经递质。现今人们公认的引发抑郁症的发病机制是单胺类神经递质分泌不足，抑郁症患者体内单胺类代谢紊乱影响了垂体的功能。此外雌激素可通过调节多种神经递质系统对抑郁症产生影响。实验证明，雌激素可以增强单胺类神经递质的活性，增强神经元的功能和神经递质的传递，进而改善抑郁症的症状[2]。②HPGA与下丘脑-垂体-肾上腺轴关系。抑郁症患者的下丘脑-垂体-肾上腺轴会表现功能性的亢进，导致促肾上腺激素释放激素分泌水平的增高，进而抑制GnRH的分泌，介导抑郁症的发生[3]。

HPGA功能障碍会影响到其他生理活动的正常进行，其他生理活动的异常也会影响到HPGA的正常运行，造成HPGA功能型障碍而导致生殖方面的一些问题。如肥胖会引起GnRH，LH,FSH分泌异常，而LH在精子发生过程中会促进睾丸间质细胞合成睾酮，FSH具有控制支持细胞进而控制精子生成的作用。因而LH与FSH分泌异常会导致睾丸间质细胞与支持细胞功能性障碍，最终影响精子的发生过程。然而肥胖影响生殖功能的原因还有很多，如肥胖会引起生殖细胞的氧化损伤，其中肥胖引起线粒体的损伤，是导致生殖细胞氧化损伤的重要原因[4]。但是目前在肥胖引起线粒体损伤方面的研究还很少，作用机理还不明确。因此，从分子层面上研究肥胖引起线粒体损伤对生殖的影响会成为未来研究的重要方向。

（3）下丘脑-垂体-性腺轴功能性障碍引起疾病的治疗方法。HPGA发挥作用的方式主要是通过调节各种生殖激素来实现的，因此各种由于HPGA功能性障碍引起的生殖方面的疾病，可以通过体外补充相关的生殖激素得到缓解。如人的低促性腺激素性腺功能减退症，可以通过服用特定比例的FSH，LH药物来进行促卵泡治疗[1]。因此在对HPGA功能性障碍引起生殖方面疾病时，首先要了解由哪些生殖激素的分泌异常而导致的疾病。其次就是需要根据各种生殖激素间的相互作用关系，相应地补充一些有关的生殖激素药物。

3 其他因素引起的下丘脑-垂体-性腺轴功能性障碍

生殖激素只是直接作用于HPGA，还有许多其他因素会通过影响生殖激素分泌间接作用于HPGA。一些非生殖激素类的激素也会影响动物机体的繁殖，如维生素D。研究表明，虽然缺乏维生素D的男性具有生殖功能，但是其与正常女性一起受孕的概率要比维生素D充足的男性与正常女性一起受孕的概率小45%[5]，造成这种现象的原因主要是由于维生素D的缺乏会引起精子活率的降低[8]；褪黑素在动物繁殖过程中也起到重要的作用，褪黑激素不仅可以通过作用于垂体与下丘脑上的相应受体调控生殖激素的分泌，还可以作用于卵泡颗粒细胞和卵巢上的膜受体直接调控卵泡的形成[6]。除了一些非生殖激素的激素因素，还有一些环境因素会影响到动物的生殖过程，其中最主要的因素是温度。恒温动物都存在一个相应的等热点，当环境温度高于等热点时，机体的体温调节系统会出现一系列的生理障碍，导致动物机体出现热应激。热应激可直接作用于生殖系统，对动物生殖激素的分泌产生影响[7]。

4 当前存在的问题

虽然当前人们对HPGA的生理功能有了较为全面的研究，并意识到HPGA在许多与生殖有关的疾病中起着越来越重要的作用，但是对一些通过作用于HPGA间接导致生殖疾病的作用机理还是了解的不够全面。

[1]徐艳文，朱莉，古芳，苗本郁.低促性腺激素性腺功能减退症的促卵泡治疗.生殖与避孕.2012，32（9）：627-629.

[2]Kugaya A，Epperson CN,Zoghbi S.Increase in prefrontal cortex serotonin 2A receptors following estrogen treatment in postmenopausal women[J].Am J Psychitry，2003，160（8）：1522-1524.

[3]李玲.下丘脑-垂体-性腺轴与抑郁症相关性的研究进程.医学综述.2014，20（21）：3872-3874.

[4]于海涛，王舒然.肥胖对男性生殖功能影响机制的探讨.吉林医药学院学报.2014，35（1）：55-58.

[5]Kw iecinski GG，Petrie GI，DeLuca HF. Vitam in D is necessary for reproductive functions of the []male rat[J].Journal of Nutrition， 1989，119：741-744.

[6]何珲，姜冬梅，康波.褪黑素调控动物繁殖功能的途径.中国生物化学与分子生物学报.2014,30（2）：144-149.

[7]郭亮,张敏红.热应激影响家畜繁殖机能的机理及其调控研究进展. 中国畜牧兽医.2012,35（9）：119-122.

[8]靳光，薛艳蓉.维生素 D 对雄性动物生殖的影响.饲料添加剂.2015.06-38-2.