Лютеинизирующий гормон - Luteinizing hormone

Хорионический гонадотропин альфа
Идентификаторы
Условное обозначение CGA
Альт. символы ХГЧ, GPHa, GPHA1
Ген NCBI 1081
HGNC 1885 г.
OMIM 118850
RefSeq NM_000735
UniProt P01215
Прочие данные
Locus Chr. 6 q14-q21
Бета-полипептид лютеинизирующего гормона
Идентификаторы
Условное обозначение LHB
Ген NCBI 3972
HGNC 6584
OMIM 152780
RefSeq NM_000894
UniProt P01229
Прочие данные
Locus Chr. 19 q13.3

Лютеинизирующий гормон ( ЛГ , также известный как лютропин и иногда lutrophin ) является гормоном производства гонадотропных клеток в передней доле гипофиза . Производство ЛГ регулируется гонадотропин-рилизинг-гормоном (ГнРГ) из гипоталамуса. У женщин резкое повышение уровня ЛГ (« выброс ЛГ ») вызывает овуляцию и развитие желтого тела . У мужчин, у которых ЛГ также называют гормоном , стимулирующим интерстициальные клетки ( ICSH ), он стимулирует выработку тестостерона клетками Лейдига . Он действует синергетически с фолликулостимулирующим гормоном ( ФСГ ).

Состав

LH является гетеро димерным гликопротеином . Каждая мономерная единица представляет собой молекулу гликопротеина ; одна альфа и одна бета субъединица образуют полноценный функциональный белок.

Его структура похожа на структуру других гликопротеиновых гормонов, фолликулостимулирующего гормона (ФСГ), тиреотропного гормона (ТТГ) и хорионического гонадотропина человека (ХГЧ). Белковый димер содержит 2 гликопептидные субъединицы (помеченные альфа- и бета-субъединицами), которые нековалентно связаны:

  • В альфа - субъединицы ЛГ, ФСГ, ТТГ и ХГЧ идентичны и содержат 92 аминокислот в человека , но 96 аминокислот в почти всех других видов позвоночных (гликопротеиновые гормоны не существуют у беспозвоночных).
  • В бета - субъединицы различны. LH имеет бета-субъединицу из 120 аминокислот (LHB), которая обеспечивает его специфическое биологическое действие и отвечает за специфичность взаимодействия с рецептором LH . Эта бета-субъединица содержит аминокислотную последовательность, которая проявляет большую гомологию с бета-субъединицей ХГЧ, и обе стимулируют один и тот же рецептор. Однако бета-субъединица ХГЧ содержит дополнительно 24 аминокислоты, и два гормона различаются по составу их сахарных фрагментов.

Различный состав этих олигосахаридов влияет на биологическую активность и скорость разложения. Биологический период полувыведения ЛГ составляет 20 минут, что короче, чем у ФСГ (3-4 часа) и ХГЧ (24 часа). Биологический период полувыведения ЛГ составляет 23 часа подкожно или конечный период полувыведения 10-12 часов.

Гены

Гена для альфа - субъединицы находится на хромосоме 6q 12.21.

Ген бета-субъединицы лютеинизирующего гормона локализован в кластере генов LHB / CGB на хромосоме 19q 13.32 . В отличие от активности альфа-гена, активность гена субъединицы бета-LH ограничена гонадотропными клетками гипофиза. Это регулируется гонадотропин-рилизинг-гормона из гипоталамуса . Ингибин , активин и половые гормоны не влияют на генетическую активность производства бета-субъединиц ЛГ.

Функция

Влияние ЛГ на организм

И у мужчин, и у женщин ЛГ воздействует на эндокринные клетки гонад, вырабатывая андрогены.

Воздействие на самок

ЛГ поддерживает клетки теки в яичниках, которые обеспечивают андрогены и гормональные предшественники для производства эстрадиола . Во время менструации ФСГ инициирует рост фолликулов , особенно поражая клетки гранулезы . С повышением уровня эстрогенов рецепторы ЛГ также экспрессируются в созревающем фолликуле, что заставляет его производить больше эстрадиола . В конце концов, когда фолликул полной зрелости, шип в 17α-гидроксипрогестерона производства фолликулом ингибирует продукцию эстрогенов , что приводит к снижению эстроген-опосредованную отрицательной обратной связи по гонадолиберина в гипоталамусе , который затем стимулирует высвобождение ЛГ из передний гипофиз . Однако другая теория пика ЛГ - это механизм положительной обратной связи от эстрадиола . Уровни продолжают расти на протяжении фолликулярной фазы, и когда они достигают неизвестного порога, это приводит к пику ЛГ. Этот эффект противоположен обычному механизму отрицательной обратной связи, представленному на более низких уровнях. Другими словами, механизм (ы) еще не ясен. Увеличение производства ЛГ длится от 24 до 48 часов. Этот «выброс ЛГ» вызывает овуляцию , тем самым не только высвобождая яйцеклетку из фолликула, но также инициируя преобразование остаточного фолликула в желтое тело, которое, в свою очередь, вырабатывает прогестерон для подготовки эндометрия к возможной имплантации . ЛГ необходим для поддержания лютеиновой функции в течение вторых двух недель менструального цикла. Если наступает беременность , уровень ЛГ будет снижаться, и вместо этого лютеиновая функция будет поддерживаться действием ХГЧ ( хорионический гонадотропин человека ), гормона, очень похожего на ЛГ, но секретируемого из новой плаценты.

Гонадные стероиды ( эстрогены и андрогены) обычно оказывают негативное влияние на высвобождение GnRH-1 на уровне гипоталамуса и гонадотропов, снижая их чувствительность к GnRH. Положительная обратная связь с помощью эстрогенов также возникает в гонадальной оси самок млекопитающих и отвечает за выброс ЛГ в середине цикла, который стимулирует овуляцию. Хотя эстрогены ингибируют kisspeptin (Kp) освобождение от kiss1 нейронов в АРК, эстрогены стимулируют Kp высвобождения из нейронов Kp в AVPV. По мере постепенного повышения уровня эстрогенов преобладает положительный эффект, приводящий к всплеску ЛГ. ГАМК- секретирующие нейроны, которые иннервируют нейроны GnRH-1, также могут стимулировать высвобождение GnRH-1. Эти нейроны ГАМК также обладают ER и могут быть ответственны за выброс GnRH-1. Частично ингибирующее действие эндорфинов на высвобождение GnRH-1 происходит через ингибирование этих нейронов ГАМК. Разрыв фолликула яичника во время овуляции вызывает резкое снижение синтеза эстрогена и заметное увеличение секреции прогестерона желтым телом яичника, восстанавливая преимущественно отрицательную обратную связь по гипоталамической секреции GnRH-1.

Эффекты у мужчин

ЛГ действует на клетки Лейдига в семенниках и регулируется гонадотропин-рилизинг-гормона (ГнРГ). Клетки Лейдига вырабатывают тестостерон под контролем ЛГ. ЛГ связывается с рецепторами ЛГ на поверхности мембраны клеток Лейдига. Связывание с этим рецептором вызывает увеличение циклического аденозинмонофосфата (цАМФ), вторичного мессенджера, который позволяет холестерину перемещаться в митохондрии. В митохондриях холестерин превращается в прегненолон с помощью CYP11A1. Затем прегненолон превращается в дегидроэпиандростерон (ДГЭА). Затем DHEA превращается в андростендион 3β-гидроксистероиддегидрогеназой (3β-HSD) и затем окончательно превращается в тестостерон 17β-гидроксистероиддегидрогеназой (HSD17B). Начало полового созревания контролируется двумя основными гормонами: ФСГ инициирует сперматогенез, а ЛГ сигнализирует о высвобождении тестостерона, андрогена, который оказывает как эндокринную активность, так и интратестикулярную активность на сперматогенез .

ЛГ высвобождается из гипофиза и контролируется импульсами гонадотропин-рилизинг-гормона . Когда уровень тестостерона в крови низкий, гипофиз стимулируется высвобождением ЛГ. По мере увеличения уровня тестостерона он будет воздействовать на гипофиз через петлю отрицательной обратной связи и, следовательно, ингибировать высвобождение GnRH и LH. Андрогены (включая тестостерон и дигидротестостерон ) ингибируют моноаминоксидазу (МАО) в шишковидной железе, что приводит к повышению уровня мелатонина и снижению уровня ЛГ и ФСГ за счет вызванного мелатонином увеличения синтеза и секреции гонадотропин-ингибирующего гормона (ГНИГ). Тестостерон также можно ароматизировать в эстрадиол (E2) для ингибирования ЛГ. E2 снижает амплитуду импульса и чувствительность к гонадолиберину от гипоталамуса к гипофизу.

Изменения уровней ЛГ и тестостерона в крови и пульсовой секреции вызываются изменениями сексуального возбуждения у мужчин.

Нормальные уровни

Референсные диапазоны содержания лютеинизирующего гормона (ЛГ) в крови во время менструального цикла .
  • Диапазоны, обозначенные биологической стадией, могут использоваться в тщательно контролируемых менструальных циклах в отношении других маркеров его биологического развития, при этом временная шкала сжимается или растягивается до того, насколько быстрее или медленнее, соответственно, цикл прогрессирует по сравнению со средним циклом.
  • Диапазоны, обозначенные Межцикловой изменчивостью , более подходят для использования в неконтролируемых циклах, когда известно только начало менструации, но где женщина точно знает среднюю продолжительность своего цикла и время овуляции, и что они в некоторой степени средне регулярны, с шкала времени сжимается или растягивается до того, насколько средняя продолжительность цикла женщины короче или длиннее, соответственно, чем в среднем по населению.
  • Диапазоны, обозначенные изменчивостью между женщинами , более подходят для использования, когда средняя продолжительность цикла и время овуляции неизвестны, но указано только начало менструации.

Уровни ЛГ обычно низкие в детстве и у женщин, высокие после менопаузы . Поскольку ЛГ секретируется в виде импульсов, необходимо следить за его концентрацией в течение достаточного периода времени, чтобы получить правильную информацию об уровне его в крови.

В репродуктивном возрасте типичные уровни составляют от 1 до 20 МЕ / л. Физиологические высокие уровни ЛГ наблюдаются во время всплеска ЛГ (vs) и обычно длятся 48 часов.

Для мужчин старше 18 лет референсный диапазон оценивается в 1,8–8,6 МЕ / л.

ЛГ измеряется в международных единицах (МЕ). При количественном определении количества ЛГ в образце в МЕ важно знать, по какому международному стандарту была откалибрована ваша партия ЛГ, поскольку они могут значительно варьироваться от года к году. Для ЛГ человека в моче одна МЕ в последнее время определяется как 1/189 часть ампулы, обозначенная 96/602 и распределяемая NIBSC , что соответствует примерно 0,04656 мкг белка ЛГ на одну МЕ, но старые стандартные версии все еще широко используются. .

Ovulatietest.jpg

Прогнозирование овуляции

Вероятность оплодотворения к дню менструального цикла относительно овуляции.

Обнаружение всплеска выброса лютеинизирующего гормона указывает на приближающуюся овуляцию . ЛГ может быть обнаружен с помощью наборов для прогнозирования овуляции в моче (OPK, также LH-kit), которые выполняются, как правило, ежедневно примерно в то время, когда может ожидаться овуляция. Преобразование отрицательного значения в положительное означает, что овуляция должна произойти в течение 24–48 часов, что дает женщинам два дня для полового акта или искусственного оплодотворения с целью зачатия .

Рекомендуемая частота тестирования различается у разных производителей. Например, тест Clearblue проводится ежедневно, и его повышенная частота не снижает риск пропустить выброс ЛГ. С другой стороны, китайская компания Nantong Egens Biotechnology рекомендует использовать свой тест два раза в день. При тестировании один раз в день не было обнаружено существенной разницы между тестированием ЛГ утром и вечером в отношении показателей зачатия, а рекомендации о том, в какое время дня проводить тест, варьируются между производителями и медицинскими работниками. Тесты можно считывать вручную с помощью бумажной полоски, меняющей цвет, или в цифровом виде с помощью считывающей электроники.

Тесты на лютеинизирующий гормон можно комбинировать с тестами на эстрадиол в таких тестах, как монитор фертильности Clearblue .

Чувствительность тестов на ЛГ измеряется в миллимеждународных единицах , при этом тесты обычно доступны в диапазоне 10–40 miu (чем меньше число, тем выше чувствительность).

Поскольку сперма может оставаться жизнеспособной у женщины в течение нескольких дней, тесты на ЛГ не рекомендуются для методов контрацепции , поскольку всплеск ЛГ обычно происходит после начала фертильного окна.

Состояния болезни

Избыток

У детей с преждевременным половым созреванием гипофизарного или центрального происхождения уровни ЛГ и ФСГ могут находиться в репродуктивном диапазоне вместо низких уровней, характерных для их возраста.

В репродуктивном возрасте относительно повышенный уровень ЛГ часто наблюдается у пациентов с синдромом поликистозных яичников ; однако для них было бы необычно иметь уровни ЛГ за пределами нормального репродуктивного диапазона.

Стабильно высокие уровни ЛГ указывают на ситуации, когда нормальная ограничивающая обратная связь от гонад отсутствует, что приводит к выработке гипофизом как ЛГ, так и ФСГ. Хотя это типично для менопаузы, это ненормально в репродуктивном возрасте. Там могут быть признаки:

  1. Преждевременная менопауза
  2. Дисгенезии гонад , синдром Тернера , синдром Клайнфельтера
  3. Кастрация
  4. Синдром Свайера
  5. Синдром поликистоза яичников
  6. Некоторые формы врожденной гиперплазии надпочечников
  7. Тестикулярная недостаточность
  8. Беременность - BetaHCG может имитировать ЛГ, поэтому тесты могут показать повышенный уровень ЛГ.

Примечание: медицинским препаратом для подавления секреции лютеинизирующего гормона является Бутиназоцин .

Дефицит

Снижение секреции ЛГ может привести к нарушению функции гонад (гипогонадизм). Это состояние обычно проявляется у мужчин как отказ в производстве нормального количества сперматозоидов. У женщин обычно наблюдается аменорея . К состояниям с очень низким уровнем секреции ЛГ относятся:

  1. Синдром Паскуалини
  2. Синдром Каллмана
  3. Подавление гипоталамуса
  4. Гипопитуитаризм
  5. Расстройство пищевого поведения
  6. Триада спортсменок
  7. Гиперпролактинемия
  8. Гипогонадизм
  9. Гонадосупрессивная терапия
    1. Антагонист ГнРГ
    2. Агонист ГнРГ (вызывает начальную стимуляцию (обострение) с последующей постоянной блокадой рецептора ГнРГ гипофиза)

Как лекарство

ЛГ доступен в смеси с ФСГ в форме менотропина и других форм гонадотропинов мочи . Более очищенные формы гонадотропинов мочи могут снижать долю ЛГ по отношению к ФСГ. Рекомбинантный ЛГ доступен как лутропин альфа (Luveris). Все эти лекарства нужно вводить парентерально. Они обычно используются в терапии бесплодия для стимуляции развития фолликулов, особенно при ЭКО .

Часто препараты ХГЧ используются как заменители ЛГ, потому что они активируют тот же рецептор. Используемый в медицине ХГЧ получают из мочи беременных женщин, он менее дорог и имеет более длительный период полураспада, чем ЛГ.

Роль в фосфорилировании

Фосфорилирование - это биохимический процесс, который включает добавление фосфата к органическому соединению. Стероидогенез влечет за собой процессы, посредством которых холестерин превращается в биологически активные стероидные гормоны. Недавнее исследование показывает, что ЛГ посредством пути передачи сигналов PKA регулирует фосфорилирование и локализацию DRP1 в митохондриях стероидогенных клеток яичника.

использованная литература

внешние ссылки