臨床生物化學(xué)/性激素的生理與生化

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臨床生物化學(xué)

內(nèi)分泌疾病的生物化學(xué)診斷
- 性激素紊亂的臨床生化
  - 性激素的生理與生化
  - 性腺功能的臨床生化檢測
  - 性激素紊亂性疾病的有關(guān)臨床生化診斷

性激素（sex hormones）包括雄性激素（androgens）、雌激素（estrogens）和孕激素孕酮（progesterone）三類，后二者合稱雌性激素。雄性激素主要為睪酮（testosterone）及少量的脫氫異雄酮（dehydroepiandrosterone，DHEA）和雄烯三酮（androste-nedione）。雌激素則主要為雌二醇（estrodiol）及少量雌酮（estrone）、雌三醇（estriol）。從化學(xué)上看，所有性激素都是類固醇類激素。有關(guān)類固醇激素生物合成在本章第三節(jié)已一并介紹（圖12-3）。由于某些酶活性在不同腺體及組織中存在差異，所以睪酮主要在男性睪丸間質(zhì)細胞中生成，女性血液中少量睪酮則為DHEA的代謝產(chǎn)物；DHEA及雄烯二酮由腎上腺皮質(zhì)、睪丸和卵巢分泌，并為女性的主要雄性激素；雌二醇主要由卵巢濾泡，黃體及妊娠時胎盤生成，極少量由睪丸產(chǎn)生或為睪酮代謝產(chǎn)物，并為男性的雌激素主要來源；雌酮大多為雄烯二酮代謝物；雌三醇除孕婦胎盤可直接分泌外，均為雌二醇的代謝產(chǎn)物；孕酮雖為類固醇激素合成的中間代謝產(chǎn)物，但血液中的孕酮幾乎都是由黃體或胎盤所分泌。

血漿中的性激素90％以上都和血漿蛋白形成可逆結(jié)合。其中雄性激素和雌激素主要與肝合成的一種β球蛋白-性激素結(jié)合球蛋白（sexhormone binding globulin，SHBG）結(jié)合，舊稱睪酮-雌激素結(jié)合球蛋白（testosterone-estrogen bindingglobulin，TEBG），孕酮及少量雌二醇則可與皮質(zhì)類固醇結(jié)合球蛋白（CBG）結(jié)合。性激素主要在肝臟代謝，除少量可直接和葡糖醛酸或硫酸結(jié)合成相應(yīng)的酯類排泄外，大部分需經(jīng)歷類固醇環(huán)上的化學(xué)轉(zhuǎn)化，再與上述兩種酸結(jié)合成酯，由尿或膽汁（少量）排泄。睪酮的主要代謝產(chǎn)物為雄酮及初膽烷醇酮，為尿中17-KS的主要來源。雌二醇和雌酮的主要代謝產(chǎn)物為雌三醇及2-甲氧基雌二醇。孕酮則主要代謝為孕烷二醇，故測定孕烷二醇尿排量可作為黃體功能指標。

但睪酮在睪丸及其他靶組織中存在的5α-還原酶作用下，可生成5α-二氫睪酮，其與受體親和力比睪酮還強，被認為是睪酮的活性形式，在胚胎期及出生后男性生殖器分化、形成和發(fā)育上有重要作用。先天性5α-還原酶缺陷者，可發(fā)生男性假兩性畸形，5α-二氫睪酮的進一步代謝產(chǎn)物為雄烷二醇。

（二）性激素的生理功能與分泌調(diào)節(jié)

⒈雄性激素的生理功能與分泌調(diào)節(jié) 雄性激素主要是睪酮，其生理功能可概括為：①刺激胚胎期及出生后男性內(nèi)外生殖器的分化、形成和發(fā)育，參與男性性功能及第二性征的出現(xiàn)和維持；②促進蛋白質(zhì)合成的同化作用，使機體呈正氮平衡，對男性青春期的長高起著重要作用；③促進腎臟合成促紅細胞生成素（erythropoietin），刺激骨髓的造血功能。

睪丸的內(nèi)分泌功能主要通過睪酮對下丘腦GnRH釋放及腺垂體 LH和FSH分泌的負反饋調(diào)節(jié)來控制。LH可與睪丸間質(zhì)細胞膜上的受體結(jié)合，促進睪酮的合成、分泌。而FSH則在LH誘導(dǎo)下分泌的適量睪酮參與下，促進精子的生成。非青春期睪酮分泌的晝夜節(jié)律不甚明顯，清晨約比傍晚高20％。但進入青春期的男孩，可能因松果體分泌的降黑素減少，GnRH出現(xiàn)約每2h一次的脈沖式分泌，特別在夜間尤著，促使LH及FSH釋放增多。出現(xiàn)青春期特有的性及體格發(fā)育完善，第二性征的形成。男性青春期一般始于11-13歲，18-24歲發(fā)育成熟。

⒉雌性激素的生理功能及分泌調(diào)節(jié) 雌二醇等雌激素的生理功能主要有：①促進女性生殖器官的發(fā)育及功能形成、第二性征的出現(xiàn)和維持，并與孕激素協(xié)同配合，形成月經(jīng)周期。②對代謝的影響，包括促進肝臟合成多種血漿中的轉(zhuǎn)運蛋白，如運鐵蛋白、甲狀腺素結(jié)合蛋白、皮質(zhì)類固醇結(jié)合蛋白等；降低血漿膽固醇，但促進HDL的合成，并減少動脈壁彈性硬蛋白，故生育期婦女不易發(fā)生動脈粥樣硬化及冠心病；還可促進鈣鹽在骨沉積，促進腎上管對鈉和水的重吸收等。孕激素的作用則主要為與雌激素協(xié)同作用于子宮內(nèi)膜，形成月經(jīng)周期；還可松弛子宮及胃腸道平滑肌，促進乳腺腺泡和導(dǎo)管的發(fā)育，促進水鈉排泄，并在排卵后使基礎(chǔ)體溫升高約1℃。

雌激素的卵巢分泌在青春期前，主要受雌激素對垂體LH、FSH分泌的負反饋調(diào)節(jié)而控制，少量孕激素可由腎上腺皮質(zhì)分泌。但女性進入青春期（13-18歲）后，下丘腦出現(xiàn)約60-90min一次的強脈沖式GnRH分泌，促進腺垂體大量釋放LH和FSH。女性內(nèi)外生殖器發(fā)育成熟，第二性征出現(xiàn)，并誘導(dǎo)卵泡細胞膜上的FSH受體及卵泡內(nèi)膜、顆粒細胞膜上的LH受體增多，周期性地每次出現(xiàn)一個成熟卵泡，而雌激素和孕激素的分泌亦出現(xiàn)與卵泡周期性變化有關(guān)的波動，形成月經(jīng)及周期性排卵，標志著女性性功能發(fā)育成熟。月經(jīng)周期中，排卵前分別由卵泡的內(nèi)膜細胞及顆粒細胞合成分泌雌激素和少量孕酮，排卵后則由黃體顆粒細胞及黃體卵泡內(nèi)膜細胞大量合成釋放孕酮和雌激素。月經(jīng)周期中卵巢內(nèi)分泌活動的周期性變化，也受下丘腦-腺垂體-卵巢內(nèi)分泌細胞調(diào)節(jié)軸的控制，但不同于其他內(nèi)分泌，其反饋調(diào)節(jié)方式較復(fù)雜，簡述如下：①當前次月經(jīng)中的黃體萎縮后，血中雌、孕激素急劇下降，負反饋地促進下丘腦GnRH及垂體LH、FSH釋放逐漸增多，刺激卵泡發(fā)育和雌激素分泌逐漸增加，子宮內(nèi)膜出現(xiàn)增生期變化；②隨著卵泡發(fā)育成熟，高濃度雌激素反而對下丘腦GnRH釋放產(chǎn)生脈沖式強正反饋調(diào)節(jié)，并進而引起腺垂體LH、FSH分泌高峰，誘發(fā)排卵；③LH、FSH在排卵后迅速下降，排卵后破裂的卵泡形成的黃體在LH作用下，繼續(xù)分泌雌激素及大量分泌孕激素，約于排卵后一周出現(xiàn)雌激素的第二次高峰及孕激素高峰，子宮內(nèi)膜由增生期轉(zhuǎn)變?yōu)榉置谄?；④若未受孕，則高雌激素水平在同時存在的孕激素水平協(xié)同下，對下丘腦及垂體產(chǎn)生負反饋調(diào)節(jié)，GnRH、LH和FSH分泌進一步減少，黃體萎縮，血中雌、孕激素驟降，子宮內(nèi)膜也隨之缺血、壞死脫落形成月經(jīng)。圖12-5總結(jié)了月結(jié)周期中有關(guān)激素濃度的變化。有關(guān)妊娠時性激素的分泌及調(diào)節(jié)，將在第十四章中介紹。

月經(jīng)周期中有關(guān)雌性激素變化示意圖

圖12-5　月經(jīng)周期中有關(guān)雌性激素變化示意圖

由此看出，血中性激素水平，特別是雌性激素水平，在不同的發(fā)育階段及月經(jīng)周期的不同期，有不同的參考范圍。表12-7列舉了正常人血清性激素水平的參考范圍。

表12-7　正常人血清主要性激素水平參考范圍

		男		女
睪酮	兒童	＜8.8nmol/L		＜0.7 nmol/L
	成人	14-25.4 nmol/L		1.3-2.8 nmol/L
			妊娠期	2.7-5.3 nmol/L
雌二醇	成人	29-132pmol/L	卵泡期	17-330pmol/L
			排卵期	370-1850 pmol/L
			黃體期	184-881 pmol/L
-			絕經(jīng)期	37-110 pmol/L
孕　酮	成人	0.38-0.95nmol/L	卵泡期	0.6-1.9 pmol/L
			排卵期	1.1-11.2nmol/L
			黃體期	20.8-103.0 nmol/L
LH	兒童	1.6-2.0 IU/L		1.5-2.3 IU/L
	成人	6-23 IU/L	卵泡期	5-20 IU/L
			排卵期	75-150 IU/L
			黃體期	3-30 IU/L
			絕經(jīng)期	30-130 IU/L
FSH	兒童	2.0-2.5 IU/L		2.1-2.9 IU/L
	成人	3-30 IU/L	卵泡期	5-20 IU/L
			排卵期	10-90 IU/L
			黃體期	5-12 IU/L
			絕經(jīng)期	40-250 IU/L