2013年8月第34卷第4期首都医科大学学报Journal of Capital Medical UniversityAug.2013Vol.34No.4基金项目:国家重点基础研究发展计划(2011CB944502)、国家科技攻关计划(2012BAI32B04)、国家自然科学基金(81070461/H0404)资助。
Thisstudy was supported by the National Basic Research Program of China (2011CB944502),National Key Technology Research and Development Program of China (2012BAI32B04),and the National Natural Science Foundation of China (81070461).网络出版时间:2013-07-1817ʒ44网络出版地址:http :∥www.cnki.net /kcms /detail /11.3662.R.20130718.1744.023.html[doi :10.3969/j.issn.1006-7795.2013.04.010]·更年期及妇科内分泌·雌激素的生理意义石玉华1陈子江2(1.山东大学附属生殖医院,济南250001;2.山东大学附属省立医院,济南250001)【摘要】雌激素是女性最重要的性激素,通过与靶细胞核内的特异性受体结合发挥作用,在女性一生的各个时期都发挥着重要作用。
在青春期促进女性第二性征及生殖系统的发育,在育龄期维持月经周期及女性体征、促进胚胎着床、导致妊娠期母体的变化。
除对生殖系统的作用外,雌激素对骨骼系统、中枢神经系统以及心血管系统也有重要作用,绝经后女性体内因缺乏雌激素,导致泌尿生殖系统发生萎缩、骨质疏松,心血管疾病及老年性痴呆疾病的发生风险增加。
【关键词】雌激素;生理;生殖系统;青春期;绝经【中图分类号】R 339.2Physiological significance of estrogenSHI Yuhua ,CHEN Zijiang(1.Reproductive Medical Hospital ,Shandong University ,Jinan 250001,China ;2.Provincial Hospital ,Shandong University ,Jinan 250001,China )【Abstract 】Female reproductive endocrinology system plays an important role in the growth and development of other systems and the reproduction of human being.Estrogen is the most important steroid sex hormone in women ,which exert its impact via specific intranuclear receptors in target cells.Estrogen plays an irreplaceable role in every life phase of human being.Estrogen promotes the development of secondary sexual characteristics and reproductive system in puberty ,while it maintains menstrual cycle and female characters ,facilitate embryo implantation and cause maternal changes during pregnancy in child -bearing period.Besides reproductive system ,estrogen also impact skeletal system ,central nervous system and cardiovascular system.Due to the low level of estrogen ,urogenital system becomes atrophic and meanwhile the risk of osteoporosis ,cardiovascular disease and senile dementia increases in postmenopausal women.【Key words 】estrogen ;physiology ;reproductive system ;puberty ;menopause女性生殖内分泌系统对女性机体各系统的发育、生长有着重要意义。
其中,雌激素是最重要的性激素之一,内源性雌激素主要包括雌酮(estrone ,E1)、雌二醇(17β-estradiol ,E2)和雌三醇(estriol ,E3),发挥着重要的生理作用。
1雌激素的生理作用雌激素是由带有芳香A 环的18个碳原子组成的甾体激素。
胆固醇在胆固醇侧链裂解酶的作用下可转化为孕烯醇酮,后者经羟化作用成为17α-羟孕烯醇酮,再进一步羟化为脱氢表雄酮。
脱氢表雄酮是一种雄激素前体物质,它可以在酶的作用下生成雄烯二酮,而雄烯二酮在芳香化酶的作用下又可生成E1。
雌二醇脱氢酶最终将E1转化为E2。
E2是体内生物活性最强的雌激素,循环中98%的E2都与性激素结合球蛋白(sex hormone binding globulin ,SHBG )形成结合型雌激素。
雌激素在硫酸酯酶的硫酸化作用和糖脂化作用后被灭活并由肾脏排出体外。
雌激素可以通过被动扩散进入靶细胞,也可以由位于浆膜内的特异性转运子主动转运到细胞内。
通过细胞膜后,雌激素与靶细胞核内的特异性受体结合[1-2],包括雌激素受体α(estrogen receptor ,ER )和β。
ER α和ER β可以形成异二聚体,并表现出与DNA特异序列,即雌激素反应元件不同的亲和力[3]。
基因敲除小鼠的实验研究显示,ER α对靶组织内的基因转录更重要,而ER β基因敲除小鼠的损害较轻,主要表第4期石玉华等:雌激素的生理意义现为生育力减低[4]。
E2可以诱导其受体的转录并可刺激孕激素受体的生物合成,而后者是孕激素作用的必要条件。
反之,孕激素也可以抑制雌激素受体的转录,因此孕激素具有一定的抗雌激素作用。
雌激素的靶器官包括外阴、阴道、子宫、输卵管和卵巢。
生殖系统外的靶器官包括皮肤及其附属物、骨骼、心血管系统、中枢神经系统和肝脏。
雌激素与一系列生长因子共同作用促进了组织和器官的生长和分化,对生殖系统、神经系统和骨骼系统的发育都有重要作用。
此外,雌激素还作用于女性第二性征发育。
2雌激素对生殖系统的作用2.1青春期之前在胎儿期,胎盘产生大量E3,使胎儿暴露在高浓度的雌激素作用下。
雌激素对包括胎儿脑发育在内的许多功能发育都有着重要作用[5-6]。
研究[4,7]显示新生的敲除ERα基因小鼠会发生严重的生殖系统异常:如雌鼠的子宫和卵巢发育不全,而雄鼠则存在睾丸发育不全。
这2种表型都会导致不育。
ERβ基因敲除小鼠表型正常,只有雌鼠会出现生育力下降。
如果把2种受体的基因都敲除则会表现为比ERα敲除更严重的表型。
不过,通过对芳香化酶导致的雌激素缺乏和雌激素受体基因突变所致的雌激素抵抗的研究[8]显示,对于人类,雌激素对胎儿存活、胎盘生长或性分化并无显著影响。
硫酸酯酶缺乏也不会导致胎儿发育异常。
女性新生儿阴道上皮与育龄妇女很相似,表现为低pH值和糖原堆积。
子宫体积也较大,不过出生后6至12个月一般会缩小到原体积的三分之一。
这可能是由于夹闭脐带而去除胎盘源性雌激素使新生儿体内雌激素显著降低所致。
有报道[9]显示雌激素减少还会使女婴子宫增生的内膜发生撤退性出血。
出生后1周,低雌激素浓度使其对垂体的负反馈抑制作用消失,在促性腺激素释放激素(gonadotropin-relea-sing hormone,GnRH)脉冲分泌的刺激下垂体可产生较多的卵泡刺激素(follicle-stimulating hormone,FSH),诱导新生女婴卵巢内卵泡发育。
新生女婴的平均E2浓度略高于男婴,这主要就是由前者卵巢活性增加所致。
另外,由于循环雌激素减低会引起泌乳,因此出生后血清雌激素的突然减少还可导致短暂的乳腺分泌。
近2岁时,GnRH脉冲分泌持续性减少,继而引起垂体促性激素分泌的减少和对卵巢刺激的降低。
有报道[10],初学走路的孩子睡眠时每3 4个小时会出现低振幅低频率峰的黄体生成素(luteinizing hor-mone,LH)分泌,这说明这一时期GnRH分泌最低。
E2浓度一般仅为可检测到的低限甚至无法检测到。
最近,用更敏感的检测方法发现这一时期E2浓度存在波动。
6至9岁时,下丘脑活性逐渐增强,主要表现为FSH和LH脉冲幅度和频率的增加。
FSH可以增加细胞内cAMP浓度,诱导芳香化酶产生,而后者在雌激素合成过程中发挥重要作用。
但FSH和雌激素浓度在青春期开始前仍较低。
2.2青春期青春期前循环E2的轻微增加就可抑制垂体促腺激素的分泌,因此,这一时期下丘脑脉冲发生器基本完全被抑制,血清LH和FSH浓度也很低,不过其机制尚不清楚[11]。
对卵巢切除的灵长类的实验[12]表明,雌激素对GnRH脉冲发生器的活化并不起决定性的作用,但却可以调节促性腺激素的释放。
到了青春期,体内FSH增多,刺激卵巢内卵泡发育并产生大量E2,后者与肾上腺和卵巢源性雄激素共同作用,引起阴毛的生长。
卵巢、子宫、输卵管、阴道和乳腺也在E2的作用下开始发育。
根据Tanner分期,到了第3至4期,E2浓度达到近40pg/mL(140nmol/L)时,内膜增生程度已可以在应用孕激素后发生撤退出血。
月经初潮,一般由于E2浓度的短暂轻微的下降所致的雌激素撤退性出血。
月经初潮是女性青春期开始的标志。
2.3育龄期正常育龄期妇女最典型的特点就是规律月经的建立。
在每个月经周期中雌激素和促性腺激素间都存在一种互相制约的平衡机制。
FSH浓度升高诱导卵巢颗粒细胞内雄激素的芳香化,从而增加E2浓度。
E2和FSH可以刺激卵泡颗粒细胞高表达FSH受体。
外周E2的增加又可与卵巢抑制素一起反馈抑制FSH 的分泌。
当E2浓度超过一定阈值,就说明卵泡已完全成熟,垂体分泌大量LH和FSH,并诱导卵子排出和黄体形成。