GnRH physiology
GnRH ต้องหลั่งเป็นจังหวะ (pulsatile) จึงกระตุ้น LH/FSH ได้ตามปกติ ส่วนการกระตุ้นอย่างต่อเนื่องทำให้ gonadotropins
เพิ่มช่วงแรก แล้วลดลงจาก pituitary desensitization ซึ่งเป็นพื้นฐานของการใช้ long-acting GnRH agonists
แกนควบคุม: Hypothalamus หลั่ง GnRH →
anterior pituitary หลั่ง LH/FSH → gonads สร้าง sex steroids และควบคุม gametogenesis โดยมี feedback กลับสู่ hypothalamus และ pituitary
1. การพัฒนา GnRH neurons
GnRH neurons มีความสัมพันธ์กับบริเวณ olfactory placode ในตัวอ่อน แล้วเคลื่อนตาม olfactory pathways เข้าสู่
hypothalamus และส่ง axons ไปยัง median eminence
- การเคลื่อนย้ายผิดปกติทำให้เกิด congenital GnRH deficiency ได้
- Kallmann
syndrome: GnRH deficiency ร่วมกับ anosmia/hyposmia จากความผิดปกติของการพัฒนา GnRH และ olfactory
pathways
- ยีนที่เกี่ยวข้อง ได้แก่ KAL1 ซึ่งสร้าง
anosmin-1, FGFR1 และ FGF8
Clinical clue: ผู้ป่วยไม่เข้าสู่วัยหนุ่มสาวหรือมี
hypogonadotropic hypogonadism ควรถามเรื่องการรับกลิ่น
2. การควบคุม GnRH pulsatility
การหลั่งขึ้นกับเครือข่าย hypothalamic
pulse generator ร่วมกับ neurotransmitters, neuropeptides และ sex steroid feedback
|
ตัวควบคุม |
บทบาทสำคัญ |
|
Kisspeptin → KISS1R |
กระตุ้น GnRH
ทั้งในชายและหญิง |
|
Neurokinin B — TAC3/TACR3 |
ช่วยควบคุมการกระตุ้น
GnRH และรูปแบบ pulse |
|
Dynorphin |
เป็นส่วนหนึ่งของเครือข่ายควบคุม
pulse generator |
|
Sex steroids |
ปรับทั้งความถี่และขนาดของ
pulses ผ่าน feedback |
|
ปัจจัยอื่น |
Catecholamines, opioids,
neuropeptide Y, CRH และ prolactin มีส่วนควบคุม |
Sex steroid feedback เกิดผ่านเซลล์ประสาทข้างเคียงและ
glial cells ด้วย ไม่ได้อาศัยการจับ receptor บน GnRH neurons โดยตรงเพียงอย่างเดียว
3. Pulsatile กับ continuous GnRH ให้ผลต่างกัน
|
รูปแบบ |
ผลต่อ pituitary |
ผลต่อ reproductive
axis |
|
Pulsatile GnRH |
กระตุ้น LH/FSH
เป็นจังหวะ |
คง sex
steroid production และ fertility |
|
Continuous GnRH/GnRH agonist |
เพิ่ม LH/FSH
ชั่วคราว แล้วเกิด desensitization |
กด gonadotropins
และ sex steroids |
- ผู้ป่วย hypothalamic GnRH deficiency ที่ pituitary
ยังตอบสนองได้ สามารถตอบสนองต่อ pulsatile
GnRH และฟื้นการทำงานของ reproductive axis ได้
- Long-acting
agonists เช่น leuprolide, nafarelin และ
goserelin อาศัยกลไก desensitization เพื่อกดแกนนี้
- มีการใช้ใน precocious puberty, prostate cancer, breast
cancer บางกรณี, uterine fibroids และ endometriosis
- หลังหยุดยา
แกนสามารถกลับมาทำงานได้เมื่อฤทธิ์กดหมดไปและระบบเดิมยังสมบูรณ์
จุดจำ: GnRH agonist แบบต่อเนื่องมี
initial stimulation หรือ flare ก่อนเข้าสู่ระยะ suppression
4. การประเมิน GnRH secretion
ไม่ใช้ peripheral GnRH เป็นตัวชี้วัดการหลั่งตามปกติ เพราะ:
- หลั่งเข้าสู่ hypophyseal portal circulation ซึ่งเก็บตัวอย่างโดยตรงในคนไม่ได้อย่างปลอดภัย
- มี half-life สั้นประมาณ 2–4 นาที
จึงใช้ LH pulsatility เป็น surrogate marker
- ในระบบที่ตอบสนองปกติ LH pulse สัมพันธ์กับ GnRH
pulse แบบประมาณ 1:1
- FSH หลั่งร่วมด้วย แต่ตรวจจับ pulse ยากกว่า เพราะ half-life
ยาวกว่าช่วงห่างระหว่าง GnRH pulses
- การประเมิน pulsatility ต้องอาศัยการเก็บเลือดต่อเนื่องหลายครั้ง;
LH ค่าเดียวไม่แสดงรูปแบบ pulse
5. หน้าที่ของ LH และ FSH
|
ฮอร์โมน |
ผู้หญิง |
ผู้ชาย |
|
LH |
กระตุ้น theca
cells สร้าง androgens ซึ่งเป็นสารตั้งต้นของ
estradiol; สำคัญต่อ ovulation และ corpus
luteum |
กระตุ้น Leydig
cells →
testosterone |
|
FSH |
ส่งเสริม follicular
development |
ร่วมกับ intratesticular
testosterone ระดับสูง เพื่อให้เกิด spermatogenesis |
6. Feedback จาก gonads
- Estradiol,
progesterone และ testosterone: โดยทั่วไปกด
LH/FSH ผ่านทั้ง hypothalamus และ
pituitary
- Sex
steroids มี positive feedback ได้ในบริบททางสรีรวิทยาบางช่วงของเพศหญิง
- Inhibin:
กดการสร้างและหลั่ง FSH เด่นกว่า LH
- Activin:
กระตุ้น FSH
7. การแปลผลเพื่อระบุตำแหน่งความผิดปกติ
ต้องพิจารณา sex steroids ร่วมกับ LH/FSH
|
รูปแบบ |
Sex steroids |
LH/FSH |
ตำแหน่งที่นึกถึง |
|
Primary hypogonadism —
hypergonadotropic |
ต่ำ |
สูง |
Gonadal dysfunction → สูญเสีย negative
feedback |
|
Central hypogonadism —
hypogonadotropic |
ต่ำ |
ต่ำหรือ ปกติอย่างไม่เหมาะสม |
Hypothalamic หรือ pituitary
dysfunction |
Clinical pearl: เมื่อ sex steroids ต่ำ ค่า LH/FSH ที่อยู่ใน reference range อาจยังผิดปกติ เพราะตามสรีรวิทยาควรสูงขึ้น การตรวจชุดนี้ช่วยแยก gonadal
กับ central dysfunction แต่ไม่สามารถแยก hypothalamic
จาก pituitary disease ได้เพียงลำพัง