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第三节 卵巢的功能及周期性变化
（一）卵巢的主要功能
卵巢的主要功能为产生卵子并排卵的生殖功能及产生性激素的内分泌功能。
（二）卵巢的周期性变化
从青春期开始至绝经前，卵巢在形态和功能上发生周期性变化称卵巢周期（ovarian cycle）。
1.卵泡的发育与成熟
卵泡的发育始于胚胎时期，自胚胎形成后始基卵泡即进入不断的自主发育和退化闭锁的过程中，此过程不依赖于促性腺激素。胚胎16～20周时两侧卵巢共有600万～700万个始基卵泡，由于退化闭锁，始基卵泡数量逐渐减少，出生时卵巢大约有200万个卵泡，儿童期多数卵泡退化，近青春期只剩下约30万～50万个卵泡。进入青春期后，卵泡由自主发育推进至发育成熟的过程则依赖于促性腺激素的刺激。生育期每月发育一批（3～11个）卵泡，经过募集、选择，一般只有一个优势卵泡可达完全成熟，并排出卵子，其余的卵泡发育到一定程度后通过细胞凋亡而自行退化，称卵泡闭锁。女性一生中一般只有400～500个卵泡发育成熟并排卵。根据卵泡的形态、大小、生长速度和组织学特征，可将其生长过程分为以下几个阶段（图2-1）。
图2-1 不同发育阶段的卵泡形态示意图
（1）始基卵泡（primordial follicle）：
是女性的基本生殖单位，由一个停留于减数分裂双线期的初级卵母细胞及环绕其周围成单层梭形的前颗粒细胞组成。
（2）窦前卵泡（preantral follicle）：
始基卵泡的卵母细胞增大，其周围的梭形前颗粒细胞分化为单层立方状颗粒细胞，成为初级卵泡。与此同时，颗粒细胞合成与分泌黏多糖，在卵细胞周围形成透明带。颗粒细胞进一步增殖变为多层，卵泡增大，形成次级卵泡，包绕颗粒细胞外围的间质细胞形成卵泡内膜层和卵泡外膜层。此阶段，颗粒细胞内出现促卵泡激素（folliclestimulating hormone，FSH）、雌激素和雄激素三种受体，具备了对上述三种激素的反应性。卵泡内膜细胞出现黄体生成素（luteinizing hormone，LH）受体，具备了合成甾体激素的能力。
（3）窦状卵泡（antral follicle）：
在雌激素和FSH的协同作用下，颗粒细胞间卵泡液增加，形成卵泡腔，卵泡增大称窦状卵泡。在FSH的作用下有一群窦状卵泡进入生长发育，这种现象称为募集，约在月经周期第7日；在被募集的发育卵泡群中，FSH阈值最低的一个卵泡优先发育成为优势卵泡，其余的卵泡逐渐闭锁，这种现象称为选择。月经周期第11～13日，优势卵泡增至18mm左右，在FSH的作用下颗粒细胞出现LH受体及催乳素（prolactin，PRL）受体，并在LH及PRL协同作用下，雌激素的分泌量较窦前卵泡明显增加。
（4）排卵前卵泡（preovulatory follicle）：
为卵泡发育的最后阶段，卵泡液急骤增加，卵泡腔增大，卵泡体积显著增大，直径可达18～23mm。卵泡向卵巢表面突出，其结构从外到内依次为：①卵泡外膜：为致密的卵巢间质组织，与卵巢间质无明显界限；②卵泡内膜：从卵巢皮质层间质细胞衍化而来，细胞呈多边形，较颗粒细胞大，此层含有丰富血管；③颗粒细胞：细胞呈立方形，细胞间无血管存在，营养来自外周的卵泡内膜；④卵泡腔：腔内充满大量清澈的卵泡液和雌激素；⑤卵丘：呈丘状突出于卵泡腔，卵细胞深藏其中；⑥放射冠：直接围绕卵泡层的一层颗粒细胞，呈放射状排列；⑦透明带：在放射冠与卵泡细胞间有一层很薄的透明膜，称透明带。
自月经第一日至卵泡发育成熟，称为卵泡期，一般需10～14日。
2.排卵
卵细胞和它周围的卵丘颗粒细胞一起被排出的过程称排卵（ovulation）。排卵时随卵细胞同时排出的有透明带、放射冠及小部分卵丘内的颗粒细胞，排卵多发生在下次月经来潮前14日左右。排卵前，由于成熟卵泡分泌的雌激素高峰对下丘脑的正反馈作用，下丘脑大量释放促性腺激素释放激素（gonadotrophin-releasing hormone，GnRH），刺激垂体释放促性腺激素，出现LH/FSH排卵峰。LH峰使初级卵母细胞完成第一次减数分裂，排出第一极体，成熟为次级卵母细胞。在LH峰作用下排卵前卵泡黄素化，产生孕酮。LH/FSH排卵峰与孕酮协同作用，激活卵泡液内蛋白溶酶活性，溶解卵泡壁隆起尖端部分，形成排卵孔。排卵前卵泡液中前列腺素显著增加，排卵时达高峰。前列腺素可促进卵泡壁释放蛋白溶酶，也促使卵巢内平滑肌收缩，有助于排卵。卵子可以从两侧卵巢轮流排出，也可由一侧卵巢连续排出，排出后经过输卵管伞部拾卵，通过输卵管运送至子宫腔。
3.黄体的形成与退化
排卵后卵泡液流出，卵泡壁塌陷，卵泡膜血管破裂，血液流入腔内，破口很快由纤维蛋白封闭形成血体。卵泡内残留的颗粒细胞和卵泡内膜细胞在黄体生成素作用下黄素化，形成颗粒黄体细胞和卵泡内膜黄体细胞，外围包绕卵泡外膜细胞，共同形成黄体。于排卵后7～8日（相当于月经周期的第22天左右），黄体发育达高峰称成熟黄体，直径1～2cm，外观黄色。黄体寿命为排卵日至月经来潮这段时期，称为黄体期，一般为14日。
若受孕，黄体则在胚胎滋养细胞分泌的人绒毛膜促性腺激素（human chorionic gonadotropin，hCG）作用下增大，并转变为妊娠黄体，至妊娠3个月末才退化，此后主要依靠胎盘分泌的甾体激素维持妊娠。
若未受孕，黄体可在排卵后9～10日开始自然退化，黄体功能限于14日，经8～10周才成为白色瘢痕称白体。雌激素与前列腺素是促使黄体退化的重要因素。黄体衰退后月经来潮，卵巢中又有新的卵泡发育，开始新的周期。
（三）卵巢性激素的合成及分泌
卵巢合成及分泌的激素包括雌激素（estrogen，E）、孕激素（progesterone，P）和少量雄激素（androgen，A），均为甾体激素。排卵前雌激素来自颗粒细胞和卵泡内膜细胞，排卵后，黄体分泌大量孕激素和雌激素，卵巢间质细胞能合成极少量雄激素。
1.甾体激素的基本化学结构
性激素的基本结构与胆固醇相似，均由17个碳原子形成3个6-碳环和一个5-碳环组成的环戊烷多氢菲核组成。性激素按碳原子数目可分为三组：孕激素含21个碳原子，如孕酮；雄激素含19个碳原子，如睾酮；雌激素含18个碳原子，如雌二醇、雌酮、雌三醇。
2.甾体激素的生物合成过程
卵巢组织具有直接摄取胆固醇合成性激素的酶系。由胆固醇合成的孕烯醇酮是合成所有甾体激素的前身物质。孕烯醇酮合成雄烯二酮有Δ 4和Δ 5两条途径。卵巢在排卵前以Δ 5途径合成雌激素，排卵后可通过Δ 4和Δ 5两种途径合成雌激素。孕酮的合成是通过Δ 4途径（图2-2）。
图2-2 性激素的生物合成途径
雌激素的合成是由卵巢的卵泡膜细胞与颗粒细胞在FSH和LH的共同作用下完成。卵泡内膜细胞上有LH受体，LH与LH受体结合后可使细胞内胆固醇形成雄烯二酮与睾酮，后两者可透过细胞膜进入颗粒细胞内成为雌激素的前身物质。颗粒细胞上有FSH受体，FSH与FSH受体结合后可激活芳香化酶活性，将雄烯二酮和睾酮分别转化为雌酮与雌二醇，进入血循环和卵泡液中，此即为雌激素合成的两种细胞-两种促性腺激素学说（图2-3）。
图2-3 雌激素合成的两种细胞-两种促性腺激素学说示意图
3.甾体激素的分解与代谢
甾体激素的分解主要在肝脏内进行，雌二醇的代谢产物为雌酮及其硫酸盐、雌三醇等，降解产物与葡萄糖醛酸结合成水溶性物质，主要经肾脏排出；有一部分经胆汁排入肠内可再吸收入肝，即肝肠循环。孕激素主要代谢为孕二醇，睾酮代谢为雄酮、原胆烷醇酮，均主要以葡萄糖醛酸盐的形式经肾脏排出。
4.卵巢性激素分泌的周期性变化
（1）雌激素：
卵泡开始发育时，雌激素分泌量很少；至月经第7日卵泡分泌雌激素量迅速增加，于排卵前达高峰，排卵后稍减少；排卵后1～2日，黄体开始分泌雌激素使循环中雌激素又逐渐上升，在排卵后7～8日黄体成熟时，又形成一高峰。此后，黄体萎缩，雌激素水平急剧下降，在月经期达最低水平。月经周期中雌激素的后一高峰均值低于第一高峰。
（2）孕激素：
卵泡期卵泡不分泌孕酮，排卵前成熟卵泡的颗粒细胞在LH排卵高峰的作用下黄体化，开始分泌少量孕酮，排卵后黄体分泌孕酮逐渐增加，至排卵后7～8日黄体成熟时，分泌量达高峰，以后逐渐下降，到月经来潮时降到卵泡期水平。
（3）雄激素：
女性雄激素主要来自肾上腺，少量来源于卵巢，包括睾酮、雄烯二酮和脱氢表雄酮。排卵前雄激素水平升高，一方面可促进非优势卵泡闭锁，另一方面可提高性欲。
5.卵巢性激素的生理作用
（1）雌激素的生理作用
1）子宫肌层：
增加子宫的血运，促使子宫肌细胞增生肥大，肌层肥厚，还能提高子宫对缩宫素敏感性，使子宫收缩力加强。
2）子宫内膜：
使子宫内膜腺体和间质呈典型增生改变，在月经期后它还参与修复过程。
3）子宫颈：
使子宫颈上皮增生，黏液分泌量增加，变得稀薄透明，黏液丝拉长可达10cm以上，子宫颈管松弛扩张，有利于精子通过。
4）输卵管：
促进输卵管肌层发育、上皮的分泌活动，加强输卵管肌壁节律性收缩的振幅，有利于受精卵的运行。
5）卵巢：
协同FSH促使卵泡发育。
6）阴道上皮：
促进阴道上皮的成熟和角化，黏膜变厚，并增加细胞内糖原的含量，在阴道乳酸杆菌作用下，糖原分解成乳酸，使阴道分泌物呈酸性，从而增加局部抵抗力。
7）外生殖器：
使阴唇发育、丰满，色素加深。
8）下丘脑、垂体：
通过对下丘脑和垂体的正负反馈调节，控制促性腺激素的分泌。
9）第二性征：
促使乳腺管增生，并使乳头、乳晕区色素沉着，促进女性其他第二性征的发育。
10）参与机体代谢：
增加胰岛素分泌，并能降低糖耐量；促进肝脏高密度脂蛋白合成，抑制低密度脂蛋白合成，降低循环中胆固醇水平；能增加蛋白质合成；与醛固酮在肾小管竞争受体，从而引起水、钠潴留；刺激成骨细胞，促使钙、磷在骨质中沉积维持正常骨质。
（2）孕激素的生理作用
1）子宫肌层：
抑制子宫平滑肌的收缩，降低妊娠子宫对缩宫素的敏感性，有利于孕卵在宫腔内着床、胚胎及胎儿在宫腔内生长发育。
2）子宫内膜：
使子宫内膜在增生的基础上出现分泌期改变，为受精卵着床及其后胚胎的发育做好准备。
3）子宫颈：
使子宫颈口闭合，黏液分泌减少，性状变黏稠，形成黏液栓。
4）输卵管：
抑制输卵管肌壁节律收缩的振幅。
5）阴道：
使阴道细胞脱落加快，角化消失，上皮细胞呈卷边及折叠状。
6）下丘脑、垂体：
孕激素在月经中期有增强雌激素对垂体LH排卵峰释放的作用；在黄体期对下丘脑、垂体有负反馈作用，抑制促性腺激素分泌。
7）乳房：
在雌激素刺激乳腺管发育的基础上促使乳腺泡发育。
8）体温：
孕激素可兴奋下丘脑体温调节中枢，在排卵后能使基础体温升高0.3～0.5℃。这种基础体温的改变可用于监测排卵。
9）代谢作用：
促使体内水和钠的排出。
（3）孕激素与雌激素的协同和拮抗作用
1）协同作用：
雌激素促使女性生殖器官和乳房的发育，而孕激素则是在雌激素作用的基础上，进一步促使它们的发育，为妊娠做准备。
2）拮抗作用：
雌激素促进子宫内膜增殖及修复，孕激素则限制子宫内膜增殖，并使增殖的子宫内膜转化为分泌期。其他拮抗作用表现在子宫收缩、输卵管蠕动、子宫颈黏液变化、阴道上皮细胞角化和脱落以及水钠潴留与排泄等方面。
（4）雄激素的生理作用
1）对女性生殖系统的影响：
自青春期开始，雄激素分泌增加，促使阴蒂、阴唇和阴阜的发育，促进阴毛、腋毛的生长，维持女性性欲。但雄激素过多会对雌激素产生拮抗作用，可减缓子宫及其内膜的生长及增殖，抑制阴道上皮的增生和角化，严重时引起多毛症及女性男性化的表现。
2）对机体代谢的影响：
雄激素促进蛋白的合成，促进肌肉生长，并刺激骨髓中红细胞增生。在性成熟期前，促使长骨骨基质生长和钙的保留。性成熟后，可导致骨骺的关闭，使生长停止。促进肾远曲小管对水、钠的重吸收并保留钙。雄激素还能使基础代谢率增加。
6.甾体激素的作用机制
性激素都属于甾体激素，分子量较小，具有脂溶性，能直接通过靶细胞膜进入细胞内，与细胞质内的相应受体特异地结合，形成复合物，并发生构型改变；活化的激素受体复合物透过核膜进入细胞核内，又与核内的核受体结合形成新的复合物；这种新的复合物与靶基因上位点结合，启动基因转录，生成特异的mRNA，在核糖体内翻译，形成新的蛋白质，发挥生物效应。