青春期的生物化学基础

身体的变化和青春期有关，此时大脑开始控制各种内分泌腺（endocrine glands）以增加激素分泌——激素是一种由血液运输的，能影响其他细胞活动的化学物质（见图4-1）。

注：内分泌系统由分泌激素的腺体构成，这种叫作激素的化学物质能直接进入血液。

虽然我们仍然不知道是什么引发了这样的大脑活动，但可以确定的是，这是遗传和环境因素（如食物摄入与压力）之间复杂的相互作用所致（Sisk & Foster，2004）。可能很多基因都会对这一过程产生影响（Lomniczi et al.，2013）。KISSI基因已经被确认是内分泌活动机制的核心（Oakley et al.，2009）。KISSI基因和其他基因开始产生作用，下丘脑（hypothalamus，脑的组成部分，与青春期和性征有着密切联系）变得更加活跃，并开始控制身体产生更多性激素。

下丘脑

下丘脑是前脑的一个弹珠大小的区域，是动机和情绪的控制中心，对饥饿、激素分泌、月经周期、性行为等有调节作用。我们主要关注的是下丘脑在激素的分泌和调节方面所起的作用。它会产生一种叫作促性腺激素释放激素（gonadotropin-releasing hormone，GnRH）的化学物质，启动并控制垂体分泌促黄体生成素（luteinizing hormone，LH）和促卵泡激素（follicle-stimulating hormone，FSH）。人脑中只有800～1000个可以生成促性腺激素释放激素的细胞，这些细胞都位于下丘脑（Ojeda et al.，2010）。促性腺激素释放激素持续激增大约一年后，我们就可以明显看到身体的变化了（Dorn & Biro，2011）。

垂体

垂体（pituitary gland）是一个豌豆大小的位于下丘脑下方的腺体，由三部分构成：前叶、中叶和后叶。前叶被认为是身体的主腺体，因为它可以产生很多控制其他腺体活动的激素。

促性腺激素（gonadotropic hormones）是垂体的前叶分泌的，顾名思义，它们可以影响性腺。促性腺激素有两种，即FSH和LH。

• FSH刺激卵巢中的卵细胞和睾丸中的精子的生长。
• 女性体内的FSH和LH控制卵巢产生和释放女性性激素。
• 男性体内的LH控制睾丸产生和释放男性性激素（Susman & Dorn，2009）。

另外一种重要的青春期垂体激素是生长激素（human growth hormone，HGH），也叫促生长素（SH）。它影响骨骼的形成和生长，分泌过多会导致巨人症，过少则会导致侏儒症。SH的分泌也是GnRH分泌增多引起的（Murray & Clayton，2013）。

性腺

性激素

性腺分泌多种性激素（与生育有关的激素）。

雌激素

女性的卵巢会分泌一组雌激素（estrogen，希腊文意为“产生疯狂的欲望”），可以促进女性第二性征（例如乳房增大，臀部和腿部脂肪的分布）的发展。这些雌激素还维持子宫和阴道的正常大小和功能。通过与垂体的相互作用，它们控制着各种垂体激素的产生。研究表明，雌激素还影响着嗅觉的敏感性，当女性处于月经周期的最中间、雌激素水平最高时，嗅觉的敏感性是最高的（例如，Dory，2001）。

其他性激素有黄体酮（proge-sterone）、雄激素（androgen）等。

青春期之前，男孩和女孩的体内都存有极少量的雌激素和雄激素。它们由肾上腺和性腺分泌，在儿童时期缓慢增多。随着卵巢的成熟，卵巢分泌的雌激素激增，而且分泌水平开始随着月经周期呈周期性变化。女性血液中的雄激素水平也在增加，但没有雌激素增长得多。随着睾丸的成熟，男性体内的睾酮开始激增，而血液中的雌激素只是轻微增加。图4-2呈现了青春期激素的增长状况。

注：随着儿童进入青春期，雄激素和雌激素的分泌显著增多。

雄激素和雌激素水平的比例在很大程度上决定了一个人的男性或女性特征的发展与维持。儿童成长过程中激素的失衡状态会造成第一性征和第二性征的异常，也会影响预期的男性化或女性化等身体特征的发育。例如，一个雄激素过多的女性可能会长出胡须和体毛，有男性化的肌肉组织和力量，可能还会秃顶（Kulshreshtha & Ammini，2014）。一个雌激素过多或雄激素不足的男性可能会力量不足、性欲减退、胸部增大（Vincenzo et al.，2005）。

肾上腺

如果说睾丸分泌雄激素，卵巢分泌雌激素和黄体酮，那么为什么男女青少年体内会同时有雄激素和雌激素呢？男性体内的雌激素是由一些睾酮转化而来，女性体内的雄激素绝大多数来自她们的肾上腺。肾上腺（adrenal gland）位于肾脏上方，能够分泌少量雄激素，特别是DHEA。卵巢也会分泌少量雄激素（Nussey & Whitehead，2001）。

男性的性激素调节

男性体内的下丘脑、垂体以及睾丸的功能主要是控制激素的产生。在来自下丘脑的GnRH的影响下，垂体会分泌FSH和LH。FSH会促进精子生成，LH也有这一作用。没有LH，也会有精子产生，但精子不能完全成熟。不过，LH的主要功能是刺激睾丸以生成睾酮（Schaltt & Ehmcke，2014）。

负反馈回路使睾酮水平能够保持相对稳定（见图4-3）。GnRH刺激LH的分泌，LH又会刺激睾酮的分泌。随着睾酮水平的提高，对睾酮水平敏感的下丘脑又会减少GnRH的分泌，从而减少LH和睾酮的分泌。当睾酮水平降低时，下丘脑会接收到这种信号，又会增加GnRH的分泌，从而促进LH和睾酮的分泌。这整个运作过程就如同用一个带恒温器的加热炉来控制房间的温度，温度升高到一定水平时加热炉关闭，温度降低时加热炉打开。

注：如图所示，负反馈回路使睾酮的水平能够保持相对稳定。

还有一种叫抑制素（inhibin）的物质，在另外一个负反馈回路中对FSH的水平进行调节（vanZonneveld et al.，2003）。抑制素是睾丸内的支持细胞（sertoli cells）分泌的。随着抑制素的增加，FSH的分泌受到抑制，这会使精子的数量减少。正因为这种效应，研究者对使用这种抑制素作为男性的避孕工具产生了浓厚的兴趣，但这个想法是否能付诸实践，我们还需拭目以待。

女性的性激素调节

下丘脑、垂体以及卵巢共同协作，在一个负反馈回路中控制女性体内激素的分泌。来自下丘脑的GnRH刺激垂体分泌FSH和LH。这些激素作用于卵巢以刺激卵泡和卵细胞的生长，同时刺激雌激素和黄体酮的分泌。随着雌激素水平的提高，GnRH的分泌受到抑制，从而导致FSH的分泌减少。此外，女性体内的雌激素和黄体酮在月经周期的不同阶段会处于不同的水平，我们将稍后讨论这个问题。

血液中的生长激素、促性腺激素以及性激素对身体的大小和形态有着极大的影响。因为青春期的最终目标是达到身体的成熟，开始具有生育能力，所以青春期很重要的一个变化是性器官的成熟。