Experimental studies on the positive feedback effect of progesterone, 17?-hydroxyprogesterone and 20?-dihydroprogesterone on the pituitary release of LH and FSH in the human female

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Abstract
Administration of progesterone eugonadal women during the mid follicular phase of the menstrual cycle failed to induce a postive feedback effect on the serum concentrations of LH and FSH. The levels of estradiol in serum decreased following the injection of progesterone without a parallel change in LH and FSH concentrations indicating a direct ovarian effect of the exogenous progesterone. In the late follicular phase of the cycle, when preovulatory levels of estradiol were present in serum, or under a ethinyl estradiol treatment progesterone was able to induce an LH discharge indicating the requirement of an estradiol priming of the positive feedback of progesterone in eugonadal women. In order to establish the time required for a sufficient estrogen priming with preovulatory levels of estradiol in serum 3 mg of estradiol-benzoate were administered i.m. 1, 12 and 24 h prior to the administration of 30 mg of microcristalline progesterone in the midfollicular phase of the menstrual cycle, when progesterone alone did not cause an LH surge. Only when estradiol-benzoate was injected 24 h prior to the progesterone administration an LH surge reproducible in time course and magnitude occurred. Administration of estradiol-benzoate alone under these conditions did not cause an LH surge within the elapse of time after the injection when the progesterone induced LH surge occurred. Thus, these experiments demonstrate that a defined estrogen priming is required for the positive feedback effect of progesterone on the gonadotropin release in eugonadal women. Furthermore, progesterone levels in serum of about only 1–2 ng/ml were required for the induction of an LH surge indicating that under physiological conditions progesterone may have an supplementory effect on the primarily estradiol induced LH midcycle peak. 17-hydroxyprogesterone administered during the mid follicular phase of the menstrual cycle and under pretreatment with ethinyl estradiol failed to induce a positive feedback effect on the serum concentrations of LH and FSH, indicating that this steroid does not play a regulatory role on the midcycle LH release in women. 20α-dihydroprogesterone administered under the same experimental conditions as 17-hydroxyprogesterone seems to be able to induce an LH surge in serum provided there is an adequate estrogen priming. Durch die Gabe von Progesteron während der mittleren Proliferationsphase des menstrualen Cyclus konnten keine LH-Ausschüttungen aus der Hypophyse hervorgerufen werden. Statt dessen kam es zu einem graduellen Abfall von Östradiol im Serum — ohne eine Veränderung der Gonadotropinspiegel im Serum —, was darauf hinweist, daß Progesteron einen direkten Einfluß auf die ovarielle Östradiolbiogenese hat. In der späten Proliferationsphase oder in der mittleren Proliferationsphase, bei gleichzeitiger Gabe von Äthinyl-Östradiol, führte die Gabe von Progesteron zu einer positiven Feedback-Reaktion auf die hypophysäre Gonadotropinsekretion. Das aus diesen Beobachtungen ableitbare Östrogen-“Priming” der positiven Feedback-Reaktion von Progesteron während des normalen Cyclus wurde in weiteren Untersuchungen analysiert: In verschiedenen Untersuchungsreihen wurden 3 mg Östradiol-Benzoat 1, 12 und 24 Std vor der Gabe von 30 mg Progesteron i.m. injiziert. Nur bei einem Abstand von 24 Std zwischen den Injektionen wurde ein reproduzierbarer Anstieg von LH und FSH beobachtet. Die Gabe von Östradiol-Benzoat alleine führte nicht zu LH-Ausschüttungen in dem Zeitraum, in welchem sie unter zusätzlicher Gabe von Progesteron beobachtet wurden. Diese Ergebnisse zeigen, daß die positive Rückkopplungsreaktion von Progesteron auf die hypophysäre Sekretion von LH und FSH ein definiertes Östrogen-“Priming” benötigt. Außerdem konnte gezeigt werden, daß Progesteronkonzentrationen im Serum im Bereich von 1–2 ng/ml ausreichten, um eine LH-Ausschüttung zu induzieren. Diese Beobachtung steht mit der Vorstellung im Einklang, daß Progesteron einen synergistischen Beitrag bei der primär östradiol-induzierten LH-Ausschüttung in Cyclusmitte leistet. 17-Hydroxyprogesteron war nicht in der Lage, eine LH-Ausschüttung zu induzieren. Diese Beobachtung spricht gegen die Auffassung, daß dieses Steroid an der Regulation der LH-Ausschüttung in Cyclusmitte beteiligt ist. Unter Vorbehandlung mit Äthinyl-Östradiol konnte durch die Gabe von 20α-Dihydroprogesteron ein LH-Gipfel im Serum induziert werden.

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