Нормальное функционирование органов репродуктивной системы обеспечивает четко синхронизированная работа эндокринных центров нервной системы (гипоталамус, гипофиз) и периферических половых желез (яичники, тестикулы). Передняя доля гипофиза (аденогипофиз) реагирует секрецией и выбросом гонадотропных гормонов (ЛГ, ФСГ) базофильными (гонадотропными) клетками только на импульсную секрецию ГнРГ аркуатными ядрами гипоталамуса. Нарушение режима импульсной секреции ГнРГ, даже при высокой концентрации последнего, приводит к снижению секреции гонадотропинов и, как следствие, к снижению функции органов-мишеней. У женщин репродуктивного возраста взаимодействие гипоталамус-гипофиз-гонады носит эпизодический, циркадный и циклический характер. У мужчин цикличность секреции гонадотропных гормонов отсутствует. В пострепродуктивном (климактерическом) периоде как у мужчин, так и у женщин уровни гонадотропных гормонов повышены за счет отсутствия сдерживающего влияния половых гормонов гонад на синтез ЛГ и ФСГ по принципу отрицательной обратной связи.
Высокие концентрации гонадотропных гормонов в репродуктивном возрасте у лиц обоего пола чаще всего могут свидетельствовать о наличии первичного гипогонадизма различного генеза или гонадотропин-секретирующей опухоли гипофиза. Низкий уровень ЛГ и ФСГ в норме наблюдается у детей в период ювенильной паузы, в других случаях чаще свидетельствует либо о подавлении гонадотропной секреции высокими концентрациями периферических половых гормонов (тестостерона, эстрадиола и их активных метаболитов) различной этиологии, либо о нарушении секреторной функции аденогипофиза.
Гормональная функция половых желез регулируется продуктами секреции аденогипофиза (ЛГ, ФСГ, ПРЛ). В свою очередь, половые гормоны гонад сдерживают синтез последних. Высокие концентрации половых гормонов чаще всего свидетельствуют о наличии гормон-секретирующих (эстроген-, андроген-, ХГЧ-секретирующих) образований (кисты, опухоли) гонадного и экстрагонадного происхождения, либо о снижении уровня глобулина, связывающего половые гормоны (повышение свободной фракции гормона). Снижение секреции половых гормонов у лиц обоего пола в репродуктивном возрасте может иметь место как при первичной недостаточности половых желез различного генеза (гипергонадотропный гипогонадизм), так и при недостаточности секреторной функции аденогипофиза (гипогонадотропный гипогонадизм), а также при гиперпролактинемии. Другие причины гипер- и гипогонадизма встречаются реже.