丘脑下部某些部位的神经细胞能分泌肽类激素，这些激素到达脑垂体后能促进或抑制脑垂体前叶中各种激素的分泌活动，他们或称为释放激素或称为抑制激素，丘脑下部分泌的激素有很高的生物活性，只需很小剂量，就可产生明显的生物效应。
与性腺有关的释放激素叫做促性腺素释放激素(Gn-RH)，Gn-RH能够刺激脑垂体使之释放促卵泡素及黄体生成素两种促性腺激素，此外，GnRH还能增进脑垂体对促卵泡素和黄体生成素的生物合成。
目前研究认为女性丘脑下部可能存在着两个调节中枢控制着Gn-RH的释放，其一称为“持续中枢”，位于丘脑下部后方弓状核及腹内侧核区域，它控制整个月经周期的两种促性腺激素的合成和少量分泌；另一称为“周期中枢”，为女性所特有，位于丘脑下部前方视前区及交叉上核区域，能在月经中期排卵前大量释放Gn-RH，使脑垂体分泌的黄体生成素出现高峰。两个中枢所释放的GnRH最后都从正中隆起处，经门脉循环传至脑垂体。
控制Gn-RH分泌的因素包括：①接受大脑皮层的控制：丘脑下部的活动须在大脑皮层的控制下进行，身体内在环境及外来刺激如情绪激动时，脑细胞能分泌神经递质影响丘脑下部神经细胞的分泌，例如，精神刺激能影响GnRH的产生，从而影响排卵及引起月经周期的紊乱。②卵巢激素的反馈作用：卵巢分泌的雌激素及孕激素可以影响GnRH的分泌与释放。③松果体的作用：松果体位于第三脑室的顶部，它能分泌一种神经激素——降黑素。降黑素对丘脑下部—— 脑垂体——卵巢轴的功能有抑制作用，幼年时能防止性的过早成熟。成年后，降黑素可使丘脑下部对雌激素的正反馈不发生反应，从而不引起Gn-RH的释放，抑制排卵。
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