• 제목/요약/키워드: HPG axis

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내분비계 장애물질이 어류의 HPG, HPT, HPA 축에 미치는 연계영향 (A Review on the Effects of Endocrine Disruptors on the Interaction between HPG, HPT, and HPA Axes in Fish)

  • 장솔;지경희
    • 한국환경보건학회지
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    • 제41권3호
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    • pp.147-162
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    • 2015
  • Objectives: The objective of this review was to summarize the primary role of three representative endocrine axes in aquatic vertebrates and discuss the effects on endocrine systems and their interactions in teleost fish after exposure to environmental contaminants. Methods: We summarized individual traits and mechanisms for hormonal and transcriptional interactions between the hypothalamic-pituitary-gonad (HPG), hypothalamic-pituitary-thyroid (HPT), and hypothalamic-pituitary-adrenal (HPA) axes in fish. We also provided a brief discussion on the effects of nonylphenol-induced toxicity on endocrine systems and their interactions in fish as a demonstration of holistic explanation. Results: Currently-available data showed that thyroid dysfunction is associated with reproductive toxicity due to changes in steroidogenic gene expressions and sex hormone levels as well as gonad glands in fish. As an example, we demonstrated that exposure to nonylphenol could induce estrogenicity in male fish by decreasing thyroid hormones, which contributes to increased aromatase expression. Although the mechanisms are complicated and involved in multiple ways, a number of studies have shown that sex steroids influence the HPT axis or the HPA axis in fish, indicating bi-directional crosstalk. Critically missing is information on the primary target or toxicity mechanisms of environmental contaminants among the three endocrine axes, so further studies are needed to explore those possibilities. Conclusions: This review highlights the interactions between the HPG, HPT, and HPA axes in fish in order to better understand how these endocrine systems could interact with each other in situations of exposure to endocrine disrupting chemicals.

A role for endocannabinoids in acute stress-induced suppression of the hypothalamic-pituitary-gonadal axis in male rats

  • Karamikheirabad, Maryam;Behzadi, Gila;Faghihi, Mahdieh;Raoofian, Reza;Mehr, Shahram Ejtemaei;Zuure, Wieteke Ameliek;Sadeghipour, Hamid Reza
    • Clinical and Experimental Reproductive Medicine
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    • 제40권4호
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    • pp.155-162
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    • 2013
  • Objective: Stress is known to be an inhibitor of the reproductive hypothalamic-pituitary-gonadal (HPG) axis. However, the neural and molecular connections between stress and reproduction are not yet understood. It is well established that in both humans and rodents, kisspeptin (encoded by the kiss1 gene) is a strong stimulator of the HPG axis. In the present study we hypothesized that endocannabinoids, an important neuromodulatory system in the brain, can act on the HPG axis at the level of kiss1 expression to inhibit reproductive function under stress. Methods: Adult male Wistar rats were unilaterally implanted with an intracerebroventricular cannula. Afterwards, the animals were exposed to immobilization stress, with or without the presence of the cannabinoid CB1 receptor antagonist AM251 (1 ${\mu}g/rat$). Blood samples were collected through a retro-orbital plexus puncture before and after stress. Five hours after the stress, brain tissue was collected for reverse transcriptase-quantitative polymerase chain reaction measurements of kiss1 mRNA. Results: Immobilization stress (1 hour) resulted in a decrease in the serum luteinizing hormone concentration. Additionally, kiss1 gene expression was decreased in key hypothalamic nuclei that regulate gonadotrophin secretion, the medial preoptic area (mPOA), and to some extent the arcuate nucleus (ARC). A single central administration of AM251 was effective in blocking these inhibitory responses. Conclusion: These findings suggest that endocannabinoids mediate, at least in part, immobilization stress-induced inhibition of the reproductive system. Our data suggest that the connection between immobilization stress and the HPG axis is kiss1 expression in the mPOA rather than the ARC.

포유류 생식 내분비 기능 조절에서 Ghrelin의 역할 (Role of Ghrelin in the Control of Reproductive Endocrine Function)

  • 이성호
    • 한국발생생물학회지:발생과생식
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    • 제13권4호
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    • pp.207-215
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    • 2009
  • 시상하부-뇌하수체-생식소(hypothalamus-pituitary-gonad, HPG) 호르몬 축의 활성에 영향을 미치는 수많은 인자들은 생식 기능을 조절하고, 사춘기 개시와 폐경기 진입과 같은 뚜렷한 생식 능력의 단계 전이를 초래한다. 지방세포로부터 분비되는 다기능적 호르몬인 leptin의 발견 이후, 곧 이어 생식과 신체의 에너지 균형 사이의 긴밀한 관계에 대한 증거들이 밝혀졌다. 위장관으로부터 분비되는 또 다른 다기능 호르몬인 ghrelin은 이미 알려져 있던 growth hormone secretagogue receptor(GHSR)의 내인성 리간드이며, 에너지 항상성의 조절에서 leptin에 상응하는 물질로 알려졌다. 예상대로, ghrelin 또한 HPG 축의 활성의 조절을 통해 생식 능력을 조절함이 증명되었다. 이 논문은 ghrelin의 발견과 유전자 구조, 조직 내의 분포, 그리고 역할과 HPG 축에서의 생식 호르몬 분비 조절에 대한 포유동물의 생식에서의 ghrelin-GHSR 신호에 관한 최신 정보를 요약한 것이다. 뇌하수체에서의 POMC 유전자 발현과 유사하게, preproghrelin 유전자는 alternative splicing과 번역 후 변형(posttranslational modification)을 거치는 복잡한 레퍼토리의 전사체들과 펩티드 산물을 만들어 낸다. 에너지 항상성을 제외한 신체 생리 기능의 조절에서의 preproghrelin 유전자 산물의 역할에 관한 정보는 제한적이지만, 신진 대사와 생식 사이에서의 ghrelin의 상호작용에 관해서는 충분한 증거들이 있다. 흰쥐와 인간에서, ghrelin 수용체인 GHSRs(GHSR1a와 GHSR1b)의 분포는 본래 ghrelin의 표적으로 여겨진 시상하부와 뇌하수체뿐만 아니라 정소와 난소에서도 확인되었다. 뇌와 생식소에서도 preproghrelin 유전자 발현이 확인되었는데, 이것은 HPG 축에서 ghrelin이 국부적인 역할을 담당할 가능성을 시사한다. 비록 뇌하수체에서의 기능은 아직 확실치 않지만, ghrelin은 시상하부의 GnRH, 뇌하수체의 생식소자극호르몬과 생식소의 성 스테로이드 호르몬 분비에 대한 음성적인 조절자로서의 역할을 수행하는 것으로 보인다. 최근의 연구들은 사춘기 개시, 그리고 아마도 폐경기 진입의 조절에서 ghrelin의 관여를 시사한다. 이제 ghrelin이 '뇌-위장관' 축의 필수적인 호르몬 요인이며, 신 진 대사와 생식 사이를 연결하는 조절 물질이라는 가능성은 매우 높다. '배부름'을 반영하는 leptin 신호와는 정반대인 ghrelin 신호는 신체 에너지 균형 상태로 볼 때 '배고픔'을 표현하는 것으로 생각되며, 항상성의 유지에서 최우선 사항으로 고려되지 않는 생식으로의 에너지 투자가 이루어지지 않도록 하는데 필수적일 것으로 사료된다. 생식능력 조절에 있어서 ghrelin의 보다 명확한 작용 메커니즘과 역할에 대한 깊은 통찰력을 얻고 성공적인 생의학적 적용을 위해서는 향후 더 많은 연구들이 필요하다.

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PPIA, HPRT1, and YWHAZ are suitable reference genes for quantitative polymerase chain reaction assay of the hypothalamic-pituitary-gonadal axis in sows

  • Kim, Hwan-Deuk;Jo, Chan-Hee;Choe, Yong-Ho;Lee, Hyeon-Jeong;Jang, Min;Bae, Seul-Gi;Yun, Sung-Ho;Lee, Sung-Lim;Rho, Gyu-Jin;Kim, Seung-Joon;Lee, Won-Jae
    • Animal Bioscience
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    • 제35권12호
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    • pp.1850-1859
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    • 2022
  • Objective: The quantitative reverse transcription polymerase chain reaction (qPCR) is the most accurate and reliable technique for analysis of gene expression. Endogenous reference genes (RGs) have been used to normalize qPCR data, although their expression may vary in different tissues and experimental conditions. Verification of the stability of RGs in selected samples is a prerequisite for reliable results. Therefore, we attempted to identify the most stable RGs in the hypothalamic-pituitary-gonadal (HPG) axis in sows. Methods: The cycle threshold values of nine commonly used RGs (18S, HPRT1, GAPDH, RPL4, PPIA, B2M, YWHAZ, ACTB, and SDHA) from HPG axis-related tissues in the domestic sows in the different stages of estrus cycle were analyzed using two RG-finding programs, geNorm and Normfinder, to rank the stability of the pool of RGs. In addition, the effect of the most and least stable RGs was examined by normalization of the target gene, gonadotropin-releasing hormone (GnRH), in the hypothalamus. Results: PPIA, HPRT1, and YWHAZ were the most stable RGs in the HPG axis-related tissues in sows regardless of the stages of estrus cycle. In contrast, traditional RGs, including 18S and ACTB, were found to be the least stable under these experimental conditions. In particular, in the normalization of GnRH expression in the hypothalamus against several stable RGs, PPIA, HPRT1, and YWHAZ, could generate significant (p<0.05) elevation of GnRH in the preovulatory phase compared to the luteal phase, but the traditional RGs with the least stability (18S and ACTB) did not show a significant difference between groups. Conclusion: These results indicate the importance of verifying RG stability prior to commencing research and may contribute to experimental design in the field of animal reproductive physiology as reference data.

KiSS-1 : 포유동물 생식계에서의 새로운 신경펩타이드 (KiSS-1 : A Novel Neuropeptide in Mammalian Reproductive System)

  • 이성호;최돈찬
    • 한국발생생물학회지:발생과생식
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    • 제9권1호
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    • pp.1-5
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    • 2005
  • 시상하부-뇌하수체-생식소(HPG) 호르몬 축은 유아기와 아동기에는 작동하지 않다가 사춘기 개시 직전에 활성화되는 흥분성 및 억제성 신호들의 복잡한 중추성 조절 네트워크에 의해 조절된다. 최근 주목받고 있는 kisspeptin은 KiSS-1 유전자의 펩타이드 산물로, 최초 orphan receptor로 클로닝된 G protein-coupled receptor 54(GPR54)의 내인성 리간드이다. KiSS-l은 본래 종양전이억제 유전자로 알려졌으나, 최근의 연구들은 KiSS-1/GPR54 시스템이 생식계의 주요한 조절자임을 시사하고 있다. 비록 생식 관련 호르몬 분비의 신경내분비적 조절에서 KiSS-1/GPR54 시스템의 정확한 역할은 아직 자세히 모르지만, 이 시스템은 생식호르몬 축에서의 일차적인 연결 고리일 수 있다. 중추적(icv) 또는 말초적(sc 또는 ip)으로 kisspeptin을 주사할 경우 시상하부-뇌하수체-생식소 축이 자극되어 혈중 LH 수준이 증가함이 설치류, 양, 원숭이 그리고 인간을 대상으로 한 실험들에서 관찰되었다. 이러한 kisspeptin의 효과는 시상하부 GnRH 신경계를 경유하여 나타나는 것으로 보이지만, 뇌하수체 전엽에 직접 작용할 수도 있다. GPR54 녹아웃 생쥐에서는 사춘기 개시의 소실과 생식소자극호르몬 저하성 생식소 기능저하증(hypogonadotropic hypogonadism, HH)이 나타났다. 따라서 kisspeptin 주사는 인간의 생식계 이상을 치료하기 위한 HPG 축을 활성화시키는 치료에 응용할 수 있을 것이다.

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Genetic factors in precocious puberty

  • Shim, Young Suk;Lee, Hae Sang;Hwang, Jin Soon
    • Clinical and Experimental Pediatrics
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    • 제65권4호
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    • pp.172-181
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    • 2022
  • Pubertal onset is known to result from reactivation of the hypothalamic-pituitary-gonadal (HPG) axis, which is controlled by complex interactions of genetic and nongenetic factors. Most cases of precocious puberty (PP) are diagnosed as central PP (CPP), defined as premature activation of the HPG axis. The cause of CPP in most girls is not identifiable and, thus, referred to as idiopathic CPP (ICPP), whereas boys are more likely to have an organic lesion in the brain. ICPP has a genetic background, as supported by studies showing that maternal age at menarche is associated with pubertal timing in their offspring. A gain of expression in the kisspeptin gene (KISS1), gain-of-function mutation in the kisspeptin receptor gene (KISS1R), loss-of-function mutation in makorin ring finger protein 3 (MKRN3), and loss-of-function mutations in the delta-like homolog 1 gene (DLK1) have been associated with ICPP. Other genes, such as gamma-aminobutyric acid receptor subunit alpha-1 (GABRA1), lin-28 homolog B (LIN28B), neuropeptide Y (NPYR), tachykinin 3 (TAC3), and tachykinin receptor 3 (TACR3), have been implicated in the progression of ICPP, although their relationships require elucidation. Environmental and socioeconomic factors may also be correlated with ICPP. In the progression of CPP, epigenetic factors such as DNA methylation, histone posttranslational modifications, and non-coding ribonucleic acids may mediate the relationship between genetic and environmental factors. CPP is correlated with short- and long-term adverse health outcomes, which forms the rationale for research focusing on understanding its genetic and nongenetic factors.

외상 후 스트레스 장애 환자의 혈청 테스토스테론치 (Serum Testosterone Levels in Patients with Post-Traumatic Stress Disorder)

  • 김동수;김해정;방유진;고창민;정문용;강석훈
    • 대한불안의학회지
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    • 제9권2호
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    • pp.106-112
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    • 2013
  • Objective : Several reports have found abnormal levels of androgen in post-traumatic stress disorder (PTSD) patients. This abnormality in androgen is hypothesized to due to chronic psychological stress effects on the hypothalamic-pituitary-gonadal (HPG) system. The present study was conducted to estimate serum testosterone levels in PTSD patients in comparison with normal subjects. Methods : Seventy-five male Korean veterans of the Vietnam War volunteered for the study, of which eleven were excluded because of incomplete psychological assessment. To measure basal serum testosterone, blood samples were collected between 8.00 and 9.30 a.m. The clinician administered PTSD scale (CAPS), the structured clinical interview for DSM-IV (SCID), Hamilton Anxiety Rating Scale (HAM-A), Hamilton Rating Scale for Depression (HAM-D), Mini International Neuropsychiatric Interview Plus (Korean version of MINI-Plus), CES-K (Korean version of combat exposure scale). Results : The serum testosterone level of PTSD patients ($5.4{\pm}2.5ng/mL$) was higher than that of a control group ($3.1{\pm}1.7ng/mL$, p<0.001). Testosterone levels were significantly correlated with CAPS (r=.38, p<.01), HAM-A (r=.35, p<.01) and HAM-D (r=.28, p<.01) in all subjects. Conclusion : The results of the present study suggest that chronic psychological stress affects the HPG system.

격심한 운동후 남성 혈청 내 부신 및 정소 Androgen 변화 (Adrenal and Testicular Androgens in Serum of Men after Physical Endurance Training)

  • 윤용달;이창주;이준영
    • 한국발생생물학회지:발생과생식
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    • 제5권1호
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    • pp.73-79
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    • 2001
  • 최근 격심한 운동은 시상하부-뇌하수체-생식소 (HPG)축의 교란을 일으켜 여성과 남성의 생식기능에 장애를 유발하는 것으로 알려지고 있다. 격심한 운동을 하는 여성 운동선수의 경우는 과소월경, 무배란, 황체기 단축, 성성숙 지연등에 따른 생식호르몬의 변화가 유발된다. 남성 운동선수의 경우는 과도한 운동, 정신적 장애와 긴장, 군 훈련 등 격심한 운동으로 생식호르몬의 분비에 이상이 생긴다고 보고되고 있으나, 임상적인 증상은 미약한 것으로 보고되고 있다. 본 연구는 격심한 운동이 생식이상을 초래하는 원인을 밝히는 연구의 일환으로, 정상 남자가 장기적 운동 (3개월 이상), 단기간의 격심한 운동 (1주일),그리고 1${\sim}$2시간의 집약된 심한 운동 후 혈청내 호르몬의 변화를 방사면역측정법을 이용하여 측정하였다. 세 가지 운동 형태의 경우 모두가 부신 및 고환에서 분비되는 총 testosterone (TT), 유리형 T (fT), DHEA, A의분비 변화를 일으켰다. 특히 단기간과 1${\sim}$2시간의 격한 운동 후 일시적으로 증가되었다가, 이어 정상치 이하로 감소하는 것이 발견되었다. Cortisol, DHEAS, ACTH 등은 운동 후 지속적인 증가를 초래하였다. 장기간의 운동 후에서는 생식소자극 호르몬의 분비가 큰 변동이 없었으나, 단기간 운동 후에는 FSH의 감소가 발견되었다. 이러한 결과는 부신 및 고환의androgen이 격한 운동에 의해 감소되며, 장기간의 지속적인 남성호르몬의 변화는 생식기능의 이상을 초래하는 원인이 된다고 가정된다. 또한 단기간의 격한 운동이 HPG축 호르몬의 변화를 유발하나, 장기간의 운동으로 일어나는 androgen의 감소는 HPG축 이외의 요인(들)에 의해 남성호르몬의 분비이상이 생긴다고 가정된다.후 80%, 95%층에서 X 정자가 많이 회수되고, 활동성이 증가하는 것뿐만 아니라 정자의 질도 개선할 수 있다는 사실을 알 수 있었다.1kDa과 GA110 만이 항원-항체 반응을 나타내었다. 이 같은 결과로 미루어 사람의 난포액과 혈청에는 gelatinase A의 독특한 isoform인 GA110이 있으며 특히 난포액내의 GA110은 수란관액성분에 의해 선택적으로 분해되는 것으로 여겨진다.두냔 tsuchigae, S. nigripinni morii, M. jeoni, C. splendidus, P. koreanus, C. lutheri, I. koreensis, C. herzi, R. brunneus 등으로 본 종들의 서식 상태는 하천의 오염 정도 및 하천개수와 직접적인 관계가 있으므로 어류서식 환경을 유지시키기 위해서 보다 적극적인 하천 수질관리의 대책과 방안이 수립되어야 될 것으로 사료된다.와 운동, H-R도상에서의 별의 특성과 진화 등이다. 탐구 과정에 대한 학생의 성취도는 비교적 높으므로 이해도가 상대적으로 낮은 영역에 대해 학생의 오답 유형을 참고하여 기본 개념 지도에 보다 관심을 기울일 필요가 있다.Cr은 FW에서 전반적으로 감소하는 경향을 보였지만 SW에서는 실험 초기에 감소하다 24시간 이후에는 증가 후 일정한 양상을 보였다. Pb은 FW에서 전반적으로 감소했지만 SW에서는 초기에 급격히 증가 후 다시 급격히 감소하는 양상을 보였다 Pb 또한 Cu, Cd, As와 마찬가지로 SW1&2에서 제거속도가 가장 빠르게 나타났다. FW 상층수 중 Hg는 시간에 따라 급격히 감소했고, 제거속도는 Fw5&6에서 가장 느렸다. 이러한 결과에 근거할 때 벼가 자라고 있고 이분해성 유기물이 풍부한 FW1&2, FW3&4 토양과 상층수에서는 유기물의 분해 활동이 활발하였지만, 벼가 경작되지

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The Expression of Leptin, Estrogen Receptors, and Vitellogenin mRNAs in Migrating Female Chum Salmon, Oncorhynchus keta: The Effects of Hypo-osmotic Environmental Changes

  • Choi, Young Jae;Kim, Na Na;Shin, Hyun Suk;Choi, Cheol Young
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제27권4호
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    • pp.479-487
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    • 2014
  • Leptin plays an important role in energy homeostasis and reproductive function in fish, especially in reproduction. Migrating fish, such as salmonoids, are affected by external environmental factors, and salinity changes are a particularly important influence on spawning migrations. The aim of this study was to test whether changes in salinity affect the expression of leptin, estrogen receptors (ERs), and vitellogenin (VTG) in chum salmon (Oncorhynchus keta). The expression and activity of leptin, the expression of ERs and VTG, and the levels of estradiol-$17{\beta}$ and cortisol increased after the fish were transferred to FW, demonstrating that changes in salinity stimulate the HPG axis in migrating female chum salmon. These findings reveal details about the role of elevated leptin levels and sex steroid hormones in stimulating sexual maturation and reproduction in response to salinity changes in chum salmon.

성숙한 랫트의 번식 기능에 있어 프탈레이트/아디페이트 에스테르의 주산기 노출의 영향 (Effects of Phthalate/Adipate Esters Exposure during Perinatal Period on Reproductive Function after Maturation in Rats)

  • 이휘철;고응규;임기순;정학재;성환후;장원경
    • Journal of Animal Science and Technology
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    • 제48권5호
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    • pp.651-662
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    • 2006
  • 프탈레이트 에스테르는 플라스틱 가소제로서 이용되며 또한 유제품과 같은 음식에서 미량으로 발견되고, 종종 내분비 교란물질로 의심되고 있다. 본 연구의 목적은 DBP, DINP 또는 DEHA의 주산기 노출이 랫트에 있어 성 성숙 후, 번식기능 특히 뇌의 성분화에 어떤 영향을 끼치는 지에 대해 조사하였다. 이를 수행하기 위해서, 어미에게 식물성 에스트로겐의 함유가 낮은 분말 사료에 다음과 같은 단계적 농도의 DBP (20, 200, 2000, 10000 ppm), DINP (40, 400, 4000, 20000 ppm), DEHA (480, 2400, 12000 ppm)를 혼합한 후, 임신 15일째부터 출생 후, 21일째 (이유기)까지 섭취 시켰고, 성 성숙 후, 혈청 성호르몬 및 성선자극호르몬의 레벨과 교배행동 및 성주기 회귀를 분석하였다. 그 결과, DBP, DINP 또는 DEHA의 주산기 노출에 의한 생후 20~21주째의 암수 랫트에 있어, 성호르몬 및 성선자극호르몬의 레벨뿐만 아니라 암컷의 성주기의 회귀에 대해 어떠한 영향을 주지 않았다. 이것은 시상하부-하수체-성선축의 내분비계를 제어하는 뇌의 성분화에는 이들 화학물질이 영향을 주지 않았다는 사실을 시사한다. 하지만, 수컷의 성행동 특히, 사정 (ejaculation)과 암컷의 로도시스 반응이 억제되는 것이 관찰되었다. 이러한 결과로부터 DBP, DINP 또는 DEHA의 주산기 노출은 성선자극 호르몬의 분비에는 영향을 주지 않지만, 성행동을 제어하는 시상하부의 어떤 영역에 직접적으로 작용할 가능성 즉, 뇌의 성분화에 영향을 끼쳐 성 성숙 후, 성 특이적 행동을 억제시킬 가능성을 시사한다.