O hormônio luteinizante (LH) e o hormônio folículo-estimulante (FSH) são gonadotrofinas criadas pela seção anterior da hipófise e regulam a secreção de hormônios sexuais para modular a ovulação feminina e o desenvolvimento sexual masculino; estão tão intimamente ligados que o LH e o FSH são frequentemente secretados pelas mesmas células exatas da glândula. Os dois hormônios também são glicoproteínas e têm uma estrutura semelhante: ambos são compostos por subunidades alfa e beta. Outra conexão é que o hormônio luteinizante e o hormônio folículo-estimulante cumprem suas funções desencadeando as ações dos segundos mensageiros, uma vez que se ligam aos receptores celulares nas gônadas.
Sendo gonadotrofinas, o hormônio luteinizante e o hormônio folículo estimulante são mensageiros que desencadeiam gônadas para liberar estrogênio e testosterona e para completar funções reprodutivas específicas. No caso das fêmeas, o FSH faz com que os ovários secretem o hormônio esteróide sexual estrogênio e orienta a maturação dos folículos dos óvulos; uma vez que um folículo está totalmente maduro, uma onda de LH faz com que esse folículo libere um óvulo como parte da ovulação. LH e FSH estimulam esse processo de ovulação a cada 28 dias; o óvulo pode ser fertilizado pelos espermatozóides para reprodução ou ser excretado durante o ciclo menstrual da mulher.
Métodos contraceptivos, como pílulas anticoncepcionais, alavancam o hormônio luteinizante e o hormônio folículo estimulante para manipular a ovulação e evitar a gravidez. Como a produção de LH e FSH depende de níveis suficientes de estrogênio no corpo feminino, a pílula anticoncepcional impede com êxito a gravidez, suprimindo os níveis de estrogênio no corpo. Em níveis baixos de estrogênio, nem o LH nem o FSH serão produzidos pela hipófise, restringindo a formação e a maturação de um ovo.
Embora predominantemente conhecidos como hormônios reprodutivos femininos, o hormônio luteinizante e o hormônio folículo estimulante são cruciais na reprodução masculina, porque enviam mensagens para as células nos testículos. Nos homens, o LH influencia as células de Leydig para criar e liberar testosterona, um hormônio masculino essencial que orienta o desenvolvimento da próstata e de características masculinas, como o crescimento dos pêlos do corpo e o crescimento muscular. Enquanto isso, o FSH influencia a produção de espermatozóides, acionando as células de Sertoli para criar proteínas de ligação ao andrógeno. Essas proteínas se ligam à testosterona e outros hormônios para gerar espermatozóides.
Quando os níveis de hormônio luteinizante e hormônio folículo-estimulante diminuem devido à idade ou aumentam devido a doenças, podem ocorrer efeitos fisiológicos. Com uma diminuição do LH e FSH, a ovulação cessa e a quantidade de esperma viável é reduzida. Se as gônadas doentes apresentarem mau funcionamento ou forem removidas, o LH e o FSH não podem desempenhar funções de feedback negativo, o que significa que não podem sinalizar para a glândula pituitária quando hormônio suficiente foi secretado para que a produção pudesse parar. Nesses casos, o excesso de hormônio luteinizante e hormônio folículo-estimulante pode se acumular na corrente sanguínea, causando tumores hipofisários.