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O hormônio luteinizante (LH) é produzido pelas células do interior da glândula Hipófise, e é essencial para regular a função dos ovários em mulheres e dos testículos nos homens.
 
O LH tem funções importantes como a produção de esteróides sexuais (testosterona e estradiol). Nos homens o hormônio luteinizante estimula a produção de testosterona. Além de atuar nos testículos para apoiar a produção de esperma, a testosterona também exerce efeitos em todo o corpo para gerar características masculinas, como aumento da massa muscular, crescimento de pelos faciais e corporais e aumento da laringe que deixa a voz mais grave. 
 
 
Nas mulheres o hormônio realiza funções diferentes nos ciclos menstruais. Nas primeiras semanas, o hormônio é necessário para estimular os folículos do ovário e produzir o hormônio sexual feminino, o estradiol. Na segunda quinzena do ciclo, um aumento nos níveis de LH faz com que o folículo ovariano libere um óvulo maduro, conhecido por ovulação. No final do ciclo, os restos do folículo ovariano formam um corpo lúteo, que é estimulado pelo hormônio luteinizante a produzir progesterona, necessário para suportar os primeiros estágios da gravidez caso ocorra a fecundação. 
 
O hormônio luteinizante é liberado pela glândula pituitária (ou hipófise) e regulada através de um sistema denominado eixo hipotalâmico-pituitário-gonadal. O hormônio liberado é transportado na corrente sanguínea e se une aos receptores nos testículos e ovários. O ajuste da liberação de hormônio luteinizante é vital para manter a fertilidade. Por ser tão importante para a fertilidade, alguns compostos desenvolvidos para imitar as ações do hormônio luteinizante são usados para estimular a função gonadal em técnicas de reprodução assistida, como a fertilização in vitro. 
 
Casais que pretendem engravidar podem utilizar o método de medição dos níveis do hormônio luteinizante na urina, que possibilita prever o momento de pico do hormônio em mulheres, e consequentemente, a ovulação. Alguns casais têm utilizado produtos naturais que auxiliam na concentração de hormônios e na melhora da fertilidade, como o medicamento Tribulus Terrestris que também contribui para uma melhoria na função reprodutora.