Ο υποθάλαμος αποτελεί τον σύνδεσμο μεταξύ των ανωτέρων εγκεφαλικών κέντρων, του νευρικού συστήματος και του ενδοκρινικού συστήματος. Σαν επικεφαλής αδένας εκκρίνει την ορμόνη GnRH, η οποία διεγείρει την υπόφυση και προκαλεί έκκριση των γοναδοτροπινών. Με τη σειρά τους, η FSH και η LH επιδρούν στην ωοθήκη και πυροδοτούν την έναρξη και τη συνέχεια του αναπαραγωγικού κύκλου. Είναι αυτονόητο ότι οποιαδήποτε μεταβολή αυτού του μηχανισμού μπορεί να προκαλέσει υπογονιμότητα.

Κυριότερα αίτια υπογοναδοτροπικού υπογοναδισμού αποτελούν: ο ιδιοπαθής υπογοναδισμός (πρωτοπαθής διαταραχή υποθαλάμου-υπόφυσης), το υπερβολικό άγχος, το σύνδρομο Kallman (υποθαλαμική βλάβη), αλλά και η ψυχογενής ανορεξία (anorexia nervosa), η απότομη απώλεια βάρους, η παχυσαρκία, η επίπονη φυσική άσκηση, η καταστροφή του υποθαλάμου και το σύνδρομο Sheehan (υποφυσιακή ανεπάρκεια).

Άλλες παθολογικές καταστάσεις από την υπόφυση περιλαμβάνουν τραυματισμούς, καταπληξία του αδένα, το σύνδρομο κενού τουρκικού εφιππίου κ.λπ. Ο υπογοναδοτροπικός υπογοναδισμός διαγιγνώσκεται από τα χαμηλά επίπεδα FSH και LH (<5 mIU/ml), τα χαμηλά επίπεδα Ε2 (<40 pg/ml) και την αρνητική δοκιμασία προγεστερόνης. Η θεραπεία γίνεται με GnRHa και γοναδοτροπίνες.

Σύνδρομο Kallman
Είναι σπάνια πάθηση, αλλά η πιο συχνή μορφή υποθαλαμικής βλάβης, κατά την οποία δεν εκκρίνεται GnRH. Ως συνέπεια παρατηρείται αμηνόρροια ή ανωοθυλακιορρηξία λόγω υπογοναδοτροπικού υπογοναδισμού. Χαρακτηρίζεται επίσης από ανοσμία ή υποσμία, λόγω υποπλασίας των οσφρητικών λοβών και συνοδεύεται συχνά από λαγώχειλο, λυκόστομα και άλλες συγγενείς ανωμαλίες. Το σύνδρομο αυτό μεταβιβάζεται γενετικά.

Ψυχογενής ανορεξία (anorexia nervosa)
Πρόκειται για ψυχοσωματικό σύνδρομο που εμφανίζεται συνήθως στην εφηβική ηλικία, μεταξύ 10ου και 30ου έτους. Είναι συχνότερο στα κορίτσια και σπάνιο στα αγόρια. Εκδηλώνεται με μεγάλη απώλεια βάρους (τουλάχιστον 25% από το κανονικό) και αμηνόρροια οφειλόμενη σε διαταραχή της έκκρισης GnRH.

Απώλεια βάρους
Απώλεια μεγαλύτερη από 15% του συνήθους σωματικού βάρους μπορεί να προκαλέσει αμηνόρροια. Η ακριβής επίδραση του βάρους στην υπογονιμότητα είναι άγνωστη. Η μεταβολή στο πηλίκο μυών / λίπους μπορεί να επηρεάσει την έκκριση της GnRH, επαναφέροντας τον υποθάλαμο στην προεφηβική περίοδο.

Παχυσαρκία
Η παχυσαρκία διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στην ανωοθυλακιορρηξία, διότι συνοδεύεται από ορμονικές ανωμαλίες όπως ελαττωμένη SHBG, υψηλά επίπεδα Ε2 στο αίμα και αυξημένα επίπεδα ανδρογόνων.

Επίπονη φυσική άσκηση
Οι γυναίκες που ασκούνται έντονα έχουν μεγάλη πιθανότητα εμφάνισης ανωμαλιών του κύκλου με ανωοθυλακιορρηξία διότι η άσκηση φαίνεται ότι μειώνει τις γοναδοτροπίνες και αυξάνει την προλακτίνη. Τα δύο τρίτα των γυναικών δρομέων εμφανίζουν μικρή ωχρινική φάση ή ανωοθυλακιορρηξία.

Η επιστροφή στο ιδανικό σωματικό βάρος και τη φυσιολογική άσκηση συχνά επαναφέρει τη γονιμότητα χωρίς άλλη θεραπεία. Επομένως, σε γυναίκες με πολύ αυξημένο ή μειωμένο σωματικό βάρος πρέπει να εφαρμόζεται ειδική διαιτολογική διατροφή πριν την εφαρμογή οποιασδήποτε άλλης θεραπείας.

Καταστροφή του υποθαλάμου
Καταστροφή του υποθαλάμου είναι δυνατόν να προέλθει από νεοπλασίες, φυματίωση, μεταστατικά καρκινώματα, κρανιακές κακώσεις, ακτινοθεραπεία κ.α., που έχουν ως συνέπεια την πρόκληση διαταραχών της έκκρισης GnRH με τα αναμενόμενα επακόλουθα.

Σύνδρομο Sheehan
Το σύνδρομο Sheehan είναι σπάνια πάθηση, αλλά συνιστά την πιο κοινή αιτία υποφυσιακής ανεπάρκειας. Προκαλείται από μερική ή ολική νέκρωση της υπόφυσης, από αιμορραγία μετά τον τοκετό και θρόμβωση των αγγείων της υπόφυσης σε συνδυασμό με διάχυτη ενδαγγειακή πήξη. Εκδηλώνεται αμέσως μετά τον τοκετό με έλλειψη παραγωγής γάλακτος, υπερπυρεξία, υπόταση, αμηνόρροια. Τα εργαστηριακά ευρήματα είναι χαρακτηριστικά με ποικίλη ελάττωση όλων των ορμονών που παράγονται από την υπόφυση.