使子宫内膜增厚的激素主要是雌激素，孕激素在特定条件下也可间接影响内膜厚度，但核心增厚作用由雌激素主导。
雌激素是促进子宫内膜增生的关键激素。在月经周期中，随着卵泡发育，卵巢分泌的雌激素逐渐增多，刺激子宫内膜从基底层开始修复并增厚，为受精卵着床做准备。这种生理性增厚通常伴随规律月经周期出现，厚度可达8-14毫米。如果雌激素持续过高且缺乏孕激素拮抗，可能引起子宫内膜异常增生，表现为月经量增多、经期延长等症状。
孕激素的作用与雌激素不同，主要在雌激素作用基础上，使增殖期子宫内膜转化为分泌期，继而使增厚的子宫内膜脱落和变薄。然而，在雌激素水平较低时，孕激素的拮抗作用减弱，可能间接导致内膜相对增厚，但这种情况较为少见，且通常伴随内分泌紊乱。
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