Perubahan-perubahan hormon berkorelasi dengan kejadian morfologis dan kejadian autokrin-parakrin dalam ovarium, menempatkan koordinasi sistem ini sebagai salah satu kejadian yang paling menakjubkan dalam biologi. Diagnosis dan penatalaksanaan fungsi menstruasi abnormal harus didasarkan pada pemahaman mekanisme-mekanisme fisiologis yang terlibat dalam regulasi siklus normal. Untuk memahami siklus menstruasi normal, adalah bermanfaat untuk membagi siklus kedalam tiga fase: fase folikuler, ovulasi, dan fase luteal. Kami mempelajari masing-masing fase ini, mengkonsentrasikan pada perubahan-perubahan dalam hormon-hormon ovarium dan pituitari, apa yang mengatur pola perubahan hormon, dan dampak hormon-hormon ini pada ovarium, pituitari, dan hipotalamus dalam mengatur siklus menstruasi.
FASE FOLIKULER
Selama fase folikuler terjadi rangkaian kejadian yang teratur yang memastikan terdapat folikel dalam jumlah yang tepat yang siap mengalami ovulasi. Dalam ovarium manusia hasil akhir dari perkembangan folikel ini (biasanya) adalah satu folikel matur. Proses yang terjadi selama 10-14 hari ini menunjukkan gambaran serangkaian kerja hormon dan peptida autokrin-parakrin pada folikel, menyebabkan folikel yang akan mengalami ovulasi mengalami masa pertumbuhan awal dari suatu folikel primordial melalui berbagai tahap folikel preantral, antral, dan preovulatorik.
FOLIKEL PRIMORDIAL
Sel-sel germ primordial berasal dari dalam endodermis yolk sac, alantois, dan hindgut embrio, dan pada masa gestasi 5-6 minggu, sel-sel tersebut telah bermigrasi ke rigi genitalia. Pembelahan mitotik cepat dari sel-sel germ dimulai pada kehamilan 6-8 minggu, dan pada kehamilan 16-20 minggu, tercapai jumlah oosit yang maksimal: total 6-7 juta pada kedua ovarium. Pembentukan folikel primordial dimulai pada pertengahan masa kehamilan dan selesai segera setelah melahirkan. Folikel primordial tidak bertumbuh dan terdiri dari sebuah oosit, yang berhenti pada tahap diploten dari profase miotik, dikelilingi oleh sebuah lapisan sel-sel granulosa berbentuk batang.
Sampai jumlahnya habis, folikel-folikel primordial mulai bertumbuh dan mengalami atresia dibawah semua keadaan fisiologis. Pertumbuhan dan atresia tidak dihentikan oleh kehamilan, ovulasi, atau masa anovulasi. Proses dinamis ini berlanjut pada semua usia, termasuk pada masa bayi dan sekitar menopause. Dari jumlah maksimalnya pada kehamilan 16-20 minggu, jumlah oosit akan menurun tanpa bisa dihentikan. Kecepatan penurunan proporsional dengan jumlah total yang ada; karena itu, penurunan yang paling cepat terjadi sebelum melahirkan, menyebabkan penurunan dari 6-7 juta menjadi 1-2 juta pada saat melahirkan dan menjadi 300.000 sampai 500.000 pada masa pubertas. Dari reservoir besar ini, sekitar 400 sampai 500 folikel akan mengalami ovulasi selama masa reproduktif seorang wanita.
Mekanisme untuk menentukan folikel yang mana dan berapa banyak yang akan bertumbuh pada suatu hari tertentu tidak diketahui. Jumlah folikel dalam tiap kohort yang bertumbuh tampaknya bergantung pada ukuran pool residual dari folikel-folikel primordial inaktif. Mengurangi ukuran pool (misalnya dengan ooforektomi unilateral) menyebabkan folikel yang tersisa akan mengalami redistribusi availabilitasnya dengan berlalunya waktu, namun hilangnya oosit dalam jumlah yang cukup besar pada masa reproduktif lanjut saat jumlah total sudah berkurang dapat menyebabkan menopause dini. Mungkin saja bahwa folikel yang terpisah untuk memegang peranan penting dalam suatu siklus tertentu mendapat keuntungan dari pemasangan “kesiapan” folikel yang tepat waktu (mungkin dipersiapkan oleh kerja autokrin-parakrin dalam lingkungan mikro-nya) dan stimulasi hormon tropik yang tepat. Folikel pertama yang dapat memberi respon terhadap rangsang dapat memimpin sehingga tidak akan pernah habis. Namun demikian, tiap kohort folikel yang mulai bertumbuh terlibat dalam kompetisi ketat yang berakhir dengan selamatnya satu folikel.
Selamat dari Atresia (Apoptosis)
Folikel yang akan mengalami ovulasi ditarik pada beberapa hari pertama siklus. Perkembangan dini folikel terjadi selama beberapa siklus menstruasi, tetapi folikel ovulatorik adalah salah satu kohort yang ditarik pada saat transisi fase luteal-fase folikuler. Total lamanya waktu untuk mencapai status praovulatorik kurang lebih 85 hari. Sebagian besar waktu ini (sampai tahap lanjut) melibatkan respon-respon yang bebas dari regulasi hormonal. Akhirnya, kohort folikel ini mencapai tahap dimana, kecuali jika ditarik (diselamatkan) oleh follicle-stimulating hormone (FSH), langkah berikutnya adalah atresia. Karena itu, folikel-folikel terus tersedia (berukuran 2-5 mm) untuk respon terhadap FSH. Peningkatan FSH merupakan hal penting dalam menyelamatkan sebuah kohort folikel dari atresia, hal yang biasanya dialami kebanyakan folikel, dan akhirnya memungkinkan sebuah folikel dominan untuk tampil dan masuk kedalam jalur untuk mengalami ovulasi. Disamping itu, dipertahankannya peningkatan FSH ini untuk waktu yang tertentu adalah penting. Tanpa ada dan persistensi peningkatan kadar FSH dalam sirkulasi, kohort akan mengalami proses apoptosis, kematian sel fisiologis terprogram untuk mengeliminasi kelebihan sel. “Apoptosis” berasal dari bahasa Yunani dan berarti jatuh, seperti daun gugur dari pohon.
“Penarikan” secara tradisional digunakan untuk menggambarkan pertumbuhan kontinyu folikel-folikel antral sebagai respon terhadap FSH. Konsep yang lebih bermanfaat adalah bahwa kohort folikel yang memberi respon terhadap FSH pada awal suatu siklus diselamatkan dari apoptosis. Ingat bahwa perkembangan sangat dini dari folikel dimulai secara kontinyu dan bebas dari pengaruh gonadotropin. Hampir semua folikel ini mengalami apoptosis; hanya folikel-folikel yang terpapar pada peningkatan stimulasi FSH karena kesiapan folikel-folikel tersebut untuk memberi respon dan peningkatan FSH selama masa transisi fase luteal-fase folikuler yang memiliki nasib baik untuk berkompetisi untuk dipilih sebagai sebuah folikel yang dominan.
Tanda-tanda nyata pertama perkembangan folikuler adalah peningkatan ukuran oosit, dan sel-sel granulosa menjadi berbentuk lebih kuboid dan bukan skuamous. Perubahan-perubahan ini mungkin lebih baik dipandang sebagai suatu proses maturasi dan bukan pertumbuhan. Pada saat yang bersamaan ini, terjadi gap junction kecil antara sel-sel granulosa dan oosit. Gap junction adalah saluran yang jika terbuka akan memungkinkan pertukaran zat gizi, ion, dan molekul-molekul regulatorik. Karena itu, gap junction bertindak sebagai jalur untuk pertukaran zat gizi, metabolit, dan sinyal antara sel-sel granulosa dan oosit. Pada satu arah, inhibisi maturasi akhir oosit (sampai peningkatan tajam LH) dipertahankan oleh faktor-faktor derivat dari sel-sel granulosa. Pada arah yang lain, proses pertumbuhan folikuler dipengaruhi oleh faktor-faktor regulatorik yang berasal dari dalam oosit. Tikus yang secara genetik mengalami defisiensi faktor diferensiasi pertumbuhan-9 (GDF-9), suatu peptida yang hanya disintesis dalam oosit setelah folikel primordial menjadi folikel preantral, adalah infertil karena perkembangan folikuler tidak dapat berjalan melebihi tahap folikel primordial. Mutasi dalam FOXL2, gen yang mengkode sebuah faktor transkripsi, menyebabkan sindrom blefarofimosis/ptosis/epikantus inversus yang merupakan kelainan yang mengenai kelopak mata dan menyebabkan kegagalan ovarium prematur. Faktor transkripsi ini telah terbukti sangat penting untuk diferensiasi sel-sel granulos; memang, mutasi dikaitkan dengan tidak adanya tanda yang paling pertama muncul akan adanya perkembangan folikuler, yaitu perubahan sel-sel granulosa menjadi berbentuk kuboid.
Komunikasi diantara sel-sel granulosa dan antara oosit dan sel-sel granulosa bergantung pada pertukaran molekul-molekul kecil melalui gap junction. Gap junction terdiri dari saluran-saluran yang dibentuk dari pengaturan protein-protein yang dikenal sebagai koneksin. Gap junction koneksin sangat penting untuk pertumbuhan dan multiplikasi sel-sel granulosa, dan untuk nutrisi dan regulasi perkembangan oosit. Ekspresi koneksin dalam folikel-folikel ovarium mengalami up-regulasi oleh FSH dan down-regulasi oleh LH. Disamping itu, FSH mempertahankan satu saluran terbuka dalam gap junction, jalur yang ditutup oleh LH. Setelah ovulasi, gap junction sekali lagi memiliki peranan penting dalam korpus luteum, dimana fungsi gap junction diregulasi oleh oksitosin yang diproduksi secara lokal.
Dengan multiplikasi sel-sel granulosa kuboidal (sampai kurang lebih 15 sel), folikel primordial menjadi folikel primer. Lapisan granulosa dipisahkan dari sel-sel stroma oleh suatu membran basement yang disebut lamina basalis. Sel-sel stroma disekitarnya akan berdiferensiasi menjadi lapisan-lapisan konsentrik yang disebut teka interna (paling dekat dengan lamina basalis) dan teka eksterna (bagian luar). Lapisan teka tampak jika proliferasi granulosa memproduksi 3-6 lapisan sel-sel granulosa.
Keyakinan bahwa dimulainya pertumbuhan folikuler bebas dari stimulasi gonadotropin didukung oleh persistensi pertumbuhan awal ini pada tikus mutan yang mengalami defisiensi gonadotropin dan pada janin-janin anensefalik. Pada sebagian besar keadaan pertumbuhan ini dibatasi dan segera diikuti oleh atresia. Dalam studi-studi folikel ovarium manusia, ekspresi gen untuk reseptor FSH tidak dapat dideteksi sampai folikel primordial telah mulai bertumbuh. Lebih lanjut, pada seorang wanita dengan mutasi inaktivasi pada gen subunit beta FSH, terdapat aktivitas folikuler antral tetapi pertumbuhan kontinyu dan ovulasi tidak mungkin terjadi. Terapi untuk wanita yang mengalami defisiensi FSH dengan menggunakan FSH eksogen menyebabkan pertumbuhan folikuler, ovulasi, dan kehamilan, ini menunjukkan bahwa oosit dan pertumbuhan folikuler sampai munculnya FSH adalah normal.
Pola umum pertumbuhan yang terbatas dan atresia cepat mengalami gangguan pada awal siklus menstruasi dimana sekelompok folikel (setelah kurang lebih 70 hari mengalami perkembangan) memberi respon kepada perubahan hormonal dan didorong untuk bertumbuh. Pada wanita-wanita muda, kohort ini berjumlah 3-11 tiap ovariumnya. Penurunan steroidogenesis dan sekresi inhibin-A selama fase luteal memungkinkan peningkatan FSH, dimulai beberapa hari sebelum menstruasi. Penentuan waktu kejadian yang penting ini didasarkan pada data-data yang diperoleh dari immunoassay FSH. Dengan menggunakan pengukuran bioaktivitas FSH yang sensitif, pernah dikatakan bahwa peningkatan bioaktivitas FSH dimulai pada pertengahan fase luteal sampai fase luteal lanjut.
FOLIKEL PREANTRAL
Setelah pertumbuhan mengalami percepatan, folikel akan masuk kedalam tahap preantral bersamaan dengan membesarnya oosit dan akan dikelilingi oleh sebuah membran, yaitu zona pelusida. Sel-sel granulosa akan mengalami proliferasi multilapis bersama dengan organisasi lapisan teka dari stroma disekitrnya. Pertumbuhan ini bergantung pada gonadotropin dan berkorelasi dengan peningkatan produksi estrogen. Studi-studi molekuler menunjukkan bahwa semua sel granulosa dalam folikel matur merupakan derivat dari 3 sel prekursor saja.
Sel-sel granulosa dari folikel preantral memiliki kemampuan mensintesis ke-3 kelas steroid; namun, diproduksi jauh lebih banyak estrogen daripada andogren ataupun progestin. Suatu sistem enzim aromatase bekerja mengubah androgen menjadi estrogen dan merupakan sebuah faktor yang membatasi produksi estrogen oleh ovarium. Aromatisasi diinduksi atau diaktivasi melalui kerja FSH. Pengikatan FSH pada reseptornya dan aktivasi sinyal yang dimediasi oleh adenilat siklase diikuti oleh ekspresi mRNA multipel yang mengkode protein yang bertanggung-jawab untuk proliferasi, diferensiasi, dan fungsi sel. Karena itu, FSH menginisiasi steroidogenesis (produksi estrogen) dalam sel-sel granulosa dan merangsang pertumbuhan dan proliferasi sel granulosa.
Reseptor-reseptor spesifik untuk FSH tidak terdeteksi dalam sel-sel granulosa sampai mencapai tahap preantral, dan folikel preantral memerlukan adanya FSH untuk melakukan aromatisasi androgen dan memproduksi lingkungan mikro-nya sendiri yang bersifat estrogenik. Karena itu, produksi estrogen dibatasi oleh kandungan reseptor FSH. Pemberian FSH akan meningkatkan dan menurunkan konsentrasi reseptornya sendiri yang terdapat pada sel-sel granulosa (up- dan down-regulasi) baik in vivo maupun in vitro. Kerja FSH ini dimodulasi oleh growth factor. Reseptor-reseptor FSH segera mencapai konsentrasi sekitar 1500 reseptor dalam tiap sel granulosa.
FSH bekerja melalui protein G, sistem adenilat siklase (dijelaskan dalam Bab 2), yang akan mengalami down-regulasi dan modulasi oleh berbagai faktor, termasuk intermedier kalsium-kalmodulin. Walaupun steroidogenesis dalam folikel ovarium terutama diatur oleh gonadotropin, terlibat pula jalur-jalur sinyalisasi multipel yang merespon kepada banyak faktor selain gonadotropin. Disamping sistem enzim adenilat siklase, jalur-jalur ini meliputi ion gate channel, reseptor tirosin kinase, dan sistem fosfolipase dari messenger kedua. Jalur-jalur ini diregulasi oleh berbagai faktor, termasuk growth factor, nitrit oksida, prostaglandin, dan peptida seperti gonadotropin-releasing hormone (GnRH), angiotensin II, faktor nekrosis jaringan-α, dan peptida intestinal vasoaktif. Pengikatan hormon luteinisasi (LH) pada reseptornya dalam ovarium juga diikuti oleh aktvasi jalur adenilat siklase-siklik AMP melalui mekanisme protein G.
FSH bekerjasama sinergis dengan estrogen untuk menyebabkan kerja mitogenik pada sel-sel granulosa untuk merangsang proliferasi sel-sel tersebut. Bersama-sama, FSH dan estrogen mendorong akumulasi cepat reseptor FSH, mencerminkan sebagian peningkatan dalam jumlah sel granulosa. Terdapatnya estrogen dini dalam folikel memungkinkan folikel memberi respon kepada konsentrasi FSH yang relatif rendah, hal ini merupakan fungsi autokrin untuk estrogen dalam folikel. Seiring dengan berlanjutnya pertumbuhan, sel-sel granulosa berdiferensiasi menjadi beberapa sub kelompok populasi sel yang berbeda. Ini tampaknya ditentukan oleh letak sel relatif terhadap oosit.
Terdapat suatu sistem komunikasi dalam folikel. Tidak semua sel harus mengandung reseptor untuk gonadotropin. Sel-sel dengan reseptor dapat mengirimkan sebuah sinyal (oleh gap junction), yang menyebabkan aktivasi protein kinase dalam sel-sel yang tidak memiliki reseptor. Karena itu, kerja yang diinisiasi oleh normon dapat dikirim sepanjang folikel walaupun sebenarnya hanya ada sebuah sub kelompok sel yang mengikat hormon tersebut. Sistem komunikasi ini mendorong terjadinya performa yang terkoordinasi dan sikron sepanjang folikel, suatu sistem yang terus bekerja dalam korpus luteum.
Peranan androgen dalam perkembangan folikuler dini merupakan sesuatu yang kompleks. Reseptor-reseptor androgen spesifik terdapat dalam sel-sel granulosa. Androgen tidak hanya bekerja sebagai substrat untuk aromatisasi yang diinduksi oleh FSH, tetapi dalam konsentrasi rendah, dapat semakin memperbaiki aktivitas aromatase. Jika terpapar pada lingkungan yang kaya androgen, sel-sel granulosa preantral akan mendukung konversi androgen menjadi androgen terreduksi-5α yang lebih poten dan bukan menjadi estrogen. Andorgen-androgen ini tidak dapat diubah menjadi estrogen dan, sebenarnya, menghambat aktivitas aromatase. Androgen-androgen ini juga menghambat indusi pembentukan reseptor LH oleh FSH, suatu langkah penting lain dalam perkembangan folikuler.
Nasib folikel preantral berada dalam keseimbangan yang sangat baik. Pada konsentrasi rendah, androgen memperbaiki aromatisasinya sendiri dan menyumbang bagi produksi estrogen. Pada kadar yang lebih tinggi, terbatasnya kapasitas aromatisasi mengalami kelebihan, dan folikel menjadi androgenik dan akhirnya atretik. Folikel-folikel akan melanjutkan perkembangan hanya jika folikel-folikel tersebut muncul saat FSH meningkat dan LH berada dalam konsentrasi rendah. Folikel-folikel yang muncul pada akhir masa luteal atau awal siklus berikutnya akan didukung oleh suatu lingkungan dimana aromatisasi dalam sel granulosa dapat terjadi. Keberhasilan sebuah folikel bergantung pada kemampuannya untuk mengubah lingkungan mikro yang didominasi oleh androgen menjadi lingkungan mikro yang didominasi oleh estrogen.
Rangkuman Kejadian-kejadian Kunci dalam Folikel Preantral
- Perkembangan folikuler awal terjadi lepas dari pengaruh hormon.
- Stimulasi FSH menyelamatkan sebuah kohort folikel dari apoptosis, mendorong kohort folikel tersebut menuju tahap preantral.
- Aromatisasi androgen yang diinduksi oleh FSH dalam granulosa menyebabkan produksi estrogen.
- Bersama-sama, FSH dan estrogen meningkatkan kandungan reseptor FSH dalam folikel dan merangsang proliferasi sel-sel granulosa.
FOLIKEL ANTRAL
Dibawah pengaruh sinergistik estrogen dan FSH terjadilah peningkatan produksi cairan folikuler yang terakumulasi dalam ruang antarsel granulosa, dan akhirnya berkoalesensi membentuk suatu kavitas, bersamaan dengan transisi folikel kedalam tahap antral. Akumulasi cairan folikuler memberi cara dengan mana oosit dan sel-sel granulosa disekitarnya dapat diperlihara dalam suatu lingkungan endokrin spesifik. Sel-sel granulosa yang mengelilingi oosit saat ini disebut sebagai kumulus ooforus. Diferensiasi sel-sel kumulus diyakini merupakan respon terhadap sinyal-sinyal yang berasal dari dalam oosit.
Pada adanya FSH, estrogen menjadi substansi yang dominan dalam cairan folikuler. Sebaliknya, pada tidak adanya FSH, androgen menjadi dominan. LH tidak biasanya dijumpai dalam cairan folikuler sampai pertengahan siklus. Jika terjadi peningkatan LH sebelum waktunya dalam sirkulasi dan cairan folikuler, aktivitas mitotik dalam granulosa akan menurun, perubahan-perubahan degeneratif akan terjadi, dan kadar androgen intrafolikuler akan meningkat. Karena itu, dominansi estrogen dan FSH penting untuk mempertahankan akumulasi sel-sel granulosa dan pertumbuhan folikuler yang kontinyu. Folikel-folikel antral dengan proliferasi granulosa terbesar mengandung konsentrasi estrogen tertinggi dan rasio androgen/estrogen terendah, dan merupakan yang paling besar kemungkinannya memproduksi oosit yang sehat. Lingkungan yang androgenik akan mengantagonisasi proliferasi granulosa yang diinduksi oleh estrogen dan, jika berlangsung lama, akan mendorong terjadinya perubahan-perubahan degeneratif dalam oosit.
Steroid yang terdapat dalam cairan folikuler dapat ditemukan dalam konsentrasi beberapa kali lipat lebih tinggi daripada steroid dalam sirkulasi dan mencerminkan kapasitas fungsional sel-sel granulosa dan sel-sel teka disekitarnya. Sintesis hormon steroid secara fungsional ditempatkan dalam folikel – apa yang dikenal sebagai sistem dua sel.
Sistem Dua-Sel, Dua-Gonadotropin
Aktivitas aromatase granulosa jauh melebihi apa yang dijumpai dalam teka. Dalam folikel-folikel preantral dan antral manusia, reseptor-reseptor LH hanya terdapat dalam sel-sel teka dan reseptor-reseptor FSH hanya terdapat dalam sel-sel granulosa. Sel-sel interstisial tekal, terletak dalam teka interna, memiliki kurang lebih 20000 reseptor LH dalam membran selnya. Sebagai respon terhadap LH, jaringan teka akan dirangsang untuk memproduksi androgen yang kemudian dapat diubah, melaui aromatisasi yang diinduksi oleh FSH, menjadi estrogen dalam sel-sel granulosa.
Interaksi antara kompartemen granulosa dan teka, dan percepatan produksi estrogen sebagai akibatnya, tidak benar-benar fungsional sampai tahap lanjut perkembangan antral. Seperti sel-sel granulosa preantral, granulosa dari folikel-folikel antral kecil menunjukkan kecenderungan in vitro untuk mengubah sejumlah besar androgen menjadi bentuk 5α-tereduksi yang lebih poten. Sebaliknya, sel-sel granulosa yang diisolasi dari folikel-folikel antral besar segera dan lebih cenderung memetabolisasi androgen menjadi estrogen. Konversi dari lingkungan mikro androgen menjadi lingkungan mikro estrogen (konversi yang penting untuk pertumbuhan dan perkembangan lebih lanjut) bergantung pada sensitivitas yang semakin bertambah terhadap FSH yang disebabkan oleh kerja FSH dan pengaruh estrogen.
Seiring dengan berkembangnya folikel, sel-sel teka mulai mengekspresikan gen-gen untuk reseptor LH, P450scc, dan 3β-hidroksisteroid dehidrogenase. Pemasukan kolesterol kedalam mitokondria yang diatur terpisah (oleh LH), dengan mempergunakan internalisasi kolesterol LDL, penting untuk steroidogenesis. Karena itu, steroidogenesis dalam ovarium bergantung pada LH sampai tingkat tertentu. Sel-sel granulosa dalam ovarium manusia, setelah luteinisasi dan vaskularisasi yang terjadi setelah ovulasi, dapat menggunakan kolesterol HDL dalam suatu sistem yang berbeda dari jalur kolesterol LDL. Lipoprotein tidak mengalami internalisasi, tetapi ester kolesteril akan diekstraksikan dari lipoprotein pada permukaan sel dan kemudian dikirim kedalam sel.
Seiring dengan munculnya folikel, sel-sel teka ditandai oleh ekspresi P450c17 oleh sel-sel teka tersebut, suatu langkah enzim yang membatas kecepatan konversi substrat karbon-21 menjadi androgen. Sel-sel granulosa tidak mengeskpresikan enzim ini dan karenanya bergantung pada androgen dari teka untuk membuat estrogen. Peningkatan ekspresi sistem aromatisasi (P450arom) merupakan penanda meningkatnya maturitas sel-sel granulosa. Adanya P450c17 hanya dalam sel-sel teka dan P450arom hanya dalam sel-sel granulosa merupakan bukti nyata yang membenarkan penjelasan dua-sel, dua-gonadotropin untuk produksi estrogen.
Pentingnya sistem dua-sel, dua-gonadotropin dalam primata didukung oleh respon para wanita dengan defisiensi gonadotropin terhadap terapi dengan FSH rekombinan (murni). Folikel-folikel berkembang (memastikan adanya peranan penting FSH, dan peranan LH yang kurang penting, dalam pertumbuhan awal), namun produksi estradiol dibatasi. Terjadi sejumlah aromatisasi, mungkin menggunakan androgen yang berasal dari dalam kelenjar adrenal, sehingga tercapai kadar estradiol fase folikuler dini, tetapi steroidogenesis kuat yang biasanya terjadi tidak dapat terjadi tanpa adanya LH untuk menyediakan produksi teka dari substrat androgen. Respon yang sama pernah dijumpai dalam eksperimen-eksperimen yang menggunakan antagonis GnRH untuk menghasilkan monyet-monyet dengan defisiensi LH diikuti oleh pemberian FSH manusia murni rekombinan. Hasil-hasil ini menunjukkan bahwa hanya FHS yang diperlukan untuk folikulogenesis dini, dan bahwa pada primata, peptida-peptida autokrin-parakrin telah mengambil peranan intraovarium penting untuk memodulasi respon gonadotropin. Namun, tahap-tahap akhir maturasi dioptimalisasi oleh LH, meningkatkan jumlah substrat androgen untuk produksi estrogen dan mendorong pertumbuhan folikel yang dominan dan secara simultan mempercepat regresi folikel-folikel yang lebih kecil.
Pemilihan Folikel yang Dominan
Keberhasilan konversi menjadi folikel yang dominan estrogen menandai “pemilihan” suatu folikel yang ditakdirkan untuk mengalami ovulasi, dimana dalam proses ini, dengan perkecualian yang sangat jarang, hanya satu folikel saja yang berhasil. Proses pemilihan ini sampai tingkat tertentu merupakan hasil dari dua kerja estrogen: (1) interaksi lokal antara estrogen dan FSH dalam folikel, dan (2) efek estrogen pada sekresi FSH oleh pituitari. Mespikun estogen memberi pengaruh positif pada kerja FSH dalam folikel yang mengalami maturasi, hubungan umpan balik negatifnya dengan FSH pada tingkat hipotalamus-pituitari menyebabkan penarikkan dukungan gonadotropin dari folikel-folikel lain yang kurang berkembang. Penurunan FSH menyebabkan penurunan aktivitas aromatase yang bergantung pada FSH, membatasi produksi estrogen dalam folikel-folikel yang kurang matur. Bahkan jika suatu folikel yang kurang matur berhasil mencapai lingkungan mikro estrogen, penurunan dukungan FSH akan mengganggu proliferasi dan fungsi granulosa, mendorong konversi menjadi lingkungan mikro androgenik, dan karenanya mendinduksi perubahan atretik yang ireversibel. Memang, kejadian pertama dalam proses atresia adalah berkurangnya reseptor FSH dalam lapisan granulosa.
Hilangnya oosit (dan folikel-folikel) melalui atresia merupakan respon terhadap perubahan-perubahan dalam berbagai faktor. Jelas bahwa stimulasi dan withdrawal gonadotropin adalah penting, tetapi steroid ovarium dan faktor-faktor autokrin-parakrin juga terlibat. Akibat dari perubahan-perubahan yang tidak diinginkan ini, yaitu atresia, adalah suatu proses yang disebut apoptosis, kematian sel terprogram. Proses ini ditandai oleh perubahan dalam mRNA yang diperlukan untuk protein sel, yang mempertahankan integritas folikel. Jenis “kematian alami” ini merupakan suatu proses fisiologis, berlawanan dengan kematian sel patologis berupa nekrosis.
Setelah sel memasuki proses apoptosis, respon sel terhadap FSH dimodulasi oleh growth factor lokal. Faktor nekrosis tumor (TNF), yang diproduksi dalam sel-sel granulosa, menghambat stimulasi sekresi estradiol oleh FSH, kecuali dalam folikel yang dominan. Terdapat hubungan terbalik antara ekspresi TNF dan stimulasi sel-sel granulosa oleh gonadotropin. Karenanya, seiring dengan meningkatnya respon folikel dominan terhadap gonadotropin, produksi TNF-nya menurun. Folikel-folikel yang gagal merespon terhadap gonadotropin akan meningkatkan produksi TNF-nya, sehingga mempercepat perusakan folikel-folikel tersebut. Walaupun fungsi utama hormon anti-mülleri (AMH) adalah untuk menyebabkan regresi duktus müleri selama diferensiasi seksual pria, AMH terdeteksi dalam sel-sel granulosa dari folikel-folikel primordial dini dan mencapai konsentrasi puncak dalam folikel-folikel antral. Studi-studi menggunakan tikus model knockout telah menunjukkan bahwa AMH menghambat pertumbuhan folikel-folikel primordial. Disamping itu, aktivitas parakrin AMH menghambat pertumbuhan folikel yang dirangsang oleh FSH, sehingga menyumbang terhadap munculnya sebuah folikel yang dominan. Karena aktivitas-aktivitas ini, kadar AMH dalam sirkulasi mencerminkan jumlah folikel yang sedang bertumbuh, dan konsentrasi AMH dalam darah dapat menjadi ukuran penuaan ovarium dan prognosis untuk fertilitas.
Sebuah asimetri dalam produksi estrogen ovarium, ekspresi munculnya folikel yang dominan, dapat dideteksi dalam efluen vena ovarium pada hari 5 siklus, bersesuaian dengan penurunan kadar FSH berangsur-angsur yang dijumpai pada fase midfolikuler dan mendahului peningkatan diameter yang menandai kemunculan fisik folikel yang dominan. Ini adalah waktu yang sangat penting dalam siklus. Estrogen eksogen, yang diberikan bahkan setelah pemilihan folikel dominan, mengganggu perkembangan praovulatorik dan menginduksi atresia dengan menurunkan kadar FSH dibawah kadar yang dipertahankan. Karena folikel-folikel yang kurang berkembang memasuki proses atresia, hilangnya folikel dominan selama masa waktu ini memerlukan awal yang bru, dengan penarikan sebuah set lain folikel-folikel preantral.
Umpan balik negatif estrogen pada FSH bekerja menghambat perkembangan semua folikel kecuali folikel dominan. Folikel yang terpilih tetap bergantung pada FSH dan harus menyelesaikan perkembangan praovulatoriknya walaupun terjadi penurunan kadar FSH. Karena itu, folikel yang dominan harus lepas dari akibat supresi FSH yang diinduksi oleh percepatan produksi estrogennya sendiri. Folikel yang dominan memiliki dua keunggulan bermakna, diperolehnya jumlah reseptor FSH yang lebih besar karena kecepatan proliferasi granulosa yang melebihi kecepatan proliferasi granulosa kohort-nya dan perbaikan kerja FSH karena tingginya konsentrasi estrogen intrafolikuler dan karena peptida-peptida autokrin-parakrin lokal. Karenanya, folikel yang dominan lebih sensitif terhadap FSH, dan selama terdapat durasi penting paparan FSH pada awalnya, folikel yang dominan terus berkembang. Akibatnya, stimulus untuk aromatisasi, FSH, dapat dipertahankan, sementara pada waktu yang sama juga ditarik dari antara folikel-folikel yang kurang berkembang. Karena itu, gelombang atresia diantara folikel-folikel yang kurang berkembang tampaknya sejajar dengan peningkatan estrogen.
Akumulasi massa
Untuk merespon kepada peningkatan tajam ovulatorik dan menjadi korpus luteum yang berhasil, sel-sel granulosa harus memperoleh reseptor LH. FSH menginduksi perkembangan reseptor LH pada sel-sel granulose folikel-folikel antral besar. disini sekali lagi estrogen dan peptida-peptida autokrin-parakrin lokal bertindak sebagai koordinator utama. Dengan peningkatan konsentrasi estrogen dalam folikel, FSH mengubah titik berat kerjanya, dari up-regulasi reseptornya sendiri menjadi memproduksi reseptor LH. Kombinasi kapasitas untuk respon kontinyu walaupun terjadi penurunan kadar FSH dan tingginya lingkungan estrogen lokal dalam folikel yang dominan menciptakan kondisi yang optimal untuk perkembangan reseptor LH. LH dapat menginduksi pembentukan reseptornya sendiri dalam sel-sel granulosa yang telah dimatangkan oleh FSH, namun mekanisme primernya mempergunakan stimulasi FSH dan perbaikan estrogen.
Bukti dari stimulasi ovarium untuk fertilisasi in vitro menunjukkan bahwa LH memegang peranan penting dalam tahap lanjut perkembangan folikel, memberi dukungan untuk maturasi akhir dan fungsi folikel yang dominan. Karena itu, adanya LH dalam folikel sebelum ovulasi merupakan kontributor penting bagi perkembangan folikuler yang optimal yang akhirnya menghasilkan sebuah oosit yang sehat.
Kerja lokal estrogen dalam folikel ovarium dipertanyakan saat studi-studi awal gagal mendeteksi reseptor estrogen dalam kompartemen ovarium yang bermakna manapun. Selanjutnya ditemukan bahwa sel-sel granulosa manusia hanya mengandung mRNA untuk reseptor-beta estrogen. Eskpresi dinamis reseptor-beta estrogen konsisten dengan peranan lokal penting bagi estrogen dalam folikel ovarium serta pertumbuhan dan fungsi korpus luteum.
Walaupun prolaktin selalu terdapat dalam cairan folikuler, tidak ada bukti yang menunjukkan bahwa prolaktin penting selama siklus ovulatorik normal pada primata.
Sistem Umpan Balik
Melalui produksi estrogen dan peptidanya sendiri, folikel yang dominan memegang kontrol atas nasibnya sendiri. Dengan mengubah sekresi gonadotropin melalui mekanisme umpan balik folikel yang dominan mengoptimalisasi lingkungannya sendiri sampai terjadi kerusakan folikel-folikel yang kurang berkembang.
Seperti yang telah dibahas dalam Bab 5, gonadotropin-releasing hormone (GnRH) memegang peranan obligatorik dalam kontrol sekresi gonadotropin, tetapi pola sekresi gonadotropin yang dijumpai dalam siklus menstruasi merupakan hasil dari modulasi umpan balik steroid dan peptida yang berasal dari folikel dominan, yang bekerja langsung pada hipotalamus dan pituitari anterior. Disamping itu, peningkatan GnRH menyertai peningkatan tajam LH, menunjukkan bahwa umpan balik positif estrogen bekerja pada pituitari maupun hipotalamus. Estrogen juga menunjukkan efek inhibitoriknya dalam hipotalamus maupun pituitari anterior, menurunkan sekresi pulsatil GnRH maupun respon GnRH pituitari. Progesteron bekerja pada dua tempat. Kerja inhibitoriknya terjadi pada tingkat hipotalamus, dan, seperti estrogen, kerja positifnya terjadi langsung pada pituitari.
Sekresi FSH sangat sensitif terhadap efek inhibitorik negatif estrogen bahkan pada kadar rendah. Pada kadar yang lebih tinggi, estrogen berkombinasi dengan inhibin untuk menyebabkan penekanan besar yang berlangsung lama pada FSH. Sebaliknya, peranan estrogen pada pelepasan LH bervariasi dengan konsentrasi dan durasi paparan. Pada kadar rendah, estrogen menunjukkan hubungan umpan balik negatif dengan LH. Namun, pada kadar yang lebih tinggi, estrogen mampu memberikan umpan balik stimulatorik positif pada pelepasan LH.
Transisi dari supresi menjadi stimulasi pelepasan LH terjadi seiring dengan peningkatan estradiol selama fase midfolikuler. Terdapat dua hal penting dalam mekanisme ini: (1) konsentrasi estradiol, dan (2) lamanya peningkatan estradiol dapat dipertahankan. Pada wanita, konsentrasi estradiol yang diperlukan untuk mencapai umpan balik positif adalah lebih dari 200 pg/mL, dan konsentrasi ini harus dipertahankan selama kurang lebih 50 jam. Kadar estrogen ini pada dasarnya tidak pernah tercapai sampai folikel dominan telah mencapai diameter 15 mm. Rangsang estrogen harus dipertahankan melewati inisiasi peningkatan tajam LH sampai peningkatan tersebut benar-benar terjadi. Seandainya tidak, maka peningkatan tajam LH akan berlangsung lebih pendek atau bahkan gagal terjadi.
Dalam pola bulanan yang sudah tetap, gonadotropin disekresikan secara pulsatil dengan frekuensi dan magnitud yang bervariasi sesuai fase siklus. Pola pulsatil ini langsung disebabkan oleh sekresi pulsatil serupa dari GnRH, tetapi modulasi amplitudo dan frekuensinya merupakan akibat umpan balik steroid pada hipotalamus dan pituitari anterior. Sekresi pulsatil memiliki frekuensi lebih sering tetapi dengan amplitudo lebih kecil selama fase folikuler dibandingkan dengan fase luteal, dengan dijumpai sedikit peningkatan frekuensi saat fase folikuler berlanjut ke tahap ovulasi.
Pola pulsatil FSH tidak mudah dibedakan karena waktu paruhnya yang relatif lebih panjang dibandingkan dengan LH, tetapi data-data eksperimental menunjukkan bahwa FSH dan LH disekresikan secara simultan dan bahwa GnRH merangsang sekresi kedua gonadotropin tersebut. Bahkan selambat 36-48 jam sebelum menstruasi, sekresi gonadotropin masih ditandai oleh kejarangan pulsasi LH dan kadar FSH rendah yang khas merupakan gambaran fase luteal lanjut. Selama transisi dari fase luteal sebelumnya menuju fase folikuler berikutnya, GnRH dan gonadotropin dibebaskan dari efek inhibitorik estradiol, progesteron, dan inhibin. Peningkatan progresif dan cepat dalan sekresi pulsasi GnRH dikaitkan dengan sekresi preferensial FSH dibandingkan dengan LH. Frekuensi pulsasi GnRH dan LH meningkat 4-5 kali lipat selama masa ini, disertai dengan peningkatan kadar FSH dalam sirkulasi 3-5 kali lipat, dan peningkatan kadar LH 2 kali lipat.
Perubahan-perubahan frekuensi pulsasi GnRH dalam fase luteal berkorelasi dengan lamanya paparan terhadap progesteron, sedangkan perubahan-perubahan amplitudo pulsasi tampaknya dipengaruhi oleh perubahan kadar progesteron. Baik estradiol dan progesteron diperlukan untuk mencapai pola sekretotik GnRH yang rendah dan tersupresi selama fase luteal. Studi-studi menunjukkan bahwa steroid mempengaruhi perubahan frekuensi pelepasan GnRH oleh hipotalamus dan kerja pituitari pada amplitudo pulsasi gonadotropin. Kerja inhibitorik steroid fase luteal sebagian dimediasi oleh peningkatan peptida opioid endogen dalam hipotalamus. Baik estrogen dan progesteron dapat meningkatkan opiat endogen, dan pemberian klomifen (suatu antagonis estrogen) selama fase luteal meningkatkan frekuensi pulsasi LH tanpa mempengaruhi amplitudo. Karenanya, estrogen memperbaiki kerja stimulatorik progesteron pada peptida opioid endogen, sehingga menyebabkan terjadinya kadar opiat endogen yang relatif tinggi selama fase luteal.
Endorfin plasma mulai meningkat dalam 2 hari sebelum LH mencapai puncak, bersamaan dengan peningkatan tajan gonadotropin pada pertengahan siklus. Kadar maksimal tercapai segera sebelum LH mencapai puncak, bersamaan dengan ovulasi. Kadarnya kemudian berangsur-angsur menurun sampai tercapai nadir selama menstruasi dan fase folikuler dini. Monyet menunjukkan kadar beta-endorfin tertinggi dalam darah porta hipofiseal pada pertengahan siklus. Siklisitas normal memerlukan periode-periode sekuensial aktivitas opioid hipotalamus yang tinggi (pertengahan siklus dan fase luteal) dan rendah (selama menstruasi).
Masih ada satu lagi kerja estrogen yang penting. Terdapat perbedaan antara pola sekresi FSH dan LH seperti yang ditentukan oleh immunoassay dan bioassay, mnunjukkan bahwa gonadotropin yang secara biologis lebih aktif disekresikan pada pertengahan siklus dan bukan pada masa-masa lain selama siklus berlangsung. Kualitas ini, bioaktivitas banding imunoreaktivitas, ditentukan oleh struktur molekuler molekul gonadotropin, suatu konsep yang dalam Bab 2 disebut sebagai heterogenitas hormon-hormon tropik. Terdapat hubungan jelas antara aktivitas dan waktu paruh hormon-hormon glikoprotein dan kandungan asam sialatnya. Efek umpan balik estrogen meliputi modulasi sialilasi serta ukuran dan aktivitas gonadotropin yang kemudian dilepaskan, maupun perbaikan pelepasan sekretorik gonadotropin yang secara biologis aktif yang dirangsang oleh GnRH. Maka jelas beralasan untuk mengintensifkan efek gonadotropin pada pertengahan siklus. Karena itu, kerja umpan balik positif estrogen meningkatkan kuantitas maupun kualitas (bioaktivitas) FSH dan LH. Disamping perubahan pada pertengahan siklus yang mendukung aktivitas gonadotropin pada folikel ovarium, isoform-isoform FSh dengan aktivitas biologis lebih besar juga meningkat selama fase luteal lanjut, perubahan yang dengan tepat diarahkan untuk mendorong pertumbuhan folikel ovarium baru untuk siklus berikutnya.
Terdapat ritme diurnal dalam sekresi FSH dan LH. Berlawanan dengan peningkatan nokturnal yang dijumpai pada hormon adrenokortikotropik (ACTH), thyroid-stimulating hormone (TSH), growth hormone, dan prolaktin, FSH dan LH menunjukkan penurunan nokturnal, yang mungkin dimediasi oleh opiat endogen. Ritme diurnal untuk LH ini hanya dijumpai pada fase folikuler dini, sedangkan FSH mempertahankan ritme sirkadian sepanjang siklus menstruasi (dan karenanya tidak dipengarugi oleh umpan balik hormon steroid) dan bahkan pada masa postmenopause.
Inhibin, Aktivin, dan Folistatin
Keluarga peptida ini disintesis oleh sel-sel granulosa sebagai respon terhadap FSH dan disekresikan kedalam cairan folikuler dan efluen vena ovarium. Ekspresi peptida-peptida ini tidak terbatas pada ovarium; peptida-peptida ini terdapat dalam banyak jaringan diseluruh tubuh dan bertindak sebagai regulator autokrin-parakrin. Inhibin merupakan inhibitor penting dari sekresi FSH. Aktvin merangsang pelepasan FSH dalam pituitari dan memperbaiki kerja FSH dalam ovarium. Folistatin menekan akitivitas FSH dengan mengikat aktivin.
Inhibin terdiri dari dua peptida yang berbeda (dikenal sebagai subunit alfa dan beta) yang dikaitkan oleh ikatan disulfida. Dua bentuk inhibin (inhibin-A dan inhibin-B) telah dimurnikan, masing-masing mengandung sebuah subunit alfa identik dan subunit-subunit beta yang berbeda namun berkaitan. Karenanya, terdapat 3 subunit unuk inhibin: alfa, beta-A, dan beta-B. Tiap subunit merupakan produk dari RNA messenger yang berbeda, masing-masing berasal dari molekul prekursornya sendiri.
Bentuk-bentuk Inhibin:
Inhibin-A: Alfa-BetaA
Inhibin-B: Alfa-BetaB
FSH merangsang sekresi inhibin dari sel-sel granulosa dan, sebaliknya, disupresi oleh inhibin – suatu hubungan resiprokal. Perbaikan tehnik-tehnik assay telah menunjukkan bahwa inhibin-B merupakan bentuk inhibin yang terutama disekresikan oleh sel-sel granulose pada fase folikuler siklus. Sekresi inhibin lebih lanjut diatur oleh kontrol autokrin-parakrin lokal. GnRH dan epidermal growth factor menurunkan stimulasi sekresi inhibin oleh FSH, sedangkan insulin-like growth factor-1 memperbaiki produksi inhibin. Efek inhibitorik GnRH dan growth factor konsisten dengan kemampuannya menurunkan produksi estrogen dan pembentukan reseptor LH yang dirangsang oleh FSH. Kedua bentuk GnRH (GnRH-I dan GnRH-II) bersama dengan reseptornya diekspresikan dalam sel-sel granulosa.
Sekresi inhibin-B kedalam sirkulasi lebih lanjut mengamplifikasi withdrawal FSH dari folikel-folikel lain, suatu mekanisme mayor dengan mana folikel yang muncul mendapat kemampuan dominansinya. Inhibin-B meningkat perlahan-lahan tetapi teratur, dengan cara pulsatil (periodisitas 60-70 menit) mencapai kadar puncak pada fase folikuler dini dan fase midfolikuler, dan kemudian menurun pada fase folikuler lanjut sebelum ovulasi untuk mencapai nadir pada fase midluteal. Memuncaknya inhibin-B pada hari setelah ovulasi mungkin merupakan akibat dari lepasnya inhibin-B dari folikel yang pecah. Hubungan inhibin-B dan FSH ini didukung dengan ditunjukkannya bahwa kadar inhibin-B lebih rendah dan kadar FSH lebih tinggi pada fase folikuler pada wanita-wanita berusia 45-49 tahun dibandingkan dengan wanita-wanita yang lebih muda. Suatu fibrotekoma ovarium yang mensekresi inhibin-B berkaitan dengan amenore sekunder dan infertilitas akibat supresi sekresi FSH.
Dengan adanya reseptor-reseptor LH pada sel-sel granulosa folikel yang dominan dan perkembangan folikel berikutnya menjadi korpus luteum, ekspresi inhibin berada dibawah kontrol LH, dan ekspresi berubah dari inhibin-B menjadi inhibin-A. kadar inhibin-A dalam sirkulasi meningkat pada fase folikuler lanjut untuk mencapai kadar puncak pada fase midluteal. Karena itu, inhibin-A menyumbang bagi supresi FSH sampai tingkat nadir selama fase luteal, dan bagi perubahan-perubahan transisi luteal-folikuler.
Inhibin memiliki efek inhibitorik yang luas dan multiple pada sekresi gonadtropin. Inhibin dapat memblokade sintesis dan sekresi FSH, mencegah up-regulasi reseptor-reseptor GnRH oleh GnRH, menurunkan jumlah reseptor GnRH yang ada, dan, pada
konsentrasi tinggi, mendorong degradasi intraseluler gonadotropin.
Aktivin, derivat dari sel-sel granulosa, namun juga dapat dijumpai dalam gonadotrop pituitari, mengandung 2 subunit yang identik dengan subunit beta inhibin A dan B. Disamping itu, aktivin telah diidentifikasikan dengan varian-varian subunit beta, disebut sebagai beta-C, beta-D, dan beta-E. Gen aktivin beta-C dan beta-E telah dibuktikan tidak memiliki kegunaan pada model tikus knockout. Aktivin memperbaiki sekresi FSH dan menghambat respron prolaktin, ACTH, dan growth hormone. Aktivin meningkatkan respon pituitari terhadap GnRH dengan memperbaiki pembentukan reseptor GnRH. Efek aktivin diblokade oleh inhibin dan folistatin. Struktur gen aktivin homolog terhadap gen transforming growth factor-β, menunjukkan bahwa produk-produk ini semua berasal dari keluarga gen yang sama. Sebuah anggota lain yang juga penting dari keluarga ini adalah hormon anti-mülleri, demikian juga sebuah protein yang aktif selama embriogenesis insekta, dan sebuah protein yang aktif dalam embrio katak.
Bentuk-bentuk Aktivin
Aktivin-A: BetaA-BetaA
Aktivin-AB: BetaA-BetaB
Aktivin-B: BetaB-BetaB
Aktivin-C: BetaC-BetaC
Aktivin-AC: BetaA-BetaC
Aktivin-E: BetaE-BetaE
Aktivin terdapat dalam banyak tipe sel, mengatur pertumbuhan dan diferensiasi. Dalam folikel ovarium, aktivin meningkatkan pengikatan FSH dalam sel-sel granulosa (dengan mengatur jumlah reseptor) dan memperbaiki stimulasi aromatisasi oleh FSH dan produksi inhibin. Terdapat bukti yang cukup yang diperoleh dari sel-sel manusia untuk menunjukkan bahwa inhibin dan aktivin bekerja langsung pada sel-sel teka untuk mengatur sintesis androgen. Inhibin mendorong kerja stimulatorik LH dan/atau IGF-I, sedangkan aktivin menghambat kerja ini. Inhibin dalam dosis yang semakin meningkat dapat mengatasi kerja inhibitorik aktivin. Sebelum ovulasi, aktivin menekan produksi progesteron dalam granulosa, mungkin mencegah luteinisasi prematur. Terdapat repertoire reseptor kinase transmembran sel untuk aktivin, dengan afinitas dan struktur domain yang berbeda. Heterogenitas reseptor ini memungkinkan ditimbulkannya berbagai respon yang berbeda oleh sebuah peptida. Baik aktivin-A maupun inhibin-A telah terbukti sangat poten dalam merangsang maturasi oosit in vitro yang kemudian akan menghasilkan angka fertilisasi yang tinggi.
Pada pria, aktivin menghambat dan inhibin memfasilitasi stimulasi biosintesis androgen dalam sel-sel Leydig oleh LH. Disamping itu, aktivin merangsang dan inhibin menurunkan proliferasi spermatogonial; inhibin diproduksi dalam sel Sertoli, lokus yang memiliki peranan utama dalam memodulasi spermatogenesis. Karenanya, aktivin dan inhibin memegang peranan autokrin-parakrin serupa dalam gonad pria maupun gonad wanita.
Pituitari anterior mengekspresikan subunit-subunit inhibin/aktivin, dan aktivin yang diproduksi secara lokal memperbaiki sekresi FSH. Aktivin-A telah terbukti langsung merangsang sintesis reseptor GnRH dalam sel-sel pituitari. Folistatin merupakan suatu peptida yang disekresikan oleh berbagai sel pituitari, termasuk gonadotrop. Peptida ini juga telah disebut sebagai FSH-supressing protein karena kerja utamanya: inhibisi sintesis dan sekresi FSH serta respon FSh terhadap GnRH dengan berikatan dengan aktivin dan dengan cara itu menurunkan aktivitas aktivin. Aktivin merangsang produksi folistatin, dan inhibin mencegah respon ini. Folistatin juga diekspresikan oleh sel-sel granulosa sebagai respon terhadap FSH, dan, karenanya, folistatin, seperti inhibin dan aktivin, berfungsi secara lokal dalam folikel dan pituitari. Kadar aktivin dalam sirkulasi meningkat pada fase luteal lanjut; namun, aktivin sangat terikat dalam sirkulasi, dan tidak jelas apakah aktivin memiliki peranan endokrin. Namun demikian, penentuan waktunya tepat bagi aktivin untuk berperan dalam peningkatan FSH selama transisi fase luteal-fase folikuler.
Secara ringkas, sekresi FSH oleh pituitari dapat diatur oleh keseimbangan aktivin dan inhibin, dengan folistatin memegang peranan menghambat aktivin dan mendorong aktivitas inhibin. Dalam folikel ovarium, aktivin dan inhibin mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan dengan memodulasi respon teka dan granulosa terhadap gonadotropin.
Keluarga peptida inhibin-aktivin (juga termasuk hormon anti-mülleri dan transforming growth factor-β) menghambat pertumbuhan sel dan dapat dianggap sebagai sebuah kelas tumor-supressor protein. Telah dihasilkan tikus-tikus yang tidak memiliki gen subunit-alfa inhibin. Tikus-tikus yang homozigot dan tidak memiliki inhibin rentan terhadap perkembangan tumor stroma gonad yang tampak setelah diferensiasi dan perkembangan seksual normal. karenanya, gen inhibin-alfa merupakan tumor-supressor gene spesifik untuk gonad. Sebuah faktor yang ikut berperan dalam perkembangan tumor ini mungkin adalah tingginya kadar FSH yang dikaitkan dengan defisiensi inhibin.
Growth Factor
Growth factor merupakan polipeptida yang memodulasi proliferasi dan diferensiasi sel, bekerja melalui pengikatan dengan reseptor-reseptor membran sel spesifik. Growth factor bukan merupakan substansi endokrin klasik; growth factor bekerja secara lokal dan memiliki fungsi parakrin dan autokrin. Terdapat berbagai growth factor, dan kebanyakan sel mengandung berbagai reseptor untuk berbagai growth factor.
Insulin-like Growth Factor. Insulin-like growth factor (sebelumnya disebut somatomedin) adalah peptida yang memiliki kesamaan struktural dan fungsional terhadap insulin dan memediasi kerja growth hormone. Insulin-like growth factor-I (IGF-I) dan insulin-like growth factor-II (IGF-II) merupakan polipeptida rantai tunggal yang mengandung tiga ikatan disulfida. IGF-I dikode pada lengan panjang kromosom 12 dan IGF-II pada lengan pendek kromosom 11 (yang juga mengandung gen insulin). Gen-gen tersebut dipengaruhi oleh berbagai promoter, dan karenanya regulasi yang berbeda dapat menentukan kerja akhirnya.
IGF-I memediasi kerja growth hormone untuk mendorong pertumbuhan. Mayoritas IGF-I dalam sirkulasi berasal dari sintesisnya yang bergantung pada growth hormone dalam hepar. Namun, IGF-I disintesis dalam banyak jaringan dimana produksinya dapat diatur bersamaan dengan growth hormone atau secara bebas oleh faktor-faktor lain.
IGF-II memiliki ketergantungan yang kecil pada growth hormone. Diyakini bahwa IGF-II penting dalam pertumbuhan dan perkembangan janin. Kedua IGF ini menginduksi ekspresi gen-gen seluler yang bertanggung-jawab untuk proliferasi dan diferensiasi seluler.
Protein Pengikat Insulin-Like Growth Factor. Terdapat enam peptida nonglikosilasi yang berfungsi sebagai protein pengikat IGF, IGFBP-1 sampai IGFBP-6. Protein-protein pengikat ini bertindak membawa IGF dalam serum, memperpanjang waktu paruh, dan mengatur efek IGF pada jaringan. Kerjanya sebagai pengatur terjadi karena pengikatan dan sekuesterisasi IGF, mencegah akses IGF menuju reseptor permukaan membran sel, dan, karenanya, tidak memungkinkan kerja sinergistik yang terjadi jika gonadotropin dan growth factor berkombinasi. IGFBP juga dapat menunjukkan kerja langsung pada fungsi seluler, terlepas dari fungsi growth factor. IGFBP-1 adalah BP utama dalam cairan amnion; IGFBP-3 adalah BP utama dalam serum dan sintesisnya, yang terutama terjadi dalam hepar, bergantung pada growth hormone. Kadar IGFBP-3 dalam sirkulasi mencerminkan konsentrasi IGF total (IGF-I ditambah IGF-II) dan membawa setidaknya 90% dari IGF dalam sirkulasi. BP-BP ini tidak mengikat insulin. BP mengalami perubahan dengan pertambahan usia (kadar IGFBP-3 menurun) dan selama kehamilan (penurunan kadar IGFBP-3 karena adanya protease yang unik untuk kehamilan dalam sirkulasi).
Reseptor IGF. Reseptor tipe I secara preferensial mengikat IGF-1 dan dapat disebut sebagai reseptor IGF-1. Reseptor tipe II dengan cara yang sama dapat disebut sebagai reseptor IGF-II. IGF-I juga berikatan dengan reseptor insulin tetapi dengan afinitas rendah. Nsulit berikatan dengan reseptor IGF-I dengan afinitas sedang. Reseptor IGF-I dan reseptor insulin memiliki struktur yang mirip: tetramer yang terdiri dari dua subunit α dan dua subunit β yang dihubungkan dengan ikatan disulfida. Komponen intraseluler β dari subunit adalah suatu tirosin kinase yang diaktivasi oleh autofosforilasi. Reseptor IGF-II tidak mengikat insulin. Reseptor IGF-II adalah suatu glikoprotein rantai tunggal, dengan 90% strukturnya meluas ke ekstraseluler. Reseptor ini benfungi sebagai reseptor yang berikatan dengan protein G. Efek fisiologis IGF-I dimediasi oleh reseptornya sendiri, tetapi IGF-II dapat bekerja melalui kedua reseptor. Memang, reseptor IGF-I mengikat IGF-I dan IGF-II dengan afinitas yang sama. Pada sel-sel manusia, reseptor IGF-I dan reseptor IGF-II terdapat dalam sel-sel teka dan sel-sel granulosa serta sel-sel granulosa yang telah mengalam luteinisasi. Jaringan stroma ovarium mengandung reseptor IGF-I.
Kerja IGF Pada Ovarium. IGF-I telah terbukti merangsang kejadian-kejadian berikut ini dalam sel-sel teka dan granulosa ovarium: sintesis DNA, steroidogenesis, aktivitas aromatase, sintesis reseptor LH, dan sekresi inhibin. IGF-II merangsang mitosis granulosa. Dalam sel-sel ovarium manusia, IGF-I, dalam sinergi dengan FSH, merangsang sintesis protein dan steroidogenesis. Setelah reseptor LH muncul, IGF-I memperbaiki sintesis progesteron yang diinduksi oleh LH dan merangsang proliferasi sel-sel granulos-luteal. IGF-I, dalam sinergi dengan FSH, sangat aktif merangsang folikel-folikel praovulatorik. Karenanya, IGF-I dapat terlibat dalam sintesis estradiol maupun sintesis progesteron.
Dalam percobaan binatang, sintesis IGF-I oleh sel-sel granulosa bergantung pada FSH tetapi didorong oleh estradiol. Growth hormone juga bekerja secara sinergis dengan FSH dan estradiol untuk meningkatkan sintesis IGF. Cerita ini menjadi membingungkan jika berbagai growth factor dan regulator dipelajari, karena berbagai efek stimulatorik dan inhibitorik mereka. Pada tikus, sel granulosa adalah tempat utama untuk ekspresi gen IGF-I, yang aktif hanya sebelum ovulasi. Hal ini tidak terdeteksi dalam folikel-folikel atretik atau dalam korpus luteum. Sekali lagi pada tikus, ekspresi gen IGF-II tampaknya terbatas pada sel-sel teka dan sel-sel interstisial. Namun, tempat ekspresi IGF berbeda pada primata.
Dalam studi-studi dengan jaringan ovarium, IGF-II diekspresikan dalam jumlah tinggi dalam sel-sel teka maupun sel-sel granulosa; namun, kadarnya paling tinggi dalam granulosa dan meningkat dengan bertumbuhnya folikel. IGF-II juga disintesis oleh granulose luteinisasi dan tampaknya memiliki fungsi autokrin lokal. Temuan-temuan ini menunjukkan bahwa IGF-II adalah IGF primer dalam ovarium manusia. Namun demikian, IGF-I masih merupakan produk bermakna dari sel-sel teka manusia.
Sel-sel teka manusia mengekspresikan transkrip mRNA, yang mengkode reseptor-reseptor untuk IGF-I dan insulin. Karena insulin dan IGF-II dapat mengaktivasi reseptor untuk IGF-I, jalur ini menyediakan metode untuk mengeluarkan pengaruh parakrin pada sel-sel granulosa dan aktivitas autokrin dalam teka (memperbaiki stimulasi produksi androgen oleh LH). Studi-studi in vitro memastikan bahwa IGF-II mampu merangsang steroidogenesis dan proliferasi dalam sel-sel teka dan granulosa manusia. Kerja ini diperbaiki oleh growth hormone, yang meningkatkan produksi IGF dan, karenanya, secara tidak langsung memperbaiki stimulasi folikel-folikel ovarium oleh gonadotropin.
Skenario pada primata ini didukung oleh ditemukannya kadar IGF-II yang lebih tinggi, tetapi IGF-I tidak, dalam cairan folikuler folikel-folikel yang sedang berkembang, dengan kadar tertinggi terdapat dalam folikel yang dominan. Kadar IGF dalam cairan folikuler berkorelasi dengan kadar estradiol dan mengalami peningkatan pendek lebih lanjut setelah peningkatan tajam LH. Tidak ada perubahan siklus menstruasi dalam kadar IGF-I, IGF-II, IGFBP-1, atau IGFBP-3 dalam sirkulasi; kadar tinggi dalam folikel dominan tidak berkaitan dengan peningkatan kadar dalam sirkulasi.
Dalam studi-studi menggunakan jaringan manusia, IGFBP-1 menghambat steroidogenesis yang dimediasi oleh IGF-I dan proliferasi sel-sel granulosa luteinisasi. Sintesis IGFBP oleh granulosa manusia dihambat oleh FSH, IGF-I, dan IGF-II. Temuan-temuan ini sesuai dengan gambara umum bahwa BP melawan hasil sinergistik gonadotropin dan growth factor. Secara umum, ekspresi IGFBP-1 dijumpai dalam sel-sel granulosa dari folikel-folikel yang bertumbuh; IGFBP-3 dalam sel-sel teka dan granulosa dari folikel dominan; IGFBP-2, -4, dan -5 dalam teka dan granulosa dari folikel-folikel antral dan atretik; dan IGFBP-6 belum dijumpai dalam ovarium. Protein pengikat yang dominan dalam folikel-folikel praovulatorik adalah IGFBP-2 dalam granulosa dan IGFBP-3 dalam teka, yang meningkat secara progresif dalam folikel yang muncul sebagai folikel yang dominan, dan kemudian menurun dalam fase folikuler lanjut. Ini menunjukkan bahwa –1, -2, dan –3 memegang peranan dalam folikel-folikel yang bertumbuh; -2, -4, dan –5 dalam folikel-folikel yang atretik dan kurang berkembang. Ekspresi IGFBP dalam ovarium polikistik serupa dengan ekspresinya yang dijumpai dalam folikel-folikel atretik. Penurunan IGFBP-3 yang terjadi dalam folikel dominan akan memungkinkan peningkatan kadar dan aktivitas IGF. Peningkatan IGFBP-2 dalam folikel-folikel yang kurang berkembang mungkin berkorelasi dengan sekuesterisasi IGF, menyebabkan folikel kehilangan dorongan penting dalam perbaikan gonadotropin.
Kadar IGFBP-1 dalam sirkulasi menurun sebagai respon terhadap insulin, dan karenanya kadar dalam sirkulasi menurun pada wanita-wanita dengan anovulasi dan ovarium polikistik yang mengalami peningkatan kadar insulin. Pasien-pasien ini juga mengalami peningkatan kadar IGF-1 dalam sirkulasi, mungkin akibat sintesis dam sekresi yang dirangsang oleh LH dalam sel-sel teka. Kadar IGFBP-1 dalam cairan folikuler dari ovarium polikistik menurun; karenanya BP ini tidak memegang peranan menghambat kerja IGF-I dalam ovarium polikistik. Kadar IGFBP-2 dan –4 dalam cairan folikuler dari pasien-pasien anovulatorik meningkat (seperti pada folikel-folikel atretik). Bahkan walaupun perubahan-perubahan ini mungkin berperan dalam patofisiologi anovulatorik, perubahan-perubahan ini konsisten dengan kegagalan perkembangan dan karenanya mungkin bukan merupakan faktor etiologis.
Aktivitas IGF dapat juga dimodulasi oleh protease yang mengatur aktivitas protein pengikat IGF. Cairan folikuler yang didominasi estrogen mengandung IGFBP-4 dalam kadar sangat rendah, berlawanan dengan kadar tinggi IGFBP-4 yang terdapat dalam cairan folikuler yang didominasi androgen. Rendahnya kadar IGFBP-4 dalam cairan folikuler yang didominasi estrogen dikaitkan dengan adanya protease spesifik untuk IGFBP-4. Protease ini akan menurunkan aktivitas IGFBP dan mendorong aktivitas IGF, suatu mekanisme lain untuk memastikan keberhasilan folikel dominan.
Cerita mengenai insulin-like growth factor adalah kompleks, menakjubkan, sekaligus menarik. Namun kontribusinya mungkin bersifat fasilitatorik dan tidak esensial. Dwarfisme tipe Laron ditandai oleh defisiensi IGF-I akibat kelainan dalam reseptor growth hormone. Walaupun IGF-I terdapat dalam kadar rendah dan IGFBP terdapat dalam kadar tinggi, seorang wanita dengan dwarfisme tipe Laron akan merespon terhadap stimulasi gonadotropin eksogen dengan produksi banyak folikel matur disertai dengan produksi estrogen yang baik dan oosit yang dapat difertilisasi. Sebuah penjelasan lain untuk temuan ini adalah bahwa IGF-II, dan bukan IGF-I, adalah faktor yang penting dalam folikel dominan manusia. Kemungkinan ini didukung oleh bukti yang menunjukkan bahwa IGF-II adalah IGF yang paling banyak dalam folikel-folikel ovarium manusia. Sebuah kemungkinan lain adalah bahwa dwarfisme tipe Laron hanya tidak memiliki IGF-I yang bergantung pada growth hormone, dan IGF ovarium tidak benar-benar bergantung pada growth hormone.
Rangkuman Kerja Insulin-Like Growth Factor dalam Ovarium
1. IGF yang paling banyak dalam folikel manusia adalah IGF-II, diproduksi dalam sel-sel teka, sel-sel granulosa, dan sel-sel granulosa luteinisasi.
2. IGF-II mendorong kerja gonadotropin, sehingga merangsang proliferasi sel granulosa, aktivitas aromatase, dan sintesis progesteron.
3. Gonadotropin merangsang produksi IGF, dan pada percobaan binatang rangsangan ini diperbaiki oleh estradiol dan growth hormone.
4. Reseptor-resepor IGF-I terdapat dalam sel-sel teka dan granulosa, dan hanya reseptor IGF-II yang terdapat dalam granulosa luteinisasi. IGF-II mengaktivasi reseptor IGF-I maupun IGF-II.
5. FSH menghambat sintesis protein pengikat, dan karenanya memaksimalisasi ketersediaan growth factor.
Epidermal Growth Factor. Epidermal growth factor merupakan mitogen untuk berbagai sel, dan kerjanya dipotensiasi oleh growth factor lain. Sel-sel granulosa, khususnya, merespon kepada growth factor ini dalam berbagai cara yang berkaitan dengan stimulasi gonadotropin, termasuk proliferasi. Epidermal growth factor menekan up-regulasi FSH pada reseptornya sendiri.
Transforming Growth Factor. TGF-α adalah suatu analog struktural dari epidermal growth factor dan dapat berikatan dengan reseptor epidermal growth factor. TGF-β mempergunakan reseptor yang berbeda dari reseptor epidermal growth factor. Faktor-faktor ini dianggap merupakan growth regulator autokrin. Inhibin dan aktivin berasal dari keluarga gen yang sama. TGF-β, disekresi oleh sel-sel teka, memperbaiki induksi reseptor-reseptor LH oleh FSH pada sel-sel granulosa, suatu aksi yang berlawanan dengan kerja epidermal growth factor. Walaupun mekanisme kerja tersebut dapat dianggap memiliki dampak positif pada sel-sel granulosa, pada teka, TGF-β emiliki dampat negatif, menghambat produksi androgen. Growth differentiation factor 9 (GDF-9) adalah anggota dari keluarga TGF-β yang berasal dari dalam oosit dan penting untuk pertumbuhan dan perkembangan normal folikel ovarium.
Fibroblast Growth Factor. Faktor ini merupakan mitogen untuk berbagai sel dan terdapat dalam semua jaringan yang memproduksi steroid. Peranan pentingnya dalam folikel ovarium meliputi stimulasi mitosis dalam sel-sel granulosa, stimulasi angiogenesis, stimulai aktivator plasminogen, inhibisi up-regulasi FSH terhadap reseptornya sendiri, dan inhibisi ekspresi reseptor LH yang diinduksi oleh FSH dan produksi estrogen. Aksi-aksi ini berlawanan dengan kerja transforming growth factor-β.
Platelet-Derived Growth Factor. Growth factor ini memodifikasi jalur siklik AMP yang merespon kepada FSH, terutama jalur-jalur yang terlibat dalam diferensiasi sel granulosa. Baik platelet-derived growth factor maupun epidermal growth factor juga dapat memodifikasi produksi prostaglandin dalam folikel.
Angiogenic Growth Factor. Vaskularisasi folikel dipengaruhi oleh peptida-peptida dalam cairan folikuler, terutama vascular endothelial growth factor (VEGF), suatu sitokin yang diproduksi dalam sel-sel granulosa sebagai respon terhadap LH. Interferensi dengan VEGF menyebabkan supresi angogenesis teka dan inhibisi pertumbuhan dan perkembangan folikuler. Sel-sel luteal merespon kepada human chorionic gonadotropin (hCG) dengan output VEGF yang lebih besar, suatu mekanisme yang mungkin ikut berperan dalam peningkatan permeabilitas vaskuler yang dikaitkan dengan hiperstimulasi ovarium yang dapat terjadi pada pemberian gonadotropin eksogen (Bab 31). Angiopoietin berikatan dengan sebuah reseptor endotel (Tie-2) dan memberi pengaruh inhibitorik pada angiogenesis. Angiopoietin-1 adalah agen aktifnya, dilawan oleh angiopoietin-2, yang berkompetisi untuk reseptor Tie-2 pada sel-sel endotel. Ekspresi diferensial faktor-faktor angiogenesis ini terlibat dalam pertumbuhan dan regresi folikel dan korpus luteum yang terkoordinasi.
Sistem Interleukin-1. Lekosit merupakan komponen yang menonjol dari folikel ovarium dan merupakan sumber utama interleukin. Interleukin-1 adalah anggota dari keluarga imunomediator sitokin. Ovarium manusia memiliki sistem interleukin-1 lengkap (ligan dan reseptor). Pada tikus, interleukin-1 merangsang sintesis prostaglandin ovarium dan mungkin memegang peranan dalam ovulasi.
Faktor Nekrosis Tumor-α (TNF-α). TNF-α juga merupakan produk dari lekosit (makrofag). Kemungkinan besar TNF-α juga merupakan pemain kunci dalam proses apoptosis, suatu gambaran dari atresia folikuler maupun luteolisis korpus luteum.
Peptida-peptida Lain. Cairan folikuler benar-benar merupakan sup protein. Cairan tersebut terdiri dari eksudat-eksudat dari plasma dan sekresi-sekresi dari sel-sel folikuler. Berbagai hormon dapat dijumpai dalam cairan folikuler, demikian juga enzim dan peptida, yang memegang peranan penting dalam pertumbuhan dan perkembangan folikuler, ovulasi, dan modulasi respon-respon hormonal.
Cairan folikuler mengandung prorenin, prekursor inaktif dari renin, dalam konsentrasi yang kurang lebih 12 kali lebih tinggi daripada konsentrasinya dalam plasma. Tampaknya LH merangsang sintesis prorenin dalam folikel, dan terdapat pemuncakan kadar prorenin plasma pada pertengahan siklus. Kadar prorenin dalam sirkulasi juha meningkat (10 kali lipat) selama tahanp-tahap awal kehamilan, akibat dari stimulasi ovarium yang disebabkan oleh peningkatan human chorionic gonbadotropin (hCG). Peningkatan prorenin dari ovarium ini tidak bertanggung-jawab untuk perubahan-perubahan bermakna apapun dalam kadar bentuk aktifnya, renin, dalam plasma. Peran yang mungkin dimiliki oleh sistem prorenin-renin ovarium ini meliputi stimulasi steroidogenesis untuk menyediakan substrat androgen bagi produksi estrogen, regulasi metabolisme kalsium dan prostaglandin, dan stimulasi angiogenesis. Sistem ini dapat mempengaruhi fungsi vaskuler dan jaringan didalam maupun diluar ovarium.
Anggota-anggota dari keluarga pro-opiomelanokortin ditemukan dalam cairan folikuler. Kadar ACTH dan β-lipotropin dalam folikel tetap konstan sepanjang siklus, tetapi kadar β-endorfin memuncak sesaat sebelum ovulasi. Disamping itu, enkefalin terdapat dalam konsentrasi yang relatif tidak berubah. Sistem corticotropin-releasing hormon (CRH) terdapat dalam sel-sel teka, tetapi tidak dalam sel-sel granulosa, lengkah dengan CRH, reseptor CRH, dan protein pengikat CRH. CRH menghambat produksi androgen yang dirangsang oleh LH dalam sel-sel teka, tampaknya dengan menekan ekspresi gen P450c17.
Hormon Anti-mülleri diproduksi oleh sel-sel granulose dan mungkin ikut berperan dalam maturasi oosit (hormon ini menghambat miosis oosit) dan perkembangan folikuler. Hormon anti-mülleri secara langsung menghambat proliferasi sel-sel granulosa dan sel-sel luteal, maupun proliferasi yang dirangsang oleh epidermal growth factor.
Ringkasan Kejadian-kejadian Kunci dalam Folikel Antral
1. Produksi estrogen fase folikuler dijelaskan oleh mekanisme dua-sel, dua-gonadotropin, memungkinkan pembentukan penting lingkungan mikro yang didominasi oleh estrogen.
2. Seleksi folikel dominan terjadi selama hari 5-7, dan akibatnya, kadar estradio perifer mulai menunjukkan peningkatan bermakna pada hari 7 siklus.
3. Kadar estradiol, derivat dari folikel dominan, meningkat tetap dan, melalui efek umpan balik negatif, memberikan pengaruh supresif yang semakin besar pada pelepasan FSH.
4. Bersamaan dengan menyebabkan penurunan kadar FSH, peningkatan estradiol pada fase midfolikuler memberi pengaruh umpan balik positif pada sekresi LH.
5. Kerja positif estrogen juga meliputi modifikasi molekul gonadotropin, menyebabkan peningkatan kualitas (bioaktivitas) maupun kuantitas FSH dan LH pada pertengahan siklus.
6. Kadar LH meningkat tetap selama fase folikuler lanjut, sehingga merangsang produksi androgen dalam teka dan mengoptimalisasi maturasi akhir dan fungsi folikel yang dominan.
7. Suatu responsivitas unik terhadap FSH memungkinkan folikel dominan untuk mempergunakan androgen sebagai substrat dan lebih lanjut mempercepat produksi estrogen.
8. FSH menginduksi tampilnya reseptor-reseptor LH pada sel-sel granulosa.
9. Respon folikuler terhadap gonadotropin dimodulasi oleh berbagai growth factor dan peptida autokrin-parakrin.
10. Inhibin-B, yang disekresi oleh sel-sel granulosa sebagai respon terhadap FSH, secara langsung menekan sekresi FSH pituitari.
11. Aktivin, yang berasal dari pituitari maupun granuloa, memperbaiki sekresi dan kerja FSH.
12. IGF mendorong semua kerja FSH dan LH.
Pertumbuhan dan Perkembangan Folikuler pada Ovarium Primata: Formulasi suatu Mekanime.
Bukti sangat menunjukkan bahwa peptida-peptida autokrin-parakrin-lah, dan bukan estrogen, yang memegang peranan utama dalam mengatur pertumbuhan dan perkembang folikuler pada primata. Pada percobaab menggunakan monyet, tidak terjadi penurunan jumlah total atau pengurangan ukuran jika produksi estradiol secara efektif dapat ditekan oleh terapi dengan inhibitor sistem enzim aromatase atau dengan inhibitor 3β-hidroksisteroid dehidrogenase. Perkembangan oosit tidak mengalami perubahan, namun angka fertilisasi selanjutnya menurun akibat terapi ini. Sebuah argumen lain yang menentang adanya peranan penting estrogen dalam keberhasilan stimulasi pertumbuhan dan perkembang folikuler normal menggunakan gonadotropin pada wanita-wanita dengan defisiensi 17α-hidroksilase (suatu kelainan yang diturunkan yang mencegah diproduksinya androgen dan estrogen).
Adanya peranan estrogen yang lebih kecil lebih lanjut didukung oleh respon wanita-wanita dengan defisiensi gonadotropin terhadap terapi dengan FSH rekombinan (murni). Terjadi sejumlah aromatisasi, mungkin dengan menggunakan androgen yang berasal dari kelenjar adrenal, sehingga menyebabkan tercapainya kadar estradiol fase folikuler dini, tetapi steroidogenesis kuat yang biasanya terjadi tidak mungkin terjadi tanpa adanya LH untuk menyediakan substrat androgen yang diproduksi oleh teka. Namun demikian, oosit dapat diperoleh kembali, dan dengan fertilisasi in vitro, kehamilan dapat tercapai. Respon yang sama ini dijumpai dalam percobaan-percobaan yang menggunakan antagonis GnRH untuk menghasilkan monyet yang tidak memiliki LH yang diikuti oleh pemberian FSH manusia murni, rekombinan.
Hasil-hasil ini menunjukkan bahwa hanya FSH yang diperlukan untuk folikulogenesis dini, dan bahwa pada primata, peptida-peptida autokrin-parakrin memperoleh peranan penting memodulasi respon gonadotropin. Perhatikan aksi-aksi yang telah didokumentasikan pada ovarium primata berikut ini:
1. Inhibin dan aktivin mengatur sintesis androgen dalam sel-sel teka manusia. Inhibin memperbaiki dan aktivin menekan kerja stimulatorik LH dan/atau IGF-1, dan inhibin dapat mengatasi kerja inhibitorik aktivin pada sel-sel teka.
2. Pada sel-sel granulosa imatur, aktivin memperbaiki semua aktivitas FSH, terutama aktivitas aromatase (produksi estrogen).
3. Dalam sel-sel granulosa luteinisasi, aktivin memiliki aktivitas mitogenik langsung dan menekan steroidogenesis sebagai respon terhadap LH, sedangkan inhibin tidak memiliki efek pada aromatase yang bergantung pada LH dalam sel-sel granulosa matur.
4. Pada fase folikuler, produksi inhibin dalam granulosa berada dibawah kontrol FSH, tetapi selama fase folikuler lanjut terjadi suatu perubahan, yang memuncak sebagai kontrol LH terjadap sintesis inhibin luteal.
5. Seiring dengan pertumbuhan folikel, produksi aktivin menurun dan produksi inhibin meningkat. Disamping itu, kadar folistatin dalam cairan folikuler meningkat dengan meningkatnya pertumbuhan folikel, suatu mekanisme untuk menurunkan aktivitas aktivin. Pada fase folikuler dini, FSH dan estradiol memperbaiki sekresi inhibin-B, mungkin secara tidak langsung dengan meningkatkan jumlah sel granulosa, sedangkan pada fase folikuler lanjut, saat kadar LH meningkat, terjadilah sekresi inhibin-A.
Aksi-aksi ini terjadi bersama dalam formulasi berikut: Pada fase folikuler dini, aktivin yang diproduksi oleh granulosa dalam folikel-folikel imatur memperbaiki kerja FSH pada aktivitas aromatase dan pembentukan reseptor FSH dan LH, dan secara simultan menekan sintesis androgen teka. Pada fase folikuler lanjut, peningkatan produksi inhibin (secara spesifik inhibin-B) oleh granulosa (dan penurunan aktivin) mendorong sintesis androgen dalam teka sebagai respon terhadap LH dan IGF-II untuk memberikan substrat bagi produksi estrogen yang lebih besar dalam granulosa. Dalam granulosa matur dari folikel praovulatorik yang dominan, aktivin bertindak mencegah luteinisasi prematur dan produksi progesteron.
Folikel yang berhasil adalah folikel yang mendapatkan tingkat aktivitas aromatase dan reseptor LH tertinggi sebagai respon terhadap FSH. Folikel yang berhasil ditandai oleh estrogen yang tertinggi (untuk aksi umpan balik sentral) dan produksi inhibin terbesar (untuk kerja lokal maupun sentral). Hal ini terjadi dalam sinkronisasi dengan ekspresi aktivin yang tepat. Kadar aktivitas gen tertinggi yang mengkode aktivin dijumpai dalam folikel-folikel antral imatur dan kadar yang terendah dalam folikel-folikel praovulatorik. Karenanya protein aktivin (yang memperbaiki kerja FSH) diproduksi dalam jumlah yang paling besar pada awal-awal perkembangan folikuler untuk memperbaiki reseptivitas folikel terhadap FSH. Sedangkan mengenai kadar inhibin dalam sirkulasi, inhibin-B merupakan inhibin yang mendominasi cairan folikuler dari folikel-folikel preantral dan inhibin-A meningkat jika folikel-folikel menjadi besar dan matur. Sintesis dan sekresi inhibin selama fase folikuler diatur oleh FSH dan growth factor.
Konsentrasi androgen yang tepat dalam sel-sel granulose mendorong aktivitas aromatase dan produksi inhibin dan, sebaliknya, inhibin mendorong stimulasi sintesis androgen oleh LH dalam teka. Dengan perkembangan folikel, ekspresi inhibin (secara spesifik inhibin-A) berada dibawah kontrol LH. Sebuah kunci untuk keberhasilan ovulasi dan fungsi luteal adalah konversi produksi inhibin menjadi resposivitas LH untuk mempertahankan supresi FSH secara sentral dan perbaikan kerja LH secara lokal. Memang, respon-respon folikel-folikel ovarium terhadap stimulasi FSH dan LH eksogen untuk fertilisasi in vitro menunjukkan bahwa maturasi akhir dan fungsi folikel dominan sebelum ovulasi sangat dipengaruhi oleh LH. Maturasi akhir folikel dominan dan kesehatan oosit dioptimalisasi dengan adanya LH.
Peranan yang lebih kecil diberikan kepada insulin-like growth factor dengan melihat keberhasilan produksi berbagai folikel yang memproduksi estrogen yang menghasilkan oosit-oosit yang dapat difertilisasi pada seorang wanita dengan defisiensi IGF-I yang mendapat terapi gonadotropin. Growth factor tersebut memegang peranan penting, tetapi mungkin tidak esensial, sebagai agen fasilitator. Namun, terjadinya kehamilan pada seorang wanita dengan defisiensi IGF-I mungkin menunjukkan bahwa IGF-II memiliki arti penting yang lebih besar.
Ringkasan Kejadian-kejadian Kunci dalam Folikel Ovarium Primata
1. FSH memiliki aktivitas ganda dalam sel granulose, yaitu merangsang aromatisasi androgen menjadi estrogen, meningkatkan kandungan reseptor FSH dan LH dalam sel granulosa, merangsang proliferasi sel-sel granulosa, dan memproduksi faktor-faktor autokrin-parakrin, terutama aktivin dan inhibin.
2. Dalam granulosa dari fase folikuler dini, aktivin memperbaiki aktivitas FSH: ekspresi reseptor FSH, aromatisasi, produksi inhibin/aktivin, dan ekspresi reseptor LH. Dalam teka, aktivin menekan produksi andrgen, sehingga memungkinkan terciptanya lingkungan mikro estrogen.
3. Pada fase folikuler lanjut, inhibin memperbaiki stimulasi sintesis androgen oleh LH dalam teka untuk menyediakan substrat bagi aromatisasi menjadi estrogen dalam granulosa, sehingga akan tersedia sejumlah besar estrogen yang diperlukan untuk kerja folikuler lokal dan untuk memicu peningkatan tajam LH.
4. Inhibin-B disekresi oleh sel-sel granulosa kedalam sirkulasi, dimana inhibin tersebut akan bekerja dengan cara endokrin klasik untuk menekan sekresi FSH oleh kelenjar pituitari, sebuah metode pnting untuk memastikan adanya dominasi sebuah folikel tunggal.
5. Dengan munculnya reseptor-reseptor LH, produksi inhibin dapat dipertahankan seiring dengan beralihan produksi inhibin menjadi dibawah kontrol LH.
6. Pada fase folikuler lanjut, maturasi akhir folikel untuk menghasilkan tingkat steroidogenesis yang diinginkan dan sebuah oosit dengan viabilitas terbaik memerlukan adanya LH.
7. Semua fungsi dimodulasi oleh sekelompok growth factor, dan IGF-II, khususnya, mungkin penting.
FOLIKEL PRAOVULATORIK
Sel-sel granulosa dalam folikel praovulatorik membesar dan memperoleh inklusi lipid sedangkan teka mengalami vakuolisasi dan sangat granuler, sehingga folikem praovulatorik tampak hiperemik. Oosit melanjut mengalami miosis, mendekati akhir pembelahan reduksinya.
Mendekati maturitas, folikel praovulatorik memproduksi jumlah estrogen yang semakin banyak. Selam fase folikuler lanjut, pertama-tama estrogen meningkat perlahan-lahan, dan kemudian dengan cepat, mencapai pundak sekitar 24-36 jam sebelum ovulasi. Onset peningkatan tajam LH terjadi saat kadar puncak estradiol tercapai. Dalam menyediakan stimulus ovulatorik untuk folikel terpilih, peningkatan tajam LH menutup nasib folikel-folikel yang tersisa, dengan kadar estrogen dan FSH-nya yang lebih rendah, dengan semakin meningkatkan superioritas androgen.
Dengan bekerja melalui reseptornya sendiri, LH mendorong luteinisasi granulosa dalam folikel yang dominan dan menyebabkan produksi progesteron. Reseptor LH, setelah diekspresikan, menghambat pertumbuhan sel lebih lanjut dan memfokuskan energi sel pada steroidogenesis (aksi yang diperbaiki oleh IGF). Peningkatan dalam progesteron dalam dideteksi dalam efluen venosa ovarium yang membawa folikel praovulatorik sedini hari 10 siklus. Peningkatan kecil namun bermakna dalam produksi progesteron pada masa praovulatorik ini memiliki arti fisologis yang sangat penting. Sebelumnya munculnya progesteron folikuler ini, kadar progesteron dalam sirkulasi diperoleh dari kelenjar adrenal.
Reseptor-reseptor progesteron mulai tampak dalam sel-sel granulose folikel dominan pada masa periovulatorik. Pandangan tradisonal adalah bahwa reseptor-reseptor progesteron diekspresikan sebagai respon terhadap estrogen melalui suatu mekanisme yang dimediasi oleh estrogen-reseptor. Hal ini tidaklah demikian dengan folikel ovarium primata. Data-data eksperimental pada monyet memberi bukti yang baik bahwa LH merangsang ekspresi reseptor-reseptor progesteron dalam sel-sel granulosa. Data-data in vitro menggunakan sel-sel manusia menunjukkan bahwa progesteron praovulatorik dan ekspresi reseptor-reseptor progesteron secara langsung menghambat mitosis sel granulosa, mungkin menjelaskan keterbatasan proliferasi sel granulosa saat sel-sel ini memperoleh reseptor LH.
Progesteron mempengaruhi respon umpan balik positif terhadap estrogen dengan cara yang bergantung pada waktu dan dosis. Jika diberikan setelah pematangan estrogen yang adekua, progesteron memfasilitasi respon umpan balik positif, dalam aksi langsung pada pituitari, dan pada adaya kadar estradiol dibawah ambang batas dapat menginduksi peningkatan tajam LH yang khas. Karena itu, onset ovulasi yang mengejutkan kadang-kadang dapat dijumpai pada wanita amenorik anovulatorik yang mendapat tes progestin. Jika diberikan sebelum stimulus estrogen, atau dalam dosis tinggi (mencapai kadar dalam darah lebih dari 2 ng/mL), progesteron memblokade peningkatan tajam LH pada pertengahan siklus.
Progesteron dalam kadar rendah yang sesuai yang diperoleh dari folikel yang mengalami maturasi ikut berperan bagi ketepatan sinkronisasi peningkatan tajam pada pertengahan siklus. Disamping kerja fasilitatoriknya pada LH, progesteron pada pertengahan siklus sangat bertanggung-jawab untuk peningkatan tajam LH. Aksi progesteron ini dapat dipandang sebagai satu langkah lebih lanjut dalam memastikan selesainya kerja FSH pada folikel, terutama memastikan bahwa sebuah komplemen penuh reseptor-reseptor LH terdapa dalam lapisan granulosa. Dalam situasi-situasi eksperimental tertentu, peningkatan estradiol secara bertahap saja dapat memicu peningkatan tajam LH dan FSH yang simultan, menunjukkan bahwa progesteron memang memperbaiki efek estradiol tetapi tidak bersifat obligatorik. Namun demikian, blokade sintesis atau aktivitas progesteron pada pertengahan siklus pada monyet mengganggu proses ovulatorik dan luteinisasi. Kerja estrogen dan progesteron ini memerlukan adanya kerja GnRH yang kontinyu.
Masa praovulatorik dikaitkan dengan peningkatan kadar 17α-hidroksiprogesteron dalam plasma. Steroid ini tampaknya tidak memiliki peranan dalam regulasi siklus, dan keberadaannya dalam darah hanya menggambarkan adanya sekresi suatu produk intermediet. Namun demikian, steroid ini memberi sinyal bagi stimulasi P450scc dan P450c17 oleh LH, aktivitas enzim yang penting bagi produksi androgen teka, substrat untuk estrogen granulosa. Setelah ovulasi, beberapa sel teka mengalami luteinisasi sebagai bagian dari korpus luteum dan kehilangan kemampuan untuk memproduksi androgen untuk aromatisasi menjadi estrogen.
Jika folikel yang kurang berkembang gagal mencapai maturitas penuh dan menjalani atresia, sel-sel teka kembali kepada asalnya sebagai komponen dari jaringan stroma, namun mempertahankan kemampuan untuk merespon kepada LH dengan aktivitas P450 dan produksi steroid. Karena produk dari jaringan teka adalah androgen, peningkatan jaringan stroma pada fase folikuler lanjut dikaitkan dengan peningkatan kadar androgen dalam plasma perifer pada pertengahan siklus. Terdapat peningkatan androstenedion sebesar 15% dan testosteron sebesar 20%. Respon ini ditingkatkan oleh peningkatan inhibin, yang diketahui akan memperbaiki stimulasi produksi androgen oleh LH dalam sel-sel teka.
Produksi androgen pada tahapan siklus ini mungkin memiliki dua tujuan: (1) peranan lokal dalam ovarium untuk memperbaiki proses atresia pada folikel-folikel yang kurang berkembang, dan (2) efek sistemik untuk merangsang libido.
Androgen intraovarium mempercepat kematian sel granulosa dan atresia folikuler. Mekanisme spesifik untuk hal ini tidak jelas, namun adalah menarik untuk mencurigai adanya interferensi dengan estrogen dan faktor-faktor autokrin-parakrn dalam memperbaiki aktivitas FSH. Karena itu, androgen mungkin memegang peranan regulatorik dalam memastikan bahwa hanya folikel yang dominan saja yang mencapai ovulasi.
Telah diketahui dengan baik bahwa libido dapat dirangsang oleh androgen. Jika peningkatan androgen pada pertengahan siklus mempengaruhi libido, maka peningkatan aktivitas seksual harus terjadi bersamaan dengan hal ini. Studi-studi awal gagal menunjukkan pola konsisten dalam frekuensi koitus pada wanita karena adanya efek inisiasi pasangan pria. Jika hanya perilaku seksual yang diinisiasi oleh wanita yang dipelajari, dijumpai puncak aktivitas seksual yang diinisiasi oleh wanita selama fase ovulatorik siklus. Frekuensi koitus pasangan-pasangan yang telah menikah juga tampak meningkat pada saat ovulasi. Karena itu, peningkatan androgen pada pertengahan siklus dapat meningkatkan aktivitas seksual pada saat dimana kemungkinan terjadinya kehamilan paling besar.
Ringkasan Kejadian-kejadian Kunci dalam Folikel Praovulatorik
1. Produksi estrogen menjadi cukup untuk mencapai dan mempertahankan konsentrasi ambang batas perifer estradiol yang diperlukan untuk menginduksi peningkatan tajam LH.
2. Dengan bekerja melalui reseptornya, LH menginisiasi luteinisasi dan produksi progesteron dalam lapisan granulosa.
3. Peningkatan progesteron praovulatorik memfasilitasi kerja umpan balik positif estrogen dan mungkin diperlukan untuk menginduksi pemuncakan FSH pada pertengahan siklus.
4. Terjadi peningkatan androgen lokal dan perifer pada pertengahan siklus, derivat dari jaringan teka dari folikel-folikel yang gagal dan kurang berkembang.
OVULASI
Folikel praovulatorik, melalui kerjasama estradiol, menyediakan stimulus ovulatoriknya sendiri. Terdapat variasi yang cukup besar dalam penentuan waktu dari siklus ke siklus, bahkan pada wanita yang sama. Perkiraan yang masuk akal dan akurat menempatkan ovulasi kurang lebih 10-12 jam setelah LH mencapai puncak dan 24-36 jam setelah kadar puncak estradiol tercapai. Onset peningkatan tajam LH merupakan indikator yang paling dapat diandalkan sebagai tanda adanya ovulasi yang akan segera terjadi, yang terjadi 34-36 jam sebelum rupturnya folikel. Sebuah ambang batas konsentrasi LH harus dipertahankan selama setidaknya 14-27 jam agar maturasi penuh oosit dapat terjadi. Biasanya peningkatan tajam LH berlangsung 48-50 jam.
Karena keseksamaan penentuan waktu yang terlibat dalam program-program fertilisasi in vitro, kami memiliki sejumlah data yang menarik. Peningkatan tajam LH cenderung terjadi pada sekitar jam 3.00 pagi, dimulai antara tengah malam dan ja, 8.00 pagi, pada lebih dari dua pertiga wanita. Ovulasi terjadi terutama pada pagi hari selama Musing Semi, dan tertuama pada malam hari selama Musim Gugur dan Musin Dingin. Dari bulan Juli sampai Februai di Belahan Bumi Utara, sekitar 90% wanita mengalami ovulasi antara jam 4.00 dan jam 7.00 malam; selama Musim Semi, 50% wanita mengalami ovulasi antara tengah malah dan jam 11.00 pagi. Kebanyakan studi telah menyimpulkan bahwa ovulasi terjadi lebih sering (hampir 55%) pada ovarium kanan dibandingkan ovarium kiri, dan oosit dari ovarium kanan memiliki potensi kehamilan lebih tinggi. Sisi mana yang mengalami ovulasi tidak mempengaruhi karakteristik siklus, tetapi siklus dengan fase folikuler pendek cenderung diikuti oleh ovulasi kontralateral, dan ovulasi terjadi secara acak setelah siklus dengan fase folikuler panjang. Ovulasi yang terjadi bergantian antara kedua ovarium merupakan hal yang mendominasi siklus pada wanita-wanita yang lebih muda, tetapi setelah usia 30 tahun ovulasi terjadi lebih sering dari ovarium yang sama; namun, selama masa reproduktif lebih banyak ovulasi yang terjadi dari ovarium kanan. Kehamilan lebih besar kemungkinannya terjadi pada ovulasi kontralateral daripada ovulasi ipsilateral, dan ovuilasi ipsilateral meningkat dengan pertambahan usia dan berkurangnya fertilitas.
Peningkatan tajam gonadotropin merangsang sejumlah kejadian yang akhirnya menyebabkan ovulasi, pelepasn fisik oosit dan massa
Peningkatan tajam LH menginisiasi myosin dalam oosit (miosis tidaklah selesai dampai sperma telah masuk dan badan polar kedua dilepaskan), luteinisasi sel-sel granulosa, ekspansi kumulus, dan sintesis prostaglandin dan eikosanoid-eikosanoid lain yang penting untuk ruptur folikel. Maturasi oosit dan luteinisasi yang prematur dicegah oleh faktor-faktor lokal. Aktivitas siklik AMP yang diinduksi oleh LH dapat mengatasi kerja inhibitorik lokal dari inhibitor maturasi oosit (OMI) dan inhibitor luteinisasi (LI). LI dapat berupa endotelin-1, suatu produk dari sel-sel endotel vaskuler. OMI berasal dari sel-sel granulosa, dan aktivitasnya bergantung pada kumulus ooforus yang intak. Aktivin juga menekan produksi progesteron oleh sel-sel luteal, memberikan sebuah cara lain untuk mencegah luteinisasi prematur.
Terdapat banyak sekali bukti bahwa oosit memiliki kontrol terhadap fungsi granulosa. Kumulus ooforus berbeda dari sel-sel granulosa lain, yaitu tidak memiliki reseptor LH dan tidak memproduksi progesteron. Ekspresi reseptor LH yang diinduksi oleh FSH dalam sel-sel granulosa yang saling berkaitan mengalami supresi oleh oosit. Oosit memungkinkan sel-sel kumulus untuk merespon kepada perubahan-perubahan fisik dan biokimiawi yang diinduksi oleh gonadotropin tidak lama sebelum ovulasi. Faktor-faktor lokal yang menceagh maturasi oosit dan luteinisasi premature mungkin berada dibawah kontrol oosit.
Dengan peningkatan tajam LH, kadar progesteron dalam folikel terus meningkat sampai terjadi ovulasi. Peningkatan progresif dalam kadar progesteron ini dapat bertindak menghentikan peningkatan tajam LH saat dikeluarkannya efek umpan balik negatif pada konsentrasi yang lebih tinggi. Disamping efek sentralnya, progesteron meningkatkan distensibilitas dinding folikel. Perubahan sifat elastis dinding folikel diperlukan untuk menjelaskan peningkatan cepat volume cairan folikuler, yang terjadi segera sebelum ovulasi, tanpa disertai oleh perubahan bermakna dalam tekanan intrafolikuler. Lepasnya ovum dikaitkan dengan perubahan-perubahan degeneratif kolagen dalam dinding folikuler sehingga tidak lama sebelum ovulasi dinding folikel menjadi tipis dan teregang. FSH, LH, dan progesteron merangsang aktivitas enzim-enzim proteolitik, mengakibatkan digesti kolagen dalam dinding folikuler dan meningkatkan distensibilitas dinding folikuler. Peningkatan tajam gonadotropin juga melepaskan histamin, dan histamin saja dapat menginduksi ovulasi pada beberapa model percobaan.
Enzim-enzim proteolitik diaktivasi dalam urutan yang teratur. Sel-sel granulosa dan teka memproduksi aktivator plasminogen sebagai respon terhadap peningkatan tajam gonadotropin. Plasminogen diaktivasi oleh salah satu dari dua aktivator plasminogen: aktivator plasminogen tipe jaringan dan aktivator plasminogen tipe urokinase. Aktivator-aktivator ini dikode oleh gen-gen yang terpisah dan diatur juga oleh inhibitor.
Aktivator plasminogen yang diproduksi oleh sel-sel granulosa mengaktivasi plasminogen dalam cairan folikuler untuk memproduksi plasmin. Selanjutnya, plasmin memproduksi kolagenase aktif untuk memecah dinding folikuler. Pada model hewan coba tikus, sintesis aktivator plasminogen dipicu oleh stimulasi LH (maupun growth factor dan FSH), sedangkan sintesis inhibitor plasminogen menurun. Karenanya, sebelum dan setelah ovulasi, aktivitas inhibitor tinggi, tetapi pada saat ovulasi, aktivitas aktivator tinggi dan inhibitor berada pada nadirnya. Regulasi molekuler dari faktor-faktor ini diperlukan untuk terjadinya koordinasi yang menyebabkan ovulasi. Sintesis aktivator plasminogen dalm sel-sel granulosa diekspresikan hanya pada tahap praovulatorik yang tepat sebagai respon terhadap LH. Sistem inhibitor, yang sangat aktif dalam sel-sel teka dan sel-sel interstisial, mencegah tidak tepatnya aktivasi plasminogen dan disrupsi folikel-folikel yang sedang bertumbuh. Sistem inhibitor telah terbukti terdapat dalam sel-sel granulosa manusia dan cairan folikuler praovulatorik dan responsif terhadap substansi-substansi parakrin, epidermal growth factor, dan interleukin-1β. Pergerakan folikel yang akan mengalami ovulasi menuju ke permukaan ovarium penting dalam hal bahwa permukaan folikel yang terpapar sekarang rentan terhadap ruptur karena terpisah dari sel-sel yang kaya akan sistem inhibitor plasminogen. Ovulasi terjadi akibat digesti proteolitik apeks folikuler, sebuah daerah yang disebut stigma.
Pada tikus, gen yang mengkode aktivator plasminogen mengandung sebuah regio promoter yang memiliki beberapa sekuens untuk faktor-faktor transkripsi yang elah diketahui, seperti elemen responsif siklik AMP (CRE). Aktivasi CRE ini (yang melibatkan protein pengikat CRE) memerlukan stimulasi FSH. Karenanya, kedua gonadotropin tersebut tampaknya terlibat dalam proses ini.
Prostaglandin seri E dan F dan eikosanoid-eikosanoid lain (terutama HETE, ester metil asam hidroksieikotetraenoat) menunjukkan peningkatan nyata dalam cairan folikuler praovulatorik, mencapai konsentrasi puncak saat ovulasi. Sintesis prostaglandin dirangsang oleh interleukin-1β, sehingga mengimplikasikan sitokin ini dalam ovulasi. Inhibisi sintesis produk-produk ini dari asam arakidonat memblokade rupturnya folikel tanpa mempengaruhi proses-proses lain yang diinduksi oleh LH yaitu luteinisasi, steroidogenesis, dan maturasi oosit. Prostaglandin dapat bekerja membebaskan enzim-enzim proteolitik dalam dinding folikuler, dan HETE dapat mendorong angiogenesis dan hiperemi (suatu respon yang menyerupai inflamasi). Prostaglandin juga dapat menyebabkan kontraksi otot polos yang pernah diidentifikasikan dalam ovarium, sehingga membantu penonjolan massa oosit-sel kumulus. Peranan prostaglandin ini telah diketahui dengan sangat baik sehingga pasien-pasien dengan infertilias harus disarankan untuk menghindari penggunaan obat-obatan yang menghambat sintesis prostaglandin.
Sejumlah besar lekosit masuk kedalam folikel sebelum ovulasi. Netrofil merupakan gambaran menonjol dalam kompartemen teka dari folikel-folikel sehat maupun folikel-folikel antral atretik. Akumulasi lekosit dimediasi oleh mekanisme kemotaktik dari sistem interleukin. Sel-sel imun ini mungkin ikut menyumbang untuk terjadinya perubahan-perubahan seluler yang dikaitkan dengan ovulasi, fungsi korpus luteum, dan apoptosis.
Kadar estradiol menurun saat LH mencapai puncaknya. Ini mungkin merupakan akibat dari down-regulasi LH terhadap reseptor-reseptornya sendiri pada folikel. Jaringan teka yang berasal dari folikel-folikel antral yang sehat menunjukkan supresi steroidogenesis yang nyata saat dipaparkan terhadap LH dalam kadar tinggi, sedangkan pemaparan terhadap kadar rendah merangsang produksi steroid. Rendahnya kadar progesteron pada pertengahan siklus menyebabkan aksi inhibitorik pada multiplikasi sel granulosa lebih lanjut, dan penurunan estrogen mungkin juga mencerminkan peranan folikuler lokal dari progesteron ini. Akhirnya, estrogen dapat menyebabkan efek inhibitorik pada P450c17, sebuah aksi langsung pada gen yang tidak dimediasi oleh reseptor.
Sel-sel granulosa yang melekat pada membran basement dan mengelilingi folikel menjadi sel-sel luteal. Sel-sel granulosa kumulus melekat pada oosit. Pada tikus, sel-sel kumulus secara metabolik berkaitan dengan oosit dan merespon kepada peningkatan tajam FSH dengan mensekresi asam hialuronat, yang menyebabkan dispersi sel-sel kumulus sebelum ovulasi. Respon asam hialuronat ini bergantung pada dipertahankannya kaitan dengan oosit, menunjukkan adanya sekresi suatu faktor pendukung. Oosit lebih lanjut mensekresi faktor-faktor yang mendorong proliferasi sel granulosa dan mempertahankan organisasi struktural folikel. Proliferasi sel-sel kumulus ditekan oleh FSH, sebaliknya FSH merangsang proliferasi sel granulosa mural, didukung oleh faktor atau faktor-faktor oosit.
Pemuncakan FSH, sebagian dan mungkin benar-benar bergantung pada peningkatan progesteron praovulatorik, memiliki beberapa fungsi. Produksi aktivator plasminogen sensitif terhadap FSH maupun LH. Ekspansi dan dispersi sel-sel kumulus memungkinkan massa oosit-sel kumulus berenang bebas dalam cairan antral tepat sebelum folikel pecah. Proses ini melibatkan deposisi matriks asam hialuronat, yang sintesisnya dirangsang oleh FSH. Akhirnya, pemuncakan FSH yang adekuat memastikan adanya komplemen reseptor LH yang adekuat pada lapisan granulosa. Harus dicatat bahwa fase luteal yang memendek atau inadekuat dijumpai pada siklus-siklus dimana FSH terdapat dalam kadar rendah atau mengalami supresi selektif kapanpun selama fase folikuler.
Mekanisme yang menghentikan peningkatan tajam LH tidak diketahui. Dalam beberapa jam setelah peningkatan LH, terdapat penurunan mendadak kadar estrogen dalam sirkulasi. Penurunan LH dapat disebabkan oleh hilangnya kerja stimulatorik positif dari estradiol atau oleh peningkatan umpan balik negatif dari progesteron. Penurunan kadar LH secara mendadak juga dapat mencerminkan deplesi kandungan LH dalam pituitari karena down-regulasi reseptor-reseptor GnRH, baik karena perubahan dalam frekuensi pulsasi GnRH atau karena perubahan dalam kadar steroid. LH mungkin lebih lanjut dikontrol oleh umpan balik negatif “pendek” dari LH pada hipotalamus. Supresi langsung yang disebabkan oleh LH pada produksi hypothalamic-releasing hormone pernah ditunjukkan. Namun, pada domba, peningkatan tajam LH berakhir sebelum sinyal-sinyal GnRH mulai menurun. Sebuah kemungkinan lain telah diajukan, yaitu suatu faktor penghambat peningkatan tajam gonadotropin (GnSIF) yang berasal dari ovarium. GnSIF diproduksi dalam sel-sel granulosa dibawah kontrol FSH dan mencapai kadar puncak dalam sirkulasi pada fase midfolikuler. Peranan utamanya dianggap adalah untuk mencegah luteinisasi prematur. Besar kemungkinannya bahwa kombinasi semua pengaruh ini menyebabkan penurunan cepat dalam sekresi gonadotropin.
Banyaknya kontribusi progesteron bagi ovulasi ditonjolkan oleh hasil-hasil percobaan-percobaan pada monyet. Supresi steroidogenesis pada pertengahan siklus mencegah ovulasi, tetapi tidak mencegah berlanjutnya kembali miosis oosit. Pemberian agonis progestin pada model eksperimental ini mengembalikan ovulasi.
Peningkatan tajam gonadotropin yang adekuat tidak memastikan terjadinya ovulasi. Folikel harus berada pada tahap kematangan yang tepat agar dapat merespon kepada rangsang ovulatorik. Dalam siklus normal, pelepasan gonadotropin dan maturasi akhir folikel terjadi bersamaan karena penentuan waktu peningkatan tajam gonadotropin dikontrol oleh kadar estradiol, yang sebaliknya merupakan fungsi dari pertumbuhan dan maturasi folikuler. Karena itu, pelepasan gonadotropin dan maturasi morfologis biasanya terkoordinasi dan terjadi bersamaan. Pada mayoritas siklus manusia, hubungan umpan balik yang diperlukan dalam sistem ini hanya memungkinkan satu folikel mencapai titik ovulasi. Kelahiran multipel nonidentik dapat, sebagian, mencerminkan kemungkinan statistik acak dari adanya lebih dari satu folikel yang memenuhi persyaratan untuk ovulasi.
Ringkasan Kejadian-kejadian Ovulatorik Kunci
1. Peningkatan tajam LH menginisiasi berlanjutnya miosis dalam oosit, luteinisasi granulosa, dan sintesis progesteron dan prostaglandin dalam folikel.
2. Progesteron memperbaiki aktivitas enzim-enzim proteolitik yang, bersama dengan prostaglandin, bertanggung-jawab untuk digesti dan ruptur dinding folikuler.
3. Peningkatan FSH pada pertengahan siklus yang dipengaruhi oleh progesteron bertindak membebaskan oosit dari perlekatan folikuler, untuk mengubah plasminogen menjadi enzim proteolitik, plasmin, dan untuk memastikan adanya cukup reseptor LH untuk memungkinkan terjadinya fase luteal normal yang adekuat.
FASE LUTEAL
Sebelum terjadinya ruptur folikel dan pelepasan ovum, sel-sel granulosa mulai bertambah besar dan memiliki gambaran bervakuolisasi yang dikaitkan dengan akumulasi pigmen kuning, lutein, yang mendapatkan namanya dari proses luteinisasi dan subunit anatomis, korpus luteum. Selama 3 hari pertama setelah ovulasi, sel-sel granulosa terus membesar. Disamping itu, sel-sel teka lutein dapat berdiferensiasi dari teka dan stroma disekitarnya untuk menjadi bagian dari korpus luteum. Disolusi lamina basalis dan vaskularisasi dan luteinisasi cepat menyebabkan sulitnya membedakan asal sel-sel spesifik.
Kapiler-kapiler mulai menembus kedalam lapisan granulosa setelah berhentinya peningkatan tajam LH, mencapai kavitas sentral, dan seringkali mengisi ruang tersebut dengan darah. Angiogenesis merupakan gambaran penting dari proses luteinisasi, suatu respon terhadap LH yang dimediasi oleh growth factor seperti vascular endothelial growth factor (VEGF) dan angiopoietin yang diproduksi dalam sel-sel granulosa luteinisasi. Pada fase luteal dini, angiogenesis menyertai peningkatan ekspresi VEGF, disertai dengan stabilisasi pertumbuhan pembuluh darah yang dipertahankan oleh angiopoietin-1 yang berikatan dengan reseptor Tie-2 endotel. Dengan regresi korpus luteum, ekspresi VEGF dan angiopoietin-1 menurun sehingga memungkinkan lebih besarnya pendudukan reseptor Tie-2 oleh angiopoietin-2, menyebabkan peluruhan vaskuler yang menyertai luteolisis.
Pada hari 8 atau 9 setelah ovulasi, tercapai puncak vaskularisasi, dikaitkan dengan kadar puncak progesteron dan estradiol dalam darah. Korpus luteum merupakan salah satu struktur dengan aliran darah tertinggi tiap unit massa dalam tubuh. Kadang-kadang, pertumbuhan pembuluh darah kedalam dan perdarahan ini menyebabkan perdarahany yang tidak diketahui dan menjadi kedaruratan bedah akut yang dapat terjadi kapan saja selama fase luteal. Memang, ini merupakan resiko klinis yang bermakna pada wanita-wanita yang mendapat antikoagulan; wanita-wanita demikian harus mendapat medikasi untuk mencegah ovulasi.
Fungsi luteal normal memerlukan perkembangan folikuler praovulatorik yang optimal. Supresi FSH selama fase folikuler dikaitkan dengan kadar estradiol praovulatorik yang lebih rendah, penekanan produksi progesteron pada fase midluteal, dan penurunan massa sel luteal. Bukti eksperimental mendukung pendapat bahwa akumulasi reseptor LH selama fase folikuler telah menentukan terlebih dahulu sejauh mana luteinisasi dan kapasitas fungsional selanjutnya dari korpus luteum. Keberhasilan konversi granulosa avaskuler fase folikuler menjadi jaringan luteal tervaskularisasi juga memiliki arti penting. Karena produksi steroid bergantung pada transpor kolesterol oleh lipoprotein densitas rendah (LDL), vaskularisasi lapisan granulosa penting untuk memungkinkan LDL-kolesterol mencapai sel-sel luteal untuk menyediakan cukup substrat bagi produksi progesteron. Salah satu tugas penting LH adalah untuk mengatur pengikatan reseptor LDL, internalisasi, dan pemrosesan pasca reseptor; induksi ekspresi reseptor LDL terjadi dalam sel-sel granulosa selama tahap dini luteinisasi sebagai respon terhadap peningkatan tajam LH pada pertengahan siklus. Mekanisme ini menyediakan kolesterol bagi mitokondria untuk dipergunakan sebagai blok pembangun dasar dalam steroidogenesis.
Waktu hidup dan kapasitas steroidogenik korpus luteum bergantung pada sekresi LH tonik yang kontinyu. Studi-studi pada wanita-wanita yang telah menjalani hipofisektomi telah menunjukkan bahwa fungsi korpus luteum normal memerlukan keberadaan sejumlah kecil LH secara kontinyu. Ketergantungan korpus luteum pada LH lebih lanjut didukung oleh luteolisis yang segera terjadi setelah pemberian agonis atau antagonis GnRH atau withdrawal GnRH saat ovulasi telah diinduksi oleh pemberian GnRH pulsatil. Tidak ada bukti bhwa hormon-hormon luteotropik lain, seperti prolaktin, memegang peranan selama siklus menstruasi pada primata.
Korpus luteum tidaklah homogen. Disamping sel-sel luteal, terdapat juga sel-sel endotel, lekosit, dan fibroblas. Sel-sel nonsteroidogenik membentuk sebagian besar (70-85%) dari seluruh populasi sel. Sel-sel imun lekosit memproduksi beberapa sitokin, termasuk interleukon-1β dan faktor nekrosis tumor-α. Banyaknya lekosit yang berbeda dalam korpus luteum juga merupakan sumber yang kaya untuk enzim-enzim sitolitik, prostaglandin, dan growth factor yang terlibat dalam angiogenesis, steroidogenesis, dan luteolisis.
Korpus luteum merupakan salah satu contoh terbaik dari komunikasi dan komunikasi silang dalam biologi. Sebagai contoh, sel-sel endotel menyumbangkan senyawa-senyawa vasoaktif, dan, sebaliknya, sel-sel steroidogenik menyumbangkan faktor-faktor yang mempengaruhi angiogenesis. Fungsi harmonis sistem ini menunjukkan proporsi yang berkebalikan dengan kompleksitasnya.
Sel-sel endotel merupakan sekitar 50% sel dalam sebuah korpus luteum matur. Seperti pada bagian tubuh manapun, sel-sel endotel berpartisipasi dalam reaksi imun dan fungsi endokrin. Sel-sel endotel merupakan sumber endotelin-1, yang diekspresikan sebagai respon terhadap perubahan-perubahan dalam aliran darah, tekanan darah, dan tekanan oksigen. Studi-studi telah menunjukkan bahwa endotelin-1 mungkin merupakan mediator luteolisis.
Bahkan populasi sel luteal tidaklah homogen, terdiri dari setidaknya dua tipe sel yang berbeda, sel-sel besar dan kecil. Beberapa ahli percaya bahwa sel-sel besar berasal dari sel-sel granulosa dan sel-sel kecil berasal dari sel-sel teka. Sel-sel kecil merupakan sel yang paling banyak. Walaupun terdapat fakta bahwa steroidogenesis yang lebih besar terjadi pada sel-sel besar, adalah sel-sel kecil yang mengandung reseptor LH dan hCG. Tidak adanya reseptor LH/hCG pada sel-sel besar, yang diperkirakan berasal dari sel-sel granulosa yang memperoleh reseptor LH pada fase folikuler lanjut, memerlukan penjelasan. Mungkin sel-sel besar berfungsi maksimal dengan reseptor benar-benar terduduki dan fungsional, atau karena komunikasi antarsel melalui gap junction, sel-sel besar tidak memerlukan dukungan gonadotropin langsung. Karenanya, sel-sel besar dapat berfungsi pada kadar tinggi, dibawah kontrol faktor-faktor regulatorik yang berasal dari sel-sel kecil sebagai respon terhadap gonadotropin. Disamping itu, fungsi secara umumnya dipengaruhi oleh sinyal-sinyal autokrin-parakrin dari sel-sel endotel dan sel-sel imun.
Sel-sel luteal besar memproduksi peptoda (oksitosin, relaksin, inhibin, dan growth factor lain) dan lebih aktif dalam steroidogenesis, dengan aktivitas aromatase lebih besar dan lebih banyak sintesis progesteron daripada sel-sel kecil. Sel-sel granulosa manusia (telah mengalami luteinisasi saat diperoleh dari pasien-pasien yang menjalani fertilisasi in vitro) mengandung mRNA P450c17 dalam jumlah minimal. Hal ini konsisten dengan penjelasan dua-sel, yang menugaskan produksi androgen (dan P450c17) pada sel-sel yang berasal dari sel-sel teka. Dengan luteinisasi, ekspresi P450scc dan 3β-hidroksisteroid dehidrogenase mengalami peningkatan nyata seperti yang diperkirakan, untuk menjelaskan peningkatan produksi progesteron, dan terus diekspresikannya mRNA untuk enzim-enzim ini memerlukan LH. Tentu saja sistem aromatase (P450arom) tetap aktif dalam sel-sel granulosa luteinisasi.
Kadar progesteron normalnya meningkat tajam setelah ovulasi, mencapai puncak sekitar 8 hari setelah peningkatan tajam LH. Inisiasi pertumbuhan folikuler baru selama fase luteal dihambat oleh rendahnya kadar gonadotropin akibat aksi umpan balik negatif estrogen, progesteron, dan inhibin-A. Dengan muncuilnya reseptor-reseptor LH pada se-sel granulosa dari folikel yang dominan dan perkembangan folikel selanjutnya menjadi korpus luteum, ekspresi inhibin akan berada dibawah kontrol LH, dan ekspresi akan berubah dari inhibin-B menjadi inhibin-A. kadar inhibin-A dalam sirkulasi mengalami peningkatan pada fase folikuler lanjut untuk mencapai kadar puncak pada fase midluteal. Karena itu, inhibin-A ikut menyumbang untuk terjadinya supresi FSH mencapai kadar nadir selama fase luteal, dan untuk terjadinya perubahan-perubahan pada saat transisi fase luteal-fase folikuler.
Sekresi progesteron dan estradiol selama fase luteal bersifat episodik, dan perubahan-perubahan yang terjadi berkorelasi erat dengan pulsasi LH. Karena sekresi episodik inilah, kadar progesteron yang relatif rendah pada fase midluteal, yang oleh beberapa ahli dianggap menunjukkan fase luteal yang inadekuat, dapat dijumpai dalam perjalanan fase luteal yang benar-benar normal.
Dalam siklus normal jangka waktu dari peningkatan tajam LH pada pertengahan siklus sampai terjadinya menstruasi selalu kurang lebih 14 hari. Untuk tujuan praktis, fase luteal yang berlangsung antara 11 dan 17 hari dapat dianggap normal. Insiden fase luteal pendek adalah sekitar 5-6%. Telah diketahui dengan baik bahwa variabiltas besar dalam panjang siklus antar wanita disebabkan oleh bervariasinya jumlah hari yang diperlukan untuk pertumbuhan dan maturasi folikuler pada fase folikuler. Fase luteal tidak dapat diperpanjang tanpa batas tertentu bahkan dengan terus menambah paparan LH, ini menunjukkan bahwa kerusakan korpus luteum disebabkan oleh mekanisme luteolitik aktif.
Korpus luteum segera menurun 9-11 hari setelah ovulasi, dan mekanisme denegerasinya masih belum diketahui. Pada spesies-spesies mamalia nonprimata tertentu, sebuah faktor luteolitik yang berasal dari dalam uterus (prostaglandin F2α) mengatur masa hidup korpus luteum. Belum ada faktor luteolitik pasti yang telah diidentifikasi dalam siklus menstruasi primata, dan pengangkatan uterus pada primata tidak mempengaruhi siklus ovarium. Regresi morfologis sel-sel luteal dapat diinduksi oleh estradiol yang diproduksi oleh korpus luteum. Peningkatan prematur kadar estradiol dalam sirkulasi pada fase luteal dini menyebabkan penurunan segera konsentrasi progesteron. Injeksi langsung estradiol kedalam ovarium yang membawa korpus luteum menginduksi luteolisis sementara perlakuan yang sama pada ovarium kontralateral tidak menimbulkan efek apapun. Aksi estrogen ini mungkin dimediasi oleh nitrit oksida. Nitrit oksida merangsang sintesis prostaglandin luteal dan menurunkan produksi progesteron. Nitrit oksida dan hCG memilki kerja yang berlawan dalam korpus luteum manusia; nitrit oksida dikaitkan dengan apoptosis sel-sel luteal. Namun, sinyal akhir untuk luteolisis adalah prostaglandin F2α, yang diproduksi dalam ovarium sebagai respon terhadap estrogen luteal disintesis secara lokal. Ada
Bukti eksperimental menunjukkan bahwa dampak luteolitik prostaglandin F2α sebagian dimediasi oleh endotelin-1. Prostaglandin F2α merangsang sintesis endotelin; endotelin-1 menghambat steroidogenesis luteal, dan sebaliknya, endotelin-1 merangsang produksi prostaglandin dalam sel-sel luteal. Disamping itu, endotelin-1 merangsang pelepasan faktor nekrosis tumor-α, suatu growth factor yang diketahui menginduksi apoptosis.
Korpus luteum melibatkan interaksi seluler yang memerlukan kontak sel-dengan-sel. Gap junction merupakan gambaran menonjol dari sel-sel luteal, seperti juga dalam folikel sebelum ovulasi. Jika berbagai tipe sel korpus luteum dipelajari bersama-sama, performanya berbeda dibandingkan dengan studi-studi tipe-tipe sel tunggal, steroidogenesis yang lebih besar lebih mendekati fungsi total korpus luteum. Diyakini bahwa komunikasi dan pertukaran sinyal terjadi melalui struktur gap junction, ini menjelaskan bagaimana sel-sel kecil merespon kepada LH dan hCG, tetapi sel-sel besar merupakan tempat utama steroidogenesis. Regulasi sistem gap junction dipengaruhi oleh oksitosin, ini merupakan peranan parakrin oksitosin dalam korpus luteum.
Jika ovulasi diinduksi dengan pemberian GnRH, kerusakan fase luteal normal tetap erjadi walaupun tidak ada perubahan pelakukan, hal ini membantah pendapat mengenai perubahan LH sebagai mekanisme luteolitik. Disamping itu, afinitas pengikatan reseptor LH tidak mengalami perubahan sepanjang fase luteal; karenanya penurunan steroidogenesis pasti mencerminkan deaktivasi sistem (sehingga menyebabkan korpus luteum refrakter terhadap LH), mungkin melalui uncoupling sistem adenilat siklase protein G. Hal ini didukung oleh studi-studi pada monyet dimana perubahan frekuensi atau amplitudo pulsasi LH tidak menyebabkan luteolisis.
Proses luteolisis melibatkan enzim-enzim proteolitik, terutama matriks metaloproteinase (MMP). Enzim-enzim ini berada dibawah kontrol inhibitorik oleh inhibitor jaringan metaloproteinase (TIMP) yang disekresi oleh sel-sel luteal steroidogenik, dan karena kadar TIMP tidak mengalami perubahan dalam jaringan luteal sampai akhir fase luteal, luteolisis dianggap melibatkan penigkatan langsung ekspresi MMP. Sebuah bagian penting dari misi human chorionic gonadotropin (hCG) (salah satu cara penghindaran apoptosis) adalah untuk mencegah peningkatan ekspresi MMP ini. para peneliti lain telah mengindikasikan bahwa hCG dapat meningkatkan produksi TIMP, dan hal ini akan menghambat aktivitas MMP dan luteolisis. Disamping itu, ovarium manusia mengandung sistem interleukin-1 lengkap, sehingga menyediakan sebuah sumber lain untuk enzim-enzim sitolitik.
Survival korpus luteum dapat diperpanjang dengan munculnya suatu stimulus baru dengan intensitas yang meningkat cengan cepat, yaitu hCG. Stimulus baru ini pertama kali muncul pada puncak perkembangan korpus luteum (9-13 hari setelah ovulasi), tepat pada waktunya untuk mencegah regresi luteal. hCG bertindak mempertahankan steroidogenesis vital korpus luteum sampai kurang lebih minggu kesembilan atau kesepuluh masa gestasi, pada saat mana steroidogenesis plasenta telah terjadi. Pada sejumlah kehamilan steroidogenesis plasenta telah terjadi pada minggu ketujuh. Disamping itu, penyelamatan korpus luteum oleh kehamilan dini dengan hCG dikaitkan dengan pemeliharaan sistem vaskuler (bukan pertumbuhan pembuluh darah baru), suatu proses yang bergantung pada faktor-faktor angiogenik VEGF dan angiopoietin-2.
Berlainan dengan pola bifasik yang ditunjukkan oleh kadar progesteron dalam sirkulasi (penurunan setelah ovulasi dan kemudian puncak baru yang lebih tinggi pada fase midluteal), kadar mRNA untuk kedua enzim utama yang terlibat dalam sintesis progesteron (pembelahan rantai samping kolesterol dan 3β-hidroksisteroid dehidrogenase) mencapai maksimal pada saat ovulasi dan menurun sepanjang fase luteal. Hal ini menunjukkan bahwa masa hidup korpus luteum ditentukan pada saat ovulasi, dan regresi luteal tidak dapat dihindari kecuali korpus luteum diselamatkan oleh hCG kehamilan. Karena itu, primata telah mengembangkan sebuah sistem yang memerlukan penyelamatan korpus luteum, berlawanan dengan binatang-binatang yang lebih rendah yang menggunakan mekanisme yang secara aktif menyebabkan kerusakan korpus luteum (luteolisis).
Ringkasan Kejadian-kejadian Kunci pada Fase Luteal
1. Fungsi luteal normal memerlukan perkembangan folikuler praovulatorik yang optimal (terutama stimulasi FSH yang adekuat) dan adanya dukungan FSH tonik secara kontinyu.
2. Fase luteal dini ditandai oleh angiogenesis aktif yang dimediasi oleh VEGF. Pertumbuhan pembuluh darah baru diatur oleh angiopoietin-1 yang bekerja melalui reseptornya yaitu Tie-2 pada sel-sel endotel. Regresi korpus luteum dikaitkan dengan penurunan ekspresi VEGF dan angiopoietin-1 dan peningkatan aktivitas angiopoietin-2.
3. Progesteron, estradiol, dan inhibin-A bekerja secara sentral untuk menekan gonadotropin dan pertumbuhan folikuler baru.
4. Regresi korpus luteum dapat melibatkan kerja luteolitik dari produksi estrogennya sendiri, dimediasi oleh perubahan dalam konsentrasi prostaglandin lokal dan melibatkan nitrit oksida, endotelin, dan faktor-faktor lain.
5. Pada masa-masa awal kehamilan, hCG menyelamatkan korpus luteum, mempertahankan fungsi luteal sampai steroidogenesis plasenta telah terjadi.
TRANSISI LUTEAL-FOLIKULER
Intveral antara penurunan produksi estradiol dan progesteron pada fase luteal lanjut sampai seleksi folikel yang dominan merupakan waktu yang penting dan menentukan, ditandai oleh terjadinya menstruasi, tetapi yang tidak terlalu jelas dan sangat penting adalah perubahan-perubahan hormon yang menginisiasi siklus berikutnya. Faktor-faktor yang penting itu mencakup GnRH, FSH, LH, estradiol, progesteron, dan inhibin.
Dengan mengingat pentingnya peranan aksi yang dimediasi oleh FSH pada sel-sel granulosa, adalah tepat bahwa penarikan folikel baru yang sedang mengalami ovulasi diatur oleh peningkatan selektif FSH yang dimulai sekitar 2 hari sebelum onset menstruasi. Dengan menggunakan bioassay FSH yang sensitif, peningkatan bioaktivitas FSH dapat diukur sejak sedini fase midluteal. Terdapat setidaknya dua perubahan yang berpengaruh yang menyebabkan peningkatan FSH yang penting ini: penurunan steroid dan inhibin luteal dan perubahan sekresi GnRH pulsatil.
Inhibn-B, berasal dari sel-sel granulosa korpus luteum dan saat ini dibawah regulasi LH, mencapai nadir dalam sirkulasi pada masa midluteal. Inhibin-A mencapai puncak pada fase lutea, dan, karenanya, dapat membantu menekan sekresi FSH oleh pituitari untuk mencapai kadar terendah yang dapat dicapai selama siklus menstruasi. Proses luteolisis, apapun mekanismenya, yang disertai dengan rusaknya korpus luteum, mempengaruhi sekresi inhibin-A maupun steroidogenesis. Pemberian inhibin-A pada monyet efektif menekan FSH dalam sirkulasi. Karenanya, sebuah pengaruh supresif penting pada sekresi FSH dibuang dari pituitari anterior selama beberapa hari terakhir fase luteal. Kerja selektif inhibin pada FSH (dan bukan LH) bertanggung-jawab sebagian untuk lebih tingginya peningkatan FSH yang dijumpai selama transisi luteal-folikuler, dibandingkan dengan perubahan LH. Pemberian FSh rekombinan (murni) pada wanita-wanita dengan defisiensi gonadotropin telah menunjukkan bahwa pertumbuhan dini folikel memerlukan FSH, dan bahwa LH tidaklah esensial selama tahapan siklus ini.
Kadar inhibin-B mulai meningkat perlahan-lahan setelah peningkatan FSH (sebagai akibat dari stimulasi FSh pada sekresi inhibin oleh sel-sel granulosa) dan mencapai kadar puncak sekitar 4 hari setelah terjadi peningkatan maksimal FSH. Karenanya, supresi sekresi FSH selama fase folikuler merupakan aksi yang ditunjukkan oleh inhibin-B, sedangkan lolosnya inhibisi FSH selama transisi luteal-folikuler sebagian merupakan respon terhadap menurunnya sekresi inhibin-A oleh korpus luteum.
Kadar aktivin dalam sirkulasi mengalami peningkatan pada fase luteal lanjut dan mencapai puncak pada saat menstruasi; namun, aktivin berada dalam keadaan sangat terikat dalam sirkulasi, dan tidak jelas apakah aktivin memiliki peranan endokrin. Namun demikian, waktunya adalah tepat bagi aktivin untuk ikut berperan dalam peningkatan FSH selama transisi luteal-folikuler. Aktivin memperbaiki dan folistatin menekan aktivitas GnRH. Bukti in vivo dan in vitro menunjukkanbahwa respon gonadotropin terhadap GnRH memerlukan aktivitas aktivin.
Peningkatan selektif FSH juga sangat dipengaruhi oleh perubahan dalam sekresi GnRH pulsatil, yang sebelumnya sangat ditekan oleh tingginya kadar estradiol dan progesteron fase luteal yang memberikan efek umpan balik negatif pada hipotalamus. Peningkatan pulsasi GnRH secara progresif dan cepat (seperti yang dinilai melalui pengukuran pulsasi LH) terjadi selama transisi luteal-folikuler. Dari fase midluteal sampai terjadinya menstruasi, terdapat 4,5 kali lipat peningkatan frekuensi pulsasi LH (dan mungkin juga GnRH) dari sekitar 3 pulsasi setiap 24 jam menjadi 14 pulsasi setiap 24 jam. Selama masa ini, rata-rata kadar LH meningkat kurang lebih 2 kali lipat, dari sekitar rata-rata 4,8 IU.L menjadi 8 IU/L. Peningkatan FSH, seperti yang terlihat, lebih besar daripada peningkatan LH. Frekuensi pulsasi FSH meningkat 3,5 kali lipat dari fase midluteal sampai saat terjadinya menstruasi, dan kadar FSH meningkat dari rata-rata sekitar 4 IU/L menjadi 15 IU/L.
Peningkatan frekuensi pulsasi GnRH dari sekresi kadar rendah telah dikaitkan dengan peningkatan selektif awal FSH pada beberapa model eksperimental, termasuk monyet yang telah menjalani ovariektomi disertai dengan perusakan hipotalamus. Terapi wanita-wanita hipogonad dengan GnRH pulsatil pertama-tama menyebabkan dominansi sekresi FSH (dibandingkan LH). Respon eksperimental ini serta perubahan-perubahan yang terjadi selama transisi luteal-folikuler mirip dengan apa yang dijumpai selama pubertas, yaitu predominasi sekresi FSH seiring dengan mulai meningkatnya sekresi GnRH pulsatil.
Respon pituitari terhadap GnRH juga merupakan faktor. Estradiol menekan sekresi FSH melalui hubungan umpan balik negatif klasiknya pada tingkat pituitari. Penurunan estradiol pada fase luteal lanjut mengembalikan kemampuan pituitari untuk merespon dengan peningkatan sekresi FSH.
Rangkuman Kejadian-kejadian Kunci pada Transisi Luteal-Folikuler
1. Kerusakan korpus luteum menyebabkan terjadinya kadar nadir estradiol, progesteron, dan inhibin dalam sirkulasi.
2. Penurunan inhibin-A menghilangkan suatu pengaruh supresif pada sekresi FSH dalam pituitari.
3. Penurunan estradiol dan progesteron memungkinkan peningkatan progresif dan cepat frekuensi sekresi GnRH pulsatil dan penyingkiran pituitari dari supresi umpan balik negatif.
4. Pembuanga inhibin-A dan estradiol dan peningkatan pulsasi GnRH bekerja sama memungkinkan sekresi FSH yang lebih besar dibandingkan dengan LH, disertai dengan peningkatan frekuensi sekresi episodik.
5. Peningkatan FSH bersifat instrumental dalam menyelamatkan kurang lebih satu kelompok folikel yang sudah siap yang berumur 70 hari dari atresia, sehingga memungkinkan sebuah folikel yang dominan memulai kemunculannya.
SIKLUS MENSTRUASI NORMAL
Lama siklus menstruasi ditentukan oleh kecepatan dan kualitas pertumbuhan dan perkembangan folikuler, dan variasi siklus pada wanita individual adalah normal. lama siklus adalah yang paling pendek (dengan variabilitas paling kecil) pada usia akhir 30an, saat dimana terjadi peningkatan FSH yang samar-samar tetapi nyata dan penurunan inhibin. Hal ini dapat digambarkan sebagai percepatan pertumbuhan folikuler (karena adanya perubahan-perubahan dalam FSH dan inhibin-B). Pada saat yang sama, lebih sedikit folikel yang bertumbuh tiap siklusnya seiring dengan bertambahnya usia seorang wanita. Kurang lebih 2-4 tahun (6-8 tahun menurut Trelolar) sebelum menopause, siklus akan memanjang lagi. Dalam 10-15 tahun terakhir sebelum menopause, terdapat percepatan kehilangan folikuler. Kehilangan yang dipercepat ini dimulai saat jumlah total folikel mencapai kurang lebih 25000, suatu jumlah yang pada wanita normal dicapai pada usia 37-38 tahun. Akhirnya terjadi menopause karena asupan folikel telah mengalami deplesi.
Perubahan-perubahan dalam tahun-tahun akhir masa reproduktif mencerminkan kompetensi folikuler lebih rendah karena folikel-folikel primordial yang lebih baik merespon lebih dini, meninggalkan folikel-folikel yang kurang berkembang, atau kenyataan bahwa total pool folikuler berkurang jumlahnya (atau kedua faktor). Hal yang mendukung adanya peranan bagi pool folikuler berkurang adalah pengamatan bahwa cairan folikuler yang diperoleh dari folikel-folikel praovulatorik wanita-wanita yang lebih tua mengandung jumlah inhibin-A dan –B yang serupa dengan apa yang diukur dalam cairan folikuler dari wanita-wanita muda.
Variasi aliran dan lama siklus menstruasi sering terjadi pada masa-masa ekstrim dari masa reproduktif, selama awal-awal masa remaja, dan beberapa tahun sebelum menopause. Prevalensi siklus anovulatorik paling tinggi pada wanita-wanita dibawah usia 20 tahun dan diatas usia 40 tahun. Menarche biasanya diikuti oleh kurang lebih 5-7 tahun siklus yang relatif panjang yang berangsur-angsur memendek dan menjadi lebih teratur. Walaupun karakteristik siklus menstruasi umumnya tidak menunjukka perubahan besar selama masa reproduktif, rata-rata panjang siklus dan variabilitas perlahan-lahan berkurang. Rata-rata, panjang siklus rata-rata dan variabilitas mencapai tingkat yang rendah pada usia sekitar 40-42 tahun. Selama 8-10 tahun selanjutnya sebelum menopause, kecenderungan ini berbalik; baik rata-rata panjang siklus dan variabilitas mengalami peningkatan tetap sejalan dengan berkurangnya keteraturan dan frekuensi ovulasi. Rata-rata panjang siklus paling besar pada wanita-wanita dengan massa dan komposisi tubuh yang ekstrim; baik indeks massa
Secara umum, variasi dalam panjang siklus mencerminkan perbedaan-perbedaan dalam lamanya fase folikuler dari siklus ovarium. Wanita-wanita dengan siklus 25 hari mengalami ovulasi pada atau sekitar hari 10-12 siklus, dan mereka dengan siklus 35 hari mengalami ovulasi kurang lebih 10 hari kemudian. Dalam beberapa tahun setelah menarche, fase luteal menjadi sangat konsisten (13-15 hari) dan tetap demikian sampai memasuki masa perimenopause. Pada usia 25, lebih dari 40% siklus panjangnya adalah antara 25 dan 28 hari; sejak usia 25 sampai 35 tahun, lebih dari 60% siklus panjangnya adalah antara 25 dan 28 hari. Walaupun merupakan interval menstruasi yang paling sering dilaporkan, hanya sekitar 15% dari siklus pada wanita-wanita usia reproduktif yang benar-benar berlangsung 28 hari. Kurang dari 1% wanita mengalami siklus teratur yang berlangsung kurang dari 21 hari atau lebih dari 25 hari. Kebanyakan wanita mengalami siklus yang berlangsung selama 24 sampai 35 hari, tetapi setidaknya 20% wanita mengalami siklus ireguler.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar