PERAN PROGESTERON PADA IMPLANTASI EMBRIO

Endometrium adalah mukosa uterus yang berbatasan dengan kavum uteri. Gambaran umum mukosa endometrium terdiri dari dua macam populasi sel yaitu sel epitelial dan sel stroma. Populasi sel epitelial tersusun dari epitel permukaan dan berbagai macam sel epitel glandular yang dapat ditemukan di stratum basale dan stratum fungsional. Sedangkan populasi sel stroma menyusun jaringan penunjang retikuler dari mukosa, terutama berisi limfosit dan granulosit selama fase luteal siklus menstruasi. Jaringan penunjang retikuler endometrium ini juga tersusun atas fibroblas yang akan berubah secara cepat menjadi sel desidua ketika embrio menempel dan kemudian implantasi. Sel sel ini ditemukan pada semua siklus menstruasi sebagai sel-sel predesidua, yang terdapat pada kompartemen perivaskuler dari stratum basale.^1,3

           

Selama siklus menstruasi, hormon steroid yang dihasilkan ovarium, yaitu estrogen dan progesteron menginduksi perubahan struktural dan fungsional endometrium yang penting untuk proses implantasi dan kehamilan. Pada fase luteal siklus menstruasi, dibawah pengaruh progesteron, endometrium berproliferasi menjadi fase sekretorik: berubah tebal, berongga, dan banyak mengandung kapiler darah. Glikoprotein disekresikan oleh epitel glandular untuk membuat lingkungan endometrium optimal untuk implantasi embrio. Stroma endometrium berubah menjadi lebih vaskuler dan terbentuk arteriola spiralis yang mensuplai banyak substrat untuk implantasi dan plasentasi. Limfosit, makrofag dan granulosit dalam jumlah besar yang bermigrasi dari pembuluh darah ke kompartemen stroma merupakan sumber semua sinyal endokrin untuk proliferasi dan transformasi endometrium.3,5,8

Pada hari ketiga dan keempat setelah fertilisasi, embrio berbentuk bola yang ditutupi kapsul translusen yang disebut zona pellucida. Pada hari keempat dan kelima setelah fertilisasi, terdapat cavitas didalam embrio yang berisi cairan yang disebut blastocele, pada stadium ini embrio disebut blastosit. Lapisan paling luar blastosit disebut tropectoderm. Sekitar hari keenam sampai hari ketujuh setelah fertilisasi, zona pellusida mengalami degenerasi sehingga tropectoderm berinteraksi langsung dengan epitel luar endometrium. Awalnya blastosit tidak invasiv, namun setelah terjadi hatching dari zona pelusida, permukaan non adhesiv dari tropectoderm berubah menjadi adhesiv dan sel tropoblas berinteraksi dengan komponen epitel endometrium yang reseptif yaitu pinopodes.^3,8

Implantasi adalah proses terbenamnya blastosit ke dalam endometrium setelah pelepasan zona pellusida. Berbagai penelitian pada hewan menunjukkan bahwa harus ada perkembangan yang sinkron dari embrio dan endometrium agar embrio berhasil dalam proses implantasi. Banyak sinyal sinkronisasi perkembangan blastosit dan persiapan dari endometrium. Hormon steroid merupakan aspek sinkronisasi yang paling dikenali. Proses implantasi membutuhkan peningkatan estradiol preovulasi yang memacu proliferasi dan differensiasi sel epitel, dilanjutkan dengan produksi progesteron oleh korpus luteum yang memacu proliferasi dan differensiasi stroma endometrium. Kerja hormon steroid ini meliputi juga dalam pengaturan growth factor dan sitokin. 

Gambar 1.

Schematic representation of the phases of implantation in the human. It is generally believed that zona-free blastocyst undertakes the process of implantation via a sequel of critical events like apposition, adhesion, attachment and invasion towards an increasing closeness to maternal endometrium which remains receptive to the blastocyst in synchronous manner. Subepithelial edema arising from increase in vascular permeability is initiated in receptive stage endometrium, and is further accentuated at implantation with venular dilatation. In primates, blastocyst implantation occurs  with trophoblast cells (Tb) adjacent to embryonic pole of inner cell mass (ICM) orientating and apposing/adhering  to luminal surface epithelium (SE). Following invasion of SE, endometrial stromal fibroblasts (triangles) transform  into epitheloid decidual cells (hexagons) as decidualization ensues.

(Elnashar, and Aboul-Enein, 2004).

Implantasi pada manusia terdiri dari tiga tahap, yaitu: Tahap pertama adalah aposisi, yaitu: adesi blastosit pada endometrium, pada tahap ini terjadi pertemuan antara mikrovilli permukaan sinsisiotropoblast dengan mikroprotrusion dari epitel permukaan endometrium yang disebut pinopodes. Aposisi dan selanjutnya implantasi terutama terjadi pada bagian fundus uterus. Tahap selanjutnya adalah adesi yang stabil, ditandai dengan meningkatnya interaksi fisik antara blastosit dengan epitel endometrium. Tahap selanjutnya adalah invasi, pada tahap ini terjadi penetrasi blastosit kedalam epitel endometrium.^3,6 

Gambar 2.

(Fisher et al, NEJM, 2001)

Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap implantasi:

1. Hormon-hormon ovarium dan berbagai reseptor didalamnya.
2. Growth factors, yang meliputi epidermal growth factor (EGF) family member, vascular endothelial growth factor (VEGF).
3. Cytokines, seperti Leukimia Inhibitory factor (LIF), interleukin 11        (IL-11), Colony stimulating factor-1 (CSF-1), Cyclooxygenase-2 (Cox-2).
4. Modulator-modulator untuk perlekatan sel.

-          Mucin 1 (Muc 1)

-          Integrins

-          Basigin (Bsg)

5. Faktor-faktor perkembangan (developmental factors), misalnya homeobox (Hox) genes, Wnt genes

I.                   RESEPTIVITAS  ENDOMETRIUM

Reseptivitas endometrium adalah keadaan maturasi dan differensiasi endometrium sehingga tropectoderm dari blastosit dapat menempel pada sel epitel endometrium dan selanjutnya menginvasi stroma. Endometrium secara normal non reseptiv terhadap embrio, kecuali pada implantation window. Implantasi embrio manusia terjadi pada hari  ke 6-10 setelah ovulasi. Implantation window mungkin bisa diatur dengan mengatur lingkungan endokrin pada pre dan peri implantasi. Berdasarkan penelitian dengan menggunakan teknologi reproduksi bantuan Navot et al memperkirakan bahwa implantation window terjadi pada hari ke 20-24 siklus menstruasi normal.^1,9 .

            Beberapa perubahan fisiologis dibutuhkan dalam reseptivitas endometrium. Pertama adalah sekresi dan sintesis histotrop oleh epitel glandular endometrium. Kedua adalah reorganisasi dari epitel luminal endometrium untuk memudahkan penempelan tropectoderm. Ketika tropectoderm sudah menempel pada epitel luminal endometrium, invasi embrio harus dibatasi pada wilayah tertentu dari endometrium. Implantasi dan plasentasi meningkatkan sel-sel immun yang melindungi infeksi patogen dan memacu pengeluaran sitokin untuk remodelling jaringan yang melindungi  semiallograf fetal-plasental dari serangan sistem immunitas maternal.

            Gambaran molekuler pada reseptivitas endometrium dapat dikatagorikan sebagai berikut: 1) Transformasi membran plasma epitel luminal, 2) Sekresi glandular, 3)Desidualisasi stroma dan 4) perubahan populasi sel immun. Bagaimanapun juga mekanisme molekuler reseptivitas endometrium belum jelas karena terbatasnya literatur dan perbedaan proses ini diantara mamalia.^3,7

Fungsi primer endometrium adalah menyiapkan dan menyokong adanya kehamilan. Endometrium menjadi ’reseptive’ (bersedia menerima) implantasi dalam waktu yang terbatas dibawah pengaruh hormon steroid dan sinyal parakrine dari embrio yang sedang berkembang. Hormon steroid merespon jaringan endometrium untuk siklus pertumbuhan dan perkembangan melalui pelepasan dan regenerasi. Perkembangan reseptivitas endometrium dipengaruhi 2 hal yaitu :¹

A.  Cara kerja hormon steroid dalam mempengaruhi reseptivitas

B.  Cara kerja embrio dalam mempengaruhi reseptivitas

A.  Cara kerja hormon steroid pada perkembangan reseptivitas endometrium

Perkembangan reseptivitas endometrium bergantung pada terpaparnya endometrium terhadap keberadaan estrogen dan progesteron. Hormon ini bekerja primer melalui reseptor estrogen inti yaitu reseptor alpha (Erα), ERβ, progesteron reseptor alpha (PRα), PRβ, yang secara berurut akan bekerja merangsang transkripsi gene.¹

Pada saat implantasi, pada hari 21-22 siklus, gambaran morfologis yang dominan adalah edema stroma endometrium. Perubahan ini mungkin bersifat sekunder terhadap peningkatan produksi prostaglandin oleh endometrium yang dimediasi oleh estrogen dan progesterone. Peningkatan permeabilitas kapiler merupakan akibat dari peningkatan lokal jumlah prostaglandin ini. Reseptor-reseptor untuk steroid seks terdapat dalam dinding muskuler pembuluh darah endometrium, dan system enzim untuk sintesis prostaglandin terdapat dalam dinding muskuler maupun endotel artetiol-arteriol endometrium. Mitosis pertama kali tampak dalam sel-sel endotel pada hari 22 siklus. Proliferasi vaskuler menyebabkan terpilinnya vasa spiralis, suatu respon kepada steroid seks, prostaglandin, dan faktor-faktor autokrin dan parakrin yang diproduksi sebagai respon terhadap estrogen dan progesterone.⁵

Selama fase sekretorik, tampak sel-sel yang disebut sebagai sel K (kornchenzellen), mencapai konsentrasi puncak pada trimester pertama kehamilan. Sel-sel ini adalah granulosis yang memiliki peranan imunoprotektif dalam implantasi dan plasentasi. Sel-sel terletak diperivaskuler dan dianggap berasal dari darah. Pada hari 26-27, stroma endometrium diinfiltrasi oleh lekosit-lekosit prolimorfonuklear yang mengalami ekstravasasi.⁵

Sel-sel stoma endometrium merespon kepada sinyal-sinyal hormonal, mensintesis prostaglandin, dan jika diubah menjadi sel-sel desidua, memproduksi berbagia macam substansi, dimana beberapa diantaranya adalah prolaktin, relaksin, renin, insulin-like growth factor (IGF), dan protein pengikat insulin-like growth factor (IGFBP). Sel-sel stroma endometrium, progenitor dari sel-sel desidua awalnya diyakini berasal dari sumsum tulang (dari sel-sel yang menginvansi endometrium), tetapi saat ini sel-sel tersebut dianggap berasal dari sel stem mesenkim uterus primitif.⁵

Proses desidualisasi dimulai pada fase luteal, dibawah pengaruh progesterone dan dimediasi oleh faktor-faktor autokrin dan parakrin. Pada hari 22-23 siklus, dapat dijumpai sel-sel pradesidua. Awalnya sel-sel ini mengelilingi pembuluh darah, ditandai oleh pembesaran sitonuklear, peningkatan aktifitas mitotic, pembentukan membrane basement. Desidua berasal dari sel-sel stroma, menjadi jaringan struktural dan biokimiawi penting dalam kehamilan. Sel-sel desidua mengontrol sifat invasive tropoblast dan roduk-produk dari desidua memegang peranan dari autokrin dan parakrin penting dalam jaringan janin dan jaringan  ibu.⁵

Lockwood menunjukkan adanya peranan kunci sel-sel desidua dalam proses pendarahan endometrium (mentruasi) maupun proses hemostasis endometrium (implantasi dan plasentasi). Implantasi memerlukan hemostasis endometrium dan uterus ibu memerlukan resistensi terhadap invasi. Inhibisi perdarahan endometrium dapat dikaitkan, sampai tingkat tertentu, dengan perubahan-perubahan yang tepat dalam faktor-faktor penting sebagai akibat dari desidualisasi; misalnya, lebih rendahnya kadar aktifator palsminogen, menurunnya ekspresi enzim yang mendegradasi matriks ekstraseluler stroma (seperti metaloproteinnase), dan meningkatnya kadar inhibitor aktifator plasminogen-1. Withdrawal estrogen dan dukungan progesterone menyebabkan perubahan kearah yang berlawanan, konsisten dengan peluruhan endometrium.⁵

            Ekspresi endometrium dari estrogen dan reseptor progesterone sangat penting dalam implantasi. Saat fase luteal, progesteron menyebabkan hilangnya kelenjar epitel reseptor progesteron dimana bertepatan dengan saat implantasi. Down regulasi dari reseptor progesterone melalui waktu kritis pada penurunan molekular saat implantasi, dengan reseptor progesterone yang abnormal pada pasien dengan defek fase luteal menyebabkan kegagalan implantasi.²

B.  Cara kerja embrio dalam mempengaruhi reseptivitas endometrium

Dari hasil penelitian memperlihatkan bahwa chorionic gonadotrphin (CG), diketahui memiliki efek anti-luteolytic pada ovarium. Bagaimanapun CG memiliki efek langsung baik pada epitelium maupun stroma sel endometrium. Pada eksperimen yang menggunakan CG yang diberikan pada lumen usus baboons yang memiliki desain yang sama dengan blastokist pada manusia, memperlihatkan bahwa CG menyebabkan meningkatnya sekresi glycodelin dan peningkatan proliferasi dari epitelium dan sintesis dari alpha smooth muscle actin (α-SMA) pada stroma cell. Stimulasi yang bermakna berupa pengeluaran dari angiogenic protein vascular endothelial growth factor (VEGF) dan matric metalloproteinase MMP-9, yang sangat berperan dalam remodeling jaringan, terjadi hanya dalam beberapa menit. Sekresi IGFBP-1, suatu marker dari stromal cell decidualization, juga meningkat. Sinkronisasi dari kerja molekul tersebut bekerja langsung mempengaruhi endometrium.¹

II.                PERAN PROGESTERON DALAM PROSES IMPLANTASI

Hormon-hormon ovarium yaitu estrogen dan progesteron berperan dalam perkembangan embrio dan endometrium sebelum implantasi. Pada proses implantasi yang normal, kehamilan dan persalinan dapat diperoleh secara eksperimental dengan transfer embrio yang dikombinasikan dengan progesteron  dan estrogen pada kera rhesus yang telah dilakukan operasi ovorektomi. Serum  level estradiol tidak menggambarkan maturasi endometrium meskipun estradiol berkorelasi dengan ketebalan endometrium pada siklus ovarium normal.^1,2

Progesteron merupakan hormon ovarium yang paling penting dalam preparasi endometrium untuk implantasi. Maturasi endometrium yang tidak adekuat dan insuffisiensi progesteron diketahui menyebabkan infertilitas. Hal ini dibuktikan dengan penelitian yang menunjukan bahwa pemberian antiprogestin meferistone (RU486) dan onapristone (ZK98 299) selama fase luteal dapat menghambat maturasi endometrium dan implantasi embrio. Progesteron juga menjaga viabilitas embrio. Pada stadium preimplantasi viabilitas dan pertumbuhan embrio terganggu dengan maturasi endometrium yang tidak optimal oleh karena blokade kerja progesteron pada tingkat reseptor oleh antiprogestin seperti mifepristone.

Konsentrasi progesteron sangat tinggi pada fase luteal pertengahan dari siklus ovarium, hal ini menunjukkan bahwa maturasi endometrium untuk reseptivitas tidak memerlukan progesteron konsentrasi tinggi pada sirkulasi perifer, dan kekurangan progesterone pada saat implntasi embrio masih bisa diatasi.²

            Pada proses ini yang masih menjadi pertanyaan adalah sel epitel endometrium pada zona fungsionalis sebagian besar reseptor progesteronnya negatif, sedangkan pada sel-sel stroma reseptor progesteronnya positif. Selanjutnya diperkirakan bahwa hilangnya reseptor progesteron pada permukaan sel epitel glandular selama reseptivitas merupakan pemacu produksi protein spesifik yang berperan untuk viabilitas dan implantasi embrio. Kerjasama yang komplek antara sitokin, faktor seluler embrio dan sel endometrium dalam pengaruh progesteron merupakan faktor yang dominan pada reseptivitas endometrium.

            Berbagai interaksi seluler menimbulkan sinkronisasi antara perkembangan embrio dengan persiapan dari endometrium. Pada proses sikronisasi ini diperlukan peran dari hormon steroid. Produksi yang berkelanjutan progesteron dari korpus luteum menstimulasi differensiasi dan proliferasi sel-sel stroma endometrium. Interaksi antara blastosit dengan uterus yang reseptiv merupakan suatu proses yang komplek mengawali proses implantasi dan perkembangan plasenta. Berbagai mekanisme regulasi tingkat seluler telah diketahui berperan dalam proses reseptivitas endometrium dan implantasi dantaranya adalah: molekul adesi endometrium(Integrin, kadherin), sitokin (LIF, IL-1, IL-6), growth factor, dan immunoglobulin.^3,5

Penelitian-penelitian terakhir mendukung hipotesis bahwa hormon gonadotropin korion dari embrio diatur oleh faktor parakrin yang disekresikan selama fase midd-luteal endometrium dibawah pengaruh progesteron. Hormon gonadotropin korionik selanjutnya juga mengatur differensiasi endometrium untuk implantasi blastosit dan meningkatkan sintesis progesteron di ovarium.^1,2

A. Progesteron sebagai immunomodulator

Progesteron dan estrogen merupakan modulator hormon dominan pada perkembangan endometrium. Pada kompartemen epitel dan stroma terdapat reseptor progesteron dan estrogen dan responnya tergantung pada jumlah reseptor dan konsentrasi hormon itu sendiri. Meskipun progesteron dan estrogen merupakan modulator utama maturasi endometrium, namun proses yang terjadi sangat komplek. Aktivitas hormon tersebut tidak hanya berdasar kadarnya tapi juga dipengaruhi oleh metabolisme hormon tersebut. Aktivitas progesteron dan estrogen juga dipengaruhi oleh efek dari ko aktivator dan repressor.

            Progesteron telah dikenali sebagai immunomodulator sejak beberapa tahun terakhir dan perannya adalah sebagai immunosuppresor alami. Penelitian pada domba dan tikus menunjukkan bahwa progesteron pada konsentrasi tertentu terdapat pada ruang antara maternal dan fetal dan dapat mencegah penolakan jaringan di uterus. Sebagian besar penelitian menunjukkan bahwa aktivitas immunomodulatori progesteron berjalan secara tidak langsung yaitu melalui efek lokal progesteron terhadap sel uNK. Beberapa immunomodulator yang sensitif progesteron adalah: PIBF (progesterone-induced blocking factor), galectin 15, SPP1, osteopontin, uterine milk protein precursor A dan histidine decarboxilase.⁶

            Hormon progesteron ini mungkin memacu sel uNK  untuk memproduksi protein immunomodulator atau merubah lingkungan sitokin, kemudian merubah fungsi  sel uNK. Proses ini terjadi melalui aktivitas progesteron terhadap diferensiasi sel T menjadi Th1 dan Th2. Sitokin yang diproduksi oleh sel Th1 merupakan sitokin pro-inflamatori (IFN-α, IL-2, ) sedangkan sitokin yang diproduksi oleh sel Th2 merupakan sitokin yang anti inflamatori dan dihubungkan dengan immunitas humoral (IL-4, IL-5, IL-6, IL-10). Keberhasilan kehamilan dikaitkan dengan dominansi sitokin Th2 dan down regulation sitokin Th1 pada ruang maternal-fetal.^6,7

Progesterone diketahui untuk menekan efek imunosupresif dan mungkin memainkan peran yang signifikan dalam melindungi fetal semi-allograft dari penolakan sistem imun. Pada penelitian, penggunaan teknik ultrasensitive RT-PCR, tidak dapat mendeteksi  mRNA reseptor progesterone pada imun sel manusia. Data tersebut membuktikan dasar definitive bahwa reseptor klasik progesterone tidak dapat memediasi efek imunosupresif dari progesterone pada sel. Data dari penelitian mengenai reseptor penghambat glukokortikoid lebih lanjut menunjukkan bahwa  progesterone tidak menengahi efek imunosupresif pada PBMCs melalui interaksi dengan reseptor glukokortikoid. Penelitian tambahan diperlukan untuk menentukan apakah efek immunomodulatori memediasi terhadap konversi local dari progesterone pada komponen steroid yang lain dengan aktifitas reseptor mediasi spesifik yang berikutnya, atau terhadap mekanisme non-reseptor mediasi.⁴ Support luteal berupa progesterone diberikan bila ovarium tidak mampu mensekresi progesterone untuk maturasi endometrium.³

B. Supplemen Progesteron sebagai Pendukung Fase Luteal

Mochtar et al melaporkan pada 3 penelitian secara prospektif random dengan protokol supresi GnRH agonis: tidak ada perbedaan yang bermakna pada angka kehamilan pada pemberian progesteron secara vaginal yang dimulai sehari setelah pemberian hCG, pada saat oosit retrieval, dan pada saat transfer embrio.⁹ Sebagian besar klinisi memberikan sulemen progesteron setelah oosit retrieval dan sebelum transfer embrio, tetapi waktu yang optimal masih belum diketahui. Andersen et al melaporkan bahwa tidak ada perbedaan bermakna pada angka kelahiran pada pasien hamil yang tidak melanjutkan suplemen progesteron ketika test kehamilan positif dengan pasien yang melanjutkan supplemen progesteron sampai umur kehamilan 7 minggu. Walaupu begitu sebagian besar klinisi secara empiris memberikan supplemen progesteron sampai umur kehamilan 10 minggu atau 8 minggu dari oosit retrieval.⁹

Support fase luteal pada umumnya diberikan dengan supplemen progesteron tetapi bisa juga dengan diberikan hCG dari luar. Pada siklus IVF yang mendapat terapi dengan GnRH agonis, stimulasi hCG dan progesteron yang mempunyai efektivitas yang sama. Analisis data dari 6 penelitian pada 1.038 pasien menunjukkan bahwa angka kehamilan embrio tranfer dengan supplemen progesteron tidak berbeda bermakna dengan yang diberi supplemen hCG. (odd rato 0,94;95% confidence interval, 0,70-1,27). Namun risiko untuk kejadian OHSS secara signifikan lebih rendah pada supplemen dengan progesteron.(odds ratio, 0,46;95% confidence interval, 0,26-0,81).⁹

Saat ini belum ada diagnosis spesifik untuk defisiensi progesteron selama fase luteal pada awal kehamilan. Pada siklus IVF yang diberi GnRH agonis long acting, pemberian suplemen progesteron dianjurkan. Supplemen progesteron 50 mg/hari yang diberikan secara intramuskular, atau Crinon 8%, 90 mg/ hari secara vaginal terbukti mempunyai angka kehamilan tinggi bila dibandingkan dengan plasebo atau tanpa terapi.⁹

C.   Marker morfologi endometrium

1.    Pinopodes

Endometrium melalui suatu pembentukan seri yang baik dari perubahan histology dan ultrastruktural dibawah pengaruh estrogen dan progesterone selama siklus menstruasi. Perubahan morfologi termasuk perubahan karakter histology , seperti penurunan aktifitas mitosis, sekresi kelenjar, dan edema stroma, yang sering disertai dengan terjadinya menonjolan globular dalam permukaan membrane dari sel epitel, disebut pinopodes. Ditambahkan modifikasi lain pada membrane permukaan dari sel epitel mungkin terjadi, kemungkinan termasuk penipisan dari lapisan glikokaliks, seperti terjadi pada beberapa special binatang.⁷

Meskipun, beberapa penelitian yang berbeda telah menyangsikan pentingnya fungsional dari perubahan morfologi dengan respek pada reseptivitas untuk implantasi.  Belum  terdapat bukti yang meyakinkan, untuk menunjukkan bahwa defek struktur partikel secara signifikan berhubungan dengam penurunan reseptivitas endometrium. Penelitian pada manusia menggunakan mikroskopi scanning electron (SEM) telah mengusulkan bahwa penonjolan permukaan yang pendek atau pinopodes, adalah penanda sementara pada reseptivitas endometrium, dimana menetap selama 24-48 jam diantara hari ke 19-21 dari siklus menstruasi.⁷

Pinopodes terjadi pada permukaan luar dari epitel luminal sekitar hari ke 20 dari siklus mentruasi, dan telah diduga bahwa formasi  pinopode kemungkinan merupakan marker fungsional dari reseptivitas uterus. Bentuk histology endometrium lebih lanjut, pada periode dari penanggalan atau periode dari penurunan lebih awal pada reseptor estrogen dan progesterone, adalah berhubungan dengan penampakan awal dari pinopodes dalam siklus stimulasi, pendukung lebih lanjut pada konsep dari kemungkinan perubahan selanjutnya pada window implantasi dalam siklus ini. Meskipun tidak ada dasar penelitian yang mendukung konsep ini, tetapi terdapat dasar dari terjadinya implantasi pada tidak adanya pinopodes. Dengan dasar kepercayaan berlawanan, keraguan serius yang tertinggal pada syarat wajib adanya pinopodes untuk keberhasilan implantasi pada manusia.⁷

2.    Perubahan lapisan epitel junction rapat

Supaya implantasi terjadi pada manusia, embrio harus menembus lapisan epitel, meningkatkan kemungkinan bahwa dalam mekanisme reseptivitas uterus ada kemungkinan untuk menurunkan integritas dari hambatan epithelial. Penelitian menunjukkan bahwa lapisan epithelial junction yang rapat mengalami penurunan yang signifikan pada waktu diantara hari ke 13 dan 23 dalam siklus menstruasi.⁷

3.    Apoptosis

Apoptosis adalah fenomena yang biasa terjadi dalam siklus mentruasi pada akhir dari siklus menstruasi, tapi secara local regulasi apoptosis juga penting untuk keberhasilan implantasi. Bukti terbaru menunjukkan bahwa regulasi apoptosis adalah penting selama periode window receptivity. Pada hari ke 19-20, apoptosis terdeteksi dalam kelenjar pada lapisan basal, kemudian meluas sampai pada lapisan fungsional. Yang signifikan pada penemuan ini dalam hubungannya untuk membuka periode window implantasi masih dalam pelacakan lebih lanjut.⁷

D.   Molekul adhesi endometrium

            Molekul adhesi endometrium meliputi sel-sel dan interaksi antara sel dengan matrik, yang diketahui berperan pada migrasi sel, organisasi matrik dan transduksi berbagai sinyal sel. Molekul adhesi endometrium terdiri dari: integrins, cadherins, selectin dan immunoglobulin. Peran selektin dan cadherins pada proses implantasi belum banyak diketahui.

1.    Integrin

Integrins merupakan molekul adhesi sel yang berperan antara sel dengan sel, interaksi sel dengan matrik dan berperan pada migrasi sel dan transduksi sinyal. Integrin merupakan famili glikoprotein transmembran yang berperan sebagai reseptor ikatan matrik ekstraseluler yaitu osteopontin (OPN). Tiga integrin diketemukan di endometrium pada saat window of implantation, yaitu α1β1,α4β1 dan αVβ3, ketiganya diketemukan pada epitel glanduler hanya pada hari ke 20-24. Kelompok integrin ini merupakan marker paling baik untuk menentukan reseptivitas endometrium. Integrin endometrium terdapat pada stroma dan epitel endometrium.

            Integrin tidak diketemukan pada wanita dengan defek fase luteal saat window of implantation. Integrin pada pertengahan fase luteal induksi ovulasi relatif lebih rendah bila dibandingkan dengan siklus yang normal. Wanita infertil dengan inphase endometrium juga tidak mempunyai integrin αVβ3, dan disebut dengan defek reseptivitas endometrium ringan. Pemberian supplemen progesteron pada wanita dengan defek tipe 1 memperbaiki maturasi histologi endometrium dan gambaran αVβ3 yang normal.^1,2,5

            Selama fase proliferasi, kadar estrogen yang tinggi melalui reseptor α (ER α) menghambat kerja integrin. Pada fase luteal peningkatan progesteron down regulates reseptor estrogen, sehingga secara tidak langsung menhilangkan efek penghambatan estrogen terhadap kerja integrin. Progesteron diperkirakan juga meningkatkan faktor-faktor parakrin stroma, yaitu EGF dan HB-EGF. Progesteron juga berefek langsung terhadap osteopontin dengan memacu ekspresi gen.²

2.    Kaderin

            Kaderin merupakan kelompok glikoprotein yang berperan pada mekanisme adhesi yang tergantung dengan kalsium. Kaderin ini terbagi atas E, P dan N-kaderin yang berbeda pada aspek immunologi dan distribusi jaringannya. Perannya meliputi pengatur reseptor permukaan sel, organisasi sitoskeletal dan perpindahan sel. Mekanisme kerja kaderin diatur oleh kalsium intraseluler. Pada penelitian in vitro menunjukkan bahwa peningkatan kalsium intraseluler dipacu oleh kalsitonin. Ekspresi kalsitonin dipengaruhi oleh progesteron pada sel endometrium terutama pada fase sekresi pertengahan siklus menstruasi.  Sehingga dengan meningkatkan kalsium intrasesluler, progesteron mengatur kerja dari E-kaderin.⁷

3.    Immunoglobulin

            Diantara kelompok molekul adhesi, keluarga besar immunoglobulin merupakan kelompok yang paling besar. Intraseluler adhesion molecule-1 (ICAM-1 atau CD 54), merupakan glikoprotein transmembran keluarga immunoglobulin yang berada di permukaan berbagai tipe sel yaitu: fibroblast, lekosit, sel endotel dan sel epitel. Molekul ini up-regulated pada level transkripsi oleh sitokin inflmasi dan non inflamasi. ICAM-1 merupakan sel-sel perantara adhesi sampai terbentuk ligan untuk molekul β2 integrin pada beberapa tipe sel. Interaksi adhesi ICAM-1 penting untuk migrasi transendotelial dan berbagai fungsi immunologi.

            Endometrium pada keadaan normal banyak mengandung populasi lekosit, meliputi makrofag, limfosit-T dan granulosit yang berperan penting pada berbagai mekanisme fisiologi seperti desidualisasi, menstruasi dan persalinan. Kerja berbagai populasi lekosit ini diperatarai oleh ICAM-1 pada endometrium.^2,5

4.    Sitokin

            Sitokin merupakan kelompok protein yang secara sendiri maupun bersama-sama mengatur berbagai macam fungsi sel seperti proliferasi dan differensiasi. Saat ini beberapa sitokin diimplikasikan berperan dalam proses maturasi endometrium, perkembangan embrio dan yang paling penting adalah perannya dalam mempersiapkan reseptivitas endometrium dengan blastosit yang akan implantasi pada mamalia. Peran sitokin dalam reseptivitas endometrium dipelajari pada berbagai penelitian dengan menggunakan tikus untuk berbagai macam sitokin, growth factor dan reseptornya.

a.      LIF (Leukemia inhibitory factor)

            Leukemia inhibitory factor (LIF), adalah sitokin pleotrofik. Sitokin ini disekresikan selama siklus menstruasi dan kadarnya paling banyak pada endometrium pada fase implantasi yang dipengaruhi oleh progesteron. Konsentrasi LIF pada endometrium sedikit pada wanita dengan kegagalan transfer embrio yang berulang setelah IVF dan pada infertilitas yang tak terjelaskan. Blokade reseptor progesteron menghambat maturasi endometrium dengan menekan ekspresi LIF endometrium pada fase mid-luteal. Leukemia inhibitory factor diperkirakan mempengaruhi implantasi blastosit melalui interaksi autokrin dan parakrin pada tingkat epitel luminal dan stadium blastosit. Penelitian terakhir menunjukkan bahwa LIF memodulasi differensiasi endometrium yang tergantung progesteron seperti pada pembentukan pinopodes. Selain itu beberapa penelitian juga menunjukkan bahwa LIF berperan dalam angiogenesis, peran ini juga dipengaruhi juga oleh progesteron, dan mungkin mempengaruhi pengaturan sekresi gonadotropin korion dari stadium implantasi embrio.^2,4,5

            Bukti penelitian menunjukkan bahwa  embrio tikus yang gagal dalam proses implantasi pada endometrium, terdapat defisiensi dari gen LIF. Hipotesis paling akhir menyebutkan bahwa embrio berperan dalam mengatur pengeluaran LIF melalui sekresi hCG. Hormon chorionic gonadotropin dari embrio berperan dalam reseptivitas endometrium up-regulating LIF dan VEGF dan down regulating IGF-BP.^2,5

Gambar 3.

 

(Ghosh & Sengupta,2004)

            Kadar LIF yang dikeluarkan pada stadium implantasi embrio masih menjadi pertanyaan untuk memperkirakan keberhasilan kehamilan. Bukti bahwa LIF berperan penting dalam implantasi blastosit adalah: 1) Pemberian antibodi poliklonal untuk melawan peran LIF terbukti menggagalkan proses implantasi, 2) Pemberian LIF terbukti menimbulkan implantasi pada penelitian in vivo dan in vitro. 3) Berkurangnya produksi LIF berhubungan dengan kejadian abortus.^2,4

b.       Interleukin (Ils)

            Kelompok interleukin 1 terdiri atas IL-1 α, IL-1β, reseptor antagonis IL-1 dan reseptor transduksi sinyal yang semuanya terdapat pada endometrium dan embrio manusia. Ekspresi gen dan biosintesis protein LIF diatur oleh estrogen dan progesteron dan distimulasi oeh IL-1, TNFα, PDGF, EGF dan TGF-β.  Pada kenyataannya  sinergisme yang dekat antara IL-1α dan TNFα yang diproduksi oleh sel desidual merupakan hasil kerja produk autokrin dari IL-6, IL-8 dan LIF.

Gambar 4.

(Ghosh & Sengupta,2004)

            Interleukin -1β  terutama terdapat pada endometrium pada stadium implantasi blastosit. Menurut beberapa kelompok penelitian, interleukin-1β mempengaruhi pembentukan prostaglandin pada sel-sel endometrium yang akan berperan dalam proses immuno-fisiologis dan vaskuler pada saat invasi kedalam tropoblast. Interleukin-1β berperan pada proses desidualisasi melalui induksi terhadap insulin like growth factor binding protein-1 (IGF-BP1) yang dapat damati pada baboon. Selanjutnya IL-1 menginduksi vascular endothelial growth factor (VEGF) dan memacu proses angiogenesis endometrium pada saat invasi tropoblast.^2,5,7

            Produksi interleukin-6 oleh sel epitel endometrium dan sel stroma desidua selama implantasi mungkin diatur oleh IL-1α dan IL-1β. Interleukin-6 diproduksi oleh sel epitel dan sel stroma endometrium, dan produksi IL-6 ini meningkat selama fase sekresi oleh IL-1. Estrogen merupakan penekan kuat produksi IL-6 dan penghambatan ini terjadi pada tingkat transkripsi. Tidak adanya reseptor estrogen pada tempat implantasi kemungkinan difasilitasi oleh IL-1 dan IL-6. Berdasarkan pada penelitian terhadap beberapa spesies menunjukkan bahwa IL-6 berperan penting dalam proses implantasi blastosit. Interleukin-6 bersama dengan LIF, CSF-1, sitokin lain dan growth factor mengatur differensiasi tropoblas dan sintesis gonadotropin korionik.⁴

            Interleukin 11 dilaporkan kadarnya tinggi selama fase pertengahan dan fase akhir sekresi pada manusia dan berkurangnya reseptor IL-11 menyebabkan gangguan respon endometrium terhadap implantasi blastosit. Walaupun IL-11 berperan penting dalam proses adhesi dan invasi tropoblast, namun mekanisme kerjanya secara nyata pada mamalia belum jelas.^2,5,7

E.  Glycodelin

            Glycodelin dikenal juga sebagai progesterone dependent endometrial protein (PAEP), plasental protein 14 (PP14), atau Placental α2-macroglobulin. Glycodelin merupakan glikoprotein yang mempunyai aktivitas immunosupresif, mempunyai karakteristik yang hampir sama dengan β3 integrin. Macamnya adalah glycodelin-A, glycodelin –S dan glycodelin-F. Glycodelin-A jumlahnya meningkat pada fase sekresi endometrium dan merupakan glikoprotein yang paling banyak disekresikan oleh endometrium pada fase sekresi dan ekspresinya tergantung progesteron. Glycodelin ini telah dibuktikan terdapat pada pinopodes pada fase reseptiv endometrium dan tidak diketemukan pada fase proliferatif endometrium. Glycodelin juga diketemukan pada fase preovulasi, kemungkinan berperan dalam permulaan fertilization window. Peran glycodelin pada toleransi immun diperkirakan melalui penghambatan lokal aktivitas sel natural killer pada proses implantasi.^2,7

F.   Growth Factor

            Beberapa growth factor,  golongan peptida dari famili  insulin like growth factor (IGF) dan golongan peptida dari famili vascular endothelial growth factor (VEGF) berperan penting dalam reseptivitas endometrium, perkembangan embrio dan implantasi. Pertumbuhan embrio tidak hanya membutuhkan (IGFs) saja tetapi memerlukan juga insulin like growth factor binding protein (IGF-BPs) yang terutama diproduksi oleh sel-sel endometrium.

            Vascular endothelial growth factor (VEGF) memacu angiogenesis dan permeabilitas vaskular. Kadar VEGF tinggi pada saat fase sekresi endometrium pada wanita dan kera. Kerja VEGF ini dihambat pada fase luteal awal dengan pemberian antiprogestin pada hewan coba kera. Terdapat bukti tidak langsung bahwa VEGF berperan dalam pertumbuhan embrio. Interleukin-1 dan chorionic gonadotropin secara lokal meningkatkan sekresi VEGF uterus  ke dalam cairan luminal.^1,2,7

Transforming growth factor beta (TGF-β)

            Transforming growth factor β kadarnya ditemukan tinggi pada stadium preimplantasi endometrium pada tikus dan ekspresinya diperkuat oleh estradiol dan progesteron pada sel stroma endometrium manusia. Walaupun begitu kadar TGFβ pada mammalia pada fase luteal rendah pada saat implantasi. Pemberian anti progestrin seperti meferistone pada fase luteal mengakibatkan penurunan kadar TGFβ, selanjutnya menyebabkan penghambatan maturasi sel dan meningkatkan degenerasi sel epitel in vitro dan menimbulkan  kegagalan implantasi pada penelitian terhadap kera. Hal ini menunjukkan bahwa ”time window” sintesis dan sekresi TGF-β penting. Kadar yang tinggi TGF-β selama reseptivitas mungkin berefek terhadap preparasi endometrium dan TGF-β desidual berperan penting pada saat invasi tropoblast.^2,7

Gambar 5. 

 

(Ghosh & Sengupta, 2004)

           

DAFTAR PUSTAKA

1. Ghosh D. and Sengupta J. Endocrine and paracrine correlates of endometrial receptivity to Blastocyst implantation in the human. Indian J Physiol Pharmacol 2004; 48 (1) : 6–30
2. Elnashar, and Aboul-Enein. Endometrial receptivity. Middle East Fertility Society Journal. 2004; 9(1): 10-24.
3. Song H, Kyuyong H, and Lim H. Progesterone supplementation extends uterine receptivity for blastocyst implantation in mice. Reproduction 2007; 133: 487-93.
4. Schust.D.J, Anderson.D.J, and Hill.D.J. Progesterone-induced immunosuppresion is not mediated through the progesterone reseptor. Human reproduction 1996; 11 (5): 980-5.
5. Norwitz ER MD, Schust DJ, Fisher SJ. Implantation and the Survival of Early Pregnancy. The England Journal of Medicine 2001: 345 :1400-1408.
6. Rendon WAC, Alvares JFC, Martinez CG. Blastocyst-Endometrium Interaction: intertwining a Cytokin Network. Brazilian Journal of Medical and Biological Research 2006: 39:1373-1385.
7. Achache H, Revel A. Endometrial Receptivity Markers, The Journey to Succesful Embryo Implantation. Human Reproductive Update 2006 ;12; 731-746.
8. Salmany MK, Hosseini A, Valojerdi MR. Endometrial Receptivity to Implantation in Human: Biochemical and Molecular Aspect. Review Artikel. Yakhteh Medical Journal 2008: 10; 1-24.
9. Messiano S, Jaffe RB. The Endocrinology of Human Pregnancy and Fetal –Placental Neuroendocrine Development. Endocrinology of Reproduction

Artikel Terkait: