Endokrinologi Siklus Haid

I TS 24 Mei 04

Sesi Bahasan1. Pertumbuhan Folikel: morfologi dan

klassifikasi, seleksi monofolikel dominan, pengendalian axis hipofisis ovarium

2. Teori threshold-window 3. Biosintesa steroid4. Sinyal biomolekul5. Proses Ovulasi

_____

_____

_____

_____

_____

Prepubertal Reproductive Postmenopausal

30 --

20 --

10 --

Neo

nata

l

Pube

rty

Men

opau

se

- 150-- 100- 50

(Adapted fromS.S.C. Yen)

Mlu

/ml

___ LH- - - FSH

Neon

ata ll

Sistem Reproduksi Manusia

I TS 24 Mei 04

Jumlah Folikel Masa Reproduksi

16 minggu : oosit terdeteksi 20-24 minggu : 7 juta stem sel oosit

lenyap Lahir : 1 juta folikel primordial Menarche : 500 ribu folikel primordial 12- 35 tahun : hilang 1.000/bulan Terovulasi : 400 folikel >35 tahun : hilang lebih cepat

I TS 24 Mei 04

Jumlah Folikel dan Umur

primordial: 6-9 th = 494 ribu 40-44 th = 8,2 ribu

berkembang: 6-9 th = 15,2 ribu40-44 th = 6,1 ribu

praovulasi (> 10 mm): rerata 63/2 ovarium.

I TS 24 Mei 04

Sistem Endokrin Reproduksi

Anterior pituitary

InhibinFollistatin Activin Estradiol

Folliculardevelopment

EstradiolProgesterone Female

tissuesCorpus luteum

- -

+

+

+FSH

LH +LH

+ EstProg

-

Ovulation

+

HypothalamusLRF

LRF

. .

. .

.. .

+

I TS 24 Mei 04

Pertumb. Folikel: Klasifikasi

Didasarkan atas:a) tingkat perkembangan diameter

folikel, b) jumlah sel granulosa, dan c) kemungkinan terjadinya atresia

Gougen (1986)

Klasifikasi Folikel

class 1

class 2

class 3

class 4

Gn Regulated Growth Phase

10 days

class 5

1st cycle 2nd cycle 3rd cycleM M M

Preantral

FSH

LH

OvulOvul OvulOvul

Tonic Growth Phase

Follic

ular

dia

met

er (m

m)

-

- 2-5

-

-

- 1-2

-

- 0.5-0.9

- 0.2-0.4

- 0.15

Early antral

25 days20 days

15 days

Folikel Pre-AntralStroma

Theca

Membrana propria

Granulosa

Zona

GV

100 m _

Mitochondrion

Lipit droplet

0

5

10

15

0

600

1200Luteal- Follicular Transition

0

400

800

-8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 1 2 3 4 5 60

40

80

FSH

IU/L

__

P4 nm

ol/L __

Inhibin U/L __

E 2 p

mol

/L

__

Days from Onset of Menses

B

I TS 24 Mei 04

Pertumbuhan Folikel: Inisiasi

Akibat pengaruh FSH, sekelompok folikel, diantara ratusan ribu folikel lainnya, tumbuh ke tingkat berikutnya.

Begitu seleksi folikel telah terjadi, diffrensiasi dan pertumbuhan ke tingkat selanjutnya dipengaruhi oleh mekanisme kontrol dari FSH.

Fungsi FSH: menyelamatkan sebagian kelompok folikel yang mempunyai potensi untuk berkembang, lainnya akan menjadi atretik.

I TS 24 Mei 04

Fenomena Paradoks: Seleksi

kepekaan dan umpan balik negatif E atas FSH menghambat perkembangan folikel lain.

folikel dominan harus mempertahankan responsifitas dan mampu keluar dari konsekuensi tekanan FSH yang dipengaruhi oleh dirinya sendiri, untuk dapat mempercepat produksi estrogen.

folikel dominan memberi keuntungan dengan ditemukannya kadar reseptor FSH>>.

akibatnya, stimulus untuk aromatisasi dapat dipelihara sambil menarik diri atas pengaruh folikel yang kurang berkembang.

<5 mm 10 mm 20 mm

Recruitment

Dominance

FSH dependent

Acquiring LH receptors

Stimulating E2

Lowering FSH threshold

Highly responsive to FSH & LH

I TS 24 Mei 04

Folikel Dominan: Peran FSH

potensi berkembang folikel sama, hanya folikel peka stimulasi Gn mampu berkembang ke stadium berikutnya. Mengapa?

sinyal: FSH >> 10%-30%, disebut “threshold hypothesis”.

induksi: FSH >>> ambang batas untuk pertumbuhan multi folikel dan ovulasi.

setiap folikel mempunyai kepekaan spesifik terhadap gonadotropin dengan tingkat ambang batas yang berbeda

Only those antral follicles which coincide with the early follicular phase rise in FSH can enter the final stages of follicular growth

ovula

tion

ovula

tion

FSH Threshold Hypothesis

Brown 1978

FSHFSH•

FSH: Teori Threshold-Window

window

recruitment

threshold

selection dominance

FSH

leve

lFo

llicl

e si

ze

luteo-follicular transition

“Low -dose”

“High -dose”

Enhance steroidogenesis Progest synthesis

Aromatase activity suppressionInhibition of cell growth

LH Effect-Dose Dependent

• Overes et al. Hum Reprod 1992• Yong et al. J Clin Endocrinol Metab 1992

I TS 24 Mei 04

FSH “threshold theory and LH “Ceiling” theory

Brown NZ J Obstet Gynecol 1978; Hillier Hum Reprod 1994

As each follicle has a “threshold” beyond which it must be stimulated by FSH, it may also have a “ceiling” within which it should be stimulated by LH, unless further normal development be terminated.

Folikel Antral

Stroma

Theca externaBlood vessel

Theca interna

Membrane propria

Granulosa

Zona

Fluid accumulation

I TS 24 Mei 04

Folikel Antral: Androgenik

FSH dan LH: biasanya tidak terdeteksi dalam cairan antral

bila FSH cairan folikel (+), androgen menjadi lebih dominan—androgenik.

bila FSH/LH plasma meningkat, kadar Gn terdeteksi di cairan folikel (fase lanjut)

akibatnya, konsentrasi Est melampaui konsentrasi androgen.

bila kadar LH tidak normal, konsentrasinya dapat ditemukan dalam cairan folikular.

PLASMA MEMBRANEPI3K

Akt

Growth factor

R

?

Ced-9Bcl-2Bcl-xLBcl-wBax

Ced-9Bcl-2Bcl-xLBcl-wBaxM

itoch

ondr

ion dATP

(ATP)

Ced-4Apaf-1

Cytochrome-c

Ced-3Caspase-9

(Mch6)

Death domain

Pro-caspase-8

Caspase-8(FLICE)

FAS

FAS

FAS

Fast

Ced-3Caspase-3

(CPP32) and others

Cytoskeletal (fodrin)and gelsolin cleavageDFF45/iCAD

Signalling molecules(PKC, Akt, 14-3-3)

Homeostatic proteins(DNA-PK, UsnRP)

Nuclear scaffold(lamins)

CAD

APOPTOSIS

DNA damage

?

bax bcl-2

Bad

p53

Nucleus

Genotoxicant(chemotherapy)

ROS

Radiation

I TS 24 Mei 04

ATP

cAMP

R2C2

..AC

RLH

P-450SCC

P-45017

Androstenedione (A)A T

LHRLH

FSHRFSH:

AC

cAMP

R2C2

ATP

cAMP-R

Catalytic

Estradiol (E)

+ ATP

aromatase

RERE*ERE

*

P-450SCCPGS

RLHPXPX

*Base

men

t Mem

bran

e

Thecal Granulosa

Teori “Gonadotropin Dua Sel”

I TS 24 Mei 04

Progesterone (mg) 1 4 25

17-Hydroxyprogesterone (mg) 0.5 4 4

Dehydroepiandrosterone (mg) 7 7 7

Androstenedione (mg) 2.6 4.7 3.4

Testosterone (ug) 144 171 126

Estrone (ug) 50 350 250

Estradiol (ug) 36 380 250

Early Preovu-Sex Steroids Follicular latory Midluteal

PRODUCTION RATE OF SEX STEROIDS IN WOMEN AT DIFFERENT STAGES OF THE

MENSTRUAL CYCLEDaily Production Rate

I TS 24 Mei 04

Terbentuknya Reseptor LH

• FSH membentuk reseptor LH pada granulosa • FSH menghasilkan estrogen dominan • memberikan kondisi yang optimal perkembangan

res-LH. • percepatan produksi estrogen, ekspresi dominan,

dan tindakan terfokus untuk menstimulasi ritme LH (pulsus)

• FSH mempromosikan induksi reseptor LH yang diperlukan untuk merespon steroidogenesis.

Enhanced sensitivity of the maturing follicle for FSH

1 7 14 (days)

follic

le si

zeGrowth factors potentially involved• IGF / IGFBP system• Inhibin / activin system• EGF

Potential intra-ovarian modification of FSH action * follicular phase of the normal menstrual cycle *

1 7 14 (days)

horm

ons l

evel

E2

FSH

I TS 24 Mei 04

Theca: Konsekwensi Hiperemik

memperlancar penghantaran FSH ke folikel yang memiliki jumlah reseptor FSH terbanyak.

memungkinkan folikel dominan untuk mempertahankan responsifitas FSH yang unik, dan

memungkinkan perkembangan folikel pra ovulasi tahap selanjutnya sekalipun terdapat kadar Gn yang lebih rendah dalam plasma.

bagaimana mekanisme proses meningkatnya vaskularisasi di sel theca?

I TS 24 Mei 04

Theca/Stroma: Peran Pemasok/produsen androgen—pengendali folikel Tanpa atresia, folikel akan maju berkembang

terus tidak terkendali Androgenik, tidak kondusif untuk proliferasi

granulosa; akibatnya, perkembangan reseptor FSH, aromatisasi, dan produksi estrogen menjadi terbatas

folikel cenderung menuju ke arah proses atresia Proliferasi stroma utk produksi androgen,

berkaitan dengan kadar LH (ceiling teori)

I TS 24 Mei 04

*Reseptor FSH dan LH FSH: reseptor sel granulosa, pertumbuhan

folikel—oogenesis indirect Rec-mRNA & rec-mLH: oosit, preembrio

mencit* Peran? Proses tahapan meiosis (OMI) Rec-mRNA & rec-mLH: oosit, 2PN, 2 sel,

morula, blastocyst (no 4 sel)** Peran? Proses fisiologis maturasi oosit dan

pertumbuhan lanjut embrio *Patsoula dkk, Reprod ’01; **Fertil Steril, 79,

May, ‘03

Acetate

Mevalonate

Squalene

Lanosterol

Cholesterol

12 10

3 54

98

76

1211 13

14

1716

15

2220 23

2418

19

21

2526

27

A B

C D

HO

Struktur Molekul Cholesterol

Cholesterolside-chain cleavage(P450scc)

3-hydroxy- steroid dehydro-genases

20-hydroxy-steroidDehydro-genase

Cholesterol

20-OH progesterone

Pregnenolone

Progesterone

17-hydroxylase 17, 20-lyase (CYP17)

Aromatase (CYP19)

17-OH pregnenolone

Dehydroepiandrosterone sulfate

Sulfotransferases/ sulfatases

Dehydroepi-androsterone

Androstenedione17-OH progesterone

Testosterone

Dehydrotestosterone

5-reductase

Estrone sulfate

Estradiol sulfate

Estradiol

Estrone

I TS 24 Mei 04

LH-depedent Steroidogenesis

Theca: ekspresi gen utk res-LH, P450scc, 3BetaOH dehydrogenase

IGF-1 + LH: meningkatkan enzim utk transkripsi gen

LH pemasok cholesterol ke mitokondria—tjd internalisasi LDL-cholesterol utk stroidogenesis

I TS 24 Mei 04

Perubahan Endokrin Folikel?

Enzim P-450 family gene: biosintesis steroid td enzima) pemutus ranta cholesterol P-45 CCpregnenolonb) P-450C17 utk progesteronandrogenc) aromatase enzim compleks (P-450A ROM).

DNA Ad4: faktor pengendali transkripsi: P450 steroidogenic gene

I TS 24 Mei 04

Peran Prog: Kontroversi P “sendiri” tidak memberikan umpan balik P, inhibin, dan estradiol memberikan umpan

balik negatif ke hipofisis, mengakibatkan terjadinya penurunan kadar FSH

Kadar Gn rendah ini merupakan suatu mekanisme kontrol untuk menghambat pertumbuhan folikel yang lain sampai terjadinya seleksi dan inisiasi terhadap siklus berikutnya.

I TS 24 Mei 04

Reproductive Messenger prinsip: H+Rkompleks aktivasi steroid, lipid soluble, langsung ke reseptor

intranukleus aktivasi phosporilasi, dan perubahan konformasi berikatan dengan DNA inti sel: acceptor sites, transkripsi, RNA polimerase aktifitas >>, RNA sintesis prot. sintesis (30 min)

hormon protein: harus berikatan dengan resesptor trans membran, yang berfungsi sebagai transduser, diawali dengan ikatan dipermukaan dan memberikan respon metabolik di dalam sel: second messenger system

(3)

Activates cytoplasmickinase cascade

Activates nuclear

TFs RTF

Activates cytoplasmic

TFsActivates

kinase cascade

(2)

CFP

- PK K

Steroid

(1)

LIGAND

LIGAND

P -

LIGAND

(5)

LIGAND(4)

cAMP

PLC-G

G

PLC-PIP2

IP3 DAG

PKC

Activates cytoplasmic kinase cascade

ArachidonateCa2+

AC

Stimulasi Reseptor:aktivasi reseptor dankonsekwensi down-stream

I TS 24 Mei 04

Folikel Ovulasi: Kriteria meliputi:

a) >50% sel granulosa di folikel dengan diameter 4 mm (1 juta sel) dan 12 mm (10 juta sel)

b) oosit kondisi normalc) kadar steroid antrum folikel

dengan kriteria ini: >90% folikel akan menuju “atresia” pada folikel calon dominan: kadar E, P, A calon folikel

ovulasi >> dibanding kontralateral tampak pada diamater 4 mm (hr 4-5)

I TS 24 Mei 04

Peran: Non Steroid peptida bioaktif dan sitokin: menghambat

folikulogenesis apabila lingkungan peptida yang disintesa oleh sel granulosa dan disekresi ke dalam cairan follicular dan saluran vena ovarium menjadi tidak harmonis.

menimbulkan reaksi supresif pada sekresi FSH dari kelenjar pituary dan dapat menurunkan partisipasi dalam kontrol perkembangan follicular ovarium

Folikel Pra-Ovulasi

Follicular antrum

Cumulus

1500 _

1000 _

500 _

0_

Pmol

/L

1200 __

600 __

0 _

A

E2 ---

P4 O---O

_____

100 __

50 __

0 _

IU/L

o

LH ____

FSH O____O

oo oo o o oo o o o oo

oo o o o oo o o oo o o o o

_____

U/L

_____

Inhibin

-12 -8 -4 0 4 8 12Days from LH peak

100

50

0

Nmol/L

__

__

__

__

__

__

__

Day from LH Peak

Pla

sma

prog

este

rone

, ng/

ml

20

10

4

2

1

0.4

0.2

-10 -5 0 5 10 15

LH Peak

I TS 24 Mei 04

LH: Amplitudo & FreqFreq:

Amplitudoawal follic 94 min 6,5

mIU/makhir follic 71 7,2awal luteal 103 14,2akhir luteal 216 7,2

Ovulasi (WHO ’80)14 -2414 -24 10 - 1210 - 12

EE

LHLH

26 jam26 jam

I TS 24 Mei 04

Ovulasi: Definisi terlepasnya oosit dari sebuah folikel yang matang diikuti perubahan sel granulosa-theca menjadi sel

luteal. merupakan fenomena dari 3 kejadian dapat secara

terpisah dan bukan rangkaian tahapan (cascade): a)  perubahan histologi, sitologi, dan biokimia dinding

folikelb)  penipisan apex folikel, memungkinkan pecahnya

folikel, oosit dapat dibebaskan; dan c) kematangan inti, sitoplasma, membran oosit dan

ekspansi sel cumulus.

I TS 24 Mei 04

Mediator: Parakrin-Otokrin

produksi mediator: prostaglandin dan sitokin: interleukin I , interleukin-6, tumor nekrosis faktor , LIF

meningkatkan tekanan osmose dalam folikel yang disebabkan oleh karena masuknya cairan ke dalam rongga folikel sehingga terjadilah peningkatan tekanan hidrostatik

keseimbangan dan kejadian serentak pada fenomena terjadinya ovulasi merupakan refleksi dari sinyal endokrin