WA. 0813-8792-7402 | Deteksi Hormon Fertilitas dengan Teknik ELISA
Sekilas Tentang Fertilitas dan ELISA
Fertilitas dalam ilmu biologi berarti kemampuan untuk menyebabkan kehamilan dan menghasilkan keturunan. Infertilitas adalah ketidakmampuan individu untuk menyebabkan kehamilan secara alami dalam satu tahun percobaan. Istilah subfertilitas juga sering digunakan untuk mendeskripsikan kemungkinan kehamilan terjadi, tetapi membutuhkan waktu lebih lama.
Terdapat sekitar 186 juta orang di dunia mengalami infertilitas yang mayoritas berasal negara berkembang. Di Indonesia, fertilitas penduduk terbilang tinggi dan angka kelahiran menempati peringkat populasi terbanyak keempat setelah Cina, India, dan Amerika Serikat. Tingginya angka kelahiran di negara ini menyebabkan ketidakseimbangan antara laju perekonomian yang lambat dengan laju kelahiran yang tinggi.
Kemajuan sains dan teknologi saat ini telah dirancang dan disesuaikan untuk dapat mengontrol, mendeteksi, bahkan mengeliminasi fertilitas. Dalam perkembangannya, teknologi diagnosis fertilitas menggunakan marker biomolekuler telah dilakukan dan selalu diperbaharui demi mendapatkan diagnosa yang lebih cepat dan akurat. Selain mendeteksi fertilitas, marker biomolekul juga sering digunakan untuk gangguan yang berhubungan gangguan sistem reproduksi.
Berbagai metode identifikasi, kualifikasi, dan kuantifikasi marker biomolekuler telah dikembangkan. Salah satu metode yang sering digunakan yaitu immunoassay. Enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA/EIA) adalah metode immunoassay yang paling digemari oleh peneliti maupun praktisioner klinis. Manfaat menggunakan metode ELISA adalah karena prosedur sederhana, spesifisitas dan sensitivitas tinggi, serta efisiensi waktu dan bahan yang tinggi
Berikut adalah hormon-hormon yang berperan dalam sistem reproduksi manusia:
Anti-Müllerian hormone (AMH)
Anti-Müllerian hormone (AMH) adalah hormon peptida faktor pertumbuhan dari famili peptida faktor transformasi pertumbuhan-β. Peran utama dari hormon ini yaitu diferensiasi seksual pada fase embrio. Pada pria, AMH disekresikan oleh sel Sertoli testis yang menyebabkan regresi duktus Mullerii sebagai prototipe uterus, vagina, dan oviduk pada wanita. Pada wanita, AMH diproduksi dan disekresikan oleh sel granulosa ovarium sekitar 36 minggu masa kehamilan hingga fase menopause. Kadar hormon ini cukup stabil selama siklus menstruasi karena AMH dapat menunjukkan aktivitas ovarium non-siklik.
Hormon AMH memiliki fungsi klinis yaitu, sebagai marker respon ovarium terhadap stimulasi dan marker untuk memprediksi usia saat menopause tiba. Selain itu, hormon ini juga dapat digunakan sebagai marker tumor ovarium folikuloma. Beberapa faktor dapat mempengaruhi kadar AMH serum antara lain, sindrom ovarium polikistik (PCOS), riwayat operasi ovarium, kemoterapi, kontrasepsi oral, obesitas, mutasi BRCA, dan defisiensi vitamin D.
Inhibin A dan Inhibin B
Inhibin adalah hormon glikoprotein heterodimer gonad yang tersusun dari satu subunit α dan dua subunit β (βA atau βB) yang menghasilkan dua isoform yaitu inhibin A dan inhibin B. Kedua hormon tersebut termasuk dalam sub-kelompok dari superfamili faktor pertumbuhan transformasi-beta (TGF-β) yang antagonis dan homolog terhadap aktivin. Inhibin berperan dalam menghambat aktivitas aktivin di hipofisis.
Pada wanita, folikel awal mensekresikan inhibin A, sedangkan folikel antral yang sedang berkembang mensekresikan inhibin B. Aktivitas ekspresi inhibin yang terbatas pada sel granulosa ovarium menjadikan inhibin dapat digunakan sebagai marker untuk tumor sel granulosa (GTC). Selama kehamilan, inhibin A banyak diproduksi oleh syncytiotrophoblast plasenta.
Pada pria, inhibin B diproduksi oleh sel Sertoli testis pada periode prapubertas, sedangkan produksi hormon ini pada pria dewasa belum diketahui secara pasti. Inhibin B berfungsi meregulasi sintesis dan sekresi follicle stimulating hormone (FSH) dalam mekanisme umpan balik negatif.
Luteinizing hormone (LH)
Luteinizing hormone (LH) adalah hormon glikoprotein yang disekresikan sel gonadotrof anterior hipofisis disamping FSH. Jalur mekanisme pensinyalan untuk LH terdiri dari hipotalamus, hipofisis, dan gonad. Dalam jalur ini, pelepasan LH distimulasi oleh gonadotropin-releasing hormone (GnRH) dan dihambat oleh estrogen pada wanita dan testosteron pada pria. Hormon LH dan FSH berasal dari gen yang sama sehingga memiliki sifat yang serupa. Baik LH dan FSH adalah glikoprotein yang terdiri dari subunit α yang sama untuk kedua hormon dan subunit β yang memberi spesifisitas biologis keduannya.
Pada wanita, LH memiliki berfungsi memicu pembentukan hormon steroid (konversi testosteron menjadi estrogen oleh sel granulosa) dan meregulasi siklus menstruasi. Pada pria, LH berfungsi memicu produksi testosteron dari sel Leydig. Pada kedua jenis kelamin, LH berkontribusi pada proses maturasi sel germinal primordial. Selain LH, human chorionic gonadotropin (hCG) juga merupakan hormon penting dalam perkembangan kedua jenis kelamin pada periode gestasi Ibu. Pada masa pubertas, peningkatan sekresi LH terjadi secara perlahan di malam hari pada wanita dan pria.
Follicle-stimulating hormone (FSH)
Follicle-stimulating hormone (FSH) adalah hormon glikoprotein heterodimer yang diproduksi oleh sel gonadotrof hipofisis anterior dan berperan penting dalam regulasi fertilitas. Hormon FSH dilepaskan sebagai respons terhadap hormon pelepas gonadotropin (GnRH) dari hipotalamus. FSH berperan dalam perkembangan dan reproduksi seksual pada pria dan wanita. Transmisi sinyal FSH terjadi setelah hormon berikatan dengan reseptornya (FSHR) yang terletak pada sel Sertoli testis dan sel granulosa ovarium.
Pada wanita, FSH berfungsi meregulasi folikulogenesis, seleksi oosit, dan sintesis hormon steroid seks. Pada pria, hormon ini memediasi perkembangan testis dan spermatogenesis. Secara klinis, FSH dapat digunakan untuk pengobatan infertilitas wanita dengan mekanisme stimulasi ovarium dan hipogonadisme hipogonadotropik pria.
Prolaktin (PRL)
Prolaktin (PRL) adalah protein 23 kDa yang disekresikan oleh sel laktotrof hipofisis anterior secara pulsatil dan basal. Regulasi sekresi prolaktin dilakukan oleh inhibisi dopamin di hipotalamus, autofeedback ultrashort, dan hormon-hormon lain, seperti estrogen dan progesteron. Makroprolaktin merupakan bentuk molekul khusus di mana molekul berukuran besar. Prolaktin jenis ini juga memiliki sifat imunogenik tinggi. Makromolekul prolaktin tersebut terdiri dimer, trimer, polimer,atau kompleks imun prolaktin-imunoglobulin.
Fungsi utama prolaktin yaitu untuk pembentukan laktasi, kandungan makronutrien susu, dan produksi susu. Selain itu, hormon protein ini juga berkontribusi dalam regulasi reproduksi, imunomodulasi, angiogenesis, metabolisme energi, keseimbangan osmotik, perkembangan, respon stres dan depresi. Pada pria, fungsi signifikan dari prolaktin terhadap reproduksi belum diketahui secara pasti, tetapi hormon ini memiliki hubungan dengan infertilitas pada pria. Hiperprolaktinemia adalah kondisi ketika jumlah prolaktin serum melebihi batas ambang atas. Pasien hiperprolaktinemia mungkin tetap asimtomatik atau adanya tanda gejala hipogonadisme dan galaktorea. Hiperprolaktinemia akut diketahui mampu menekan sintesis testosteron dan fertilitas pria melalui hipersekresi kortikoid adrenal atau dengan menghambat sekresi GnRH di hipotalamus.
Human chorionic gonadotropin (hCG)
Human chorionic gonadotropin (hCG) adalah hormon yang banyak diproduksi oleh sel-sel syncytiotrophoblast plasenta selama kehamilan. Hormon hCG merupakan glikoprotein heterodimer yang terdiri dari dua subunit α dan β. Beberapa bentuk yang ditemukan dalam serum dan urin selama kehamilan antara lain, hCG, hCG hiperglikosilasi, subunit beta, dan hCG hipofisis.
Hormon hCG memiliki banyak fungsi antara lain, meningkatkan produksi progesteron korpus luteum, memicu angiogenesis pembuluh darah uterus, memicu fusi sel cytotrophoblast dan diferensiasi menuju sel syncytiotrophoblast, menghambat aktivitas imun ibu terhadap sel-sel plasenta, menyamakan pertumbuhan uterus dengan embrio, menekan kontraksi miometrium selama kehamilan, menyebabkan pertumbuhan dan diferensiasi umbilikus, proses implantasi, menyebabkan hiperemesis gravidarum (mual dan muntah selama kehamilan), dan mendorong pertumbuhan organ janin.
Hormon hCG dapat dijadikan marker untuk kanker trofoblas (mola hidatidosa, koriokarsinoma, dan tumor sel germinal). Selain itu, peningkatan kadar β-hCG dapat dijadikan penanda adanya beberapa anomali, seperti kehamilan ektopik dan heterotopik, keguguran, serta abnormalitas sel germinal, plasenta, atau embrio.
Progesteron
Progesteron adalah hormon steroid endogen (neurosteroid) dan steroid neuroaktif yang biasanya diproduksi oleh korteks adrenal serta gonad. Hormon steroid ini juga disekresikan oleh korpus luteum ovarium pada sepuluh minggu awal kehamilan dan plasenta akhir kehamilan. Di dalam sistem saraf, progesteron diproduksi oleh neuron dan glia sedangkan pada organ lain diproduksi dalam jumlah kecil oleh kelenjar adrenal, sel Leydig testis, jaringan adiposa, dan jaringan lain. Molekul progesteron disintesis dari kolesterol melalui pregnenolone dengan proses yang disebut steroidogenesis.
Fungsi progesteron lebih signifikan pada wanita dibandingkan wanita. Fungsi utama ini adalah pemeliharaan uterus selama kehamilan dan memengaruhi produksi mediator inflamasi, seperti sel-T. Defisiensi hormon steroid ini selama kehamilan sering kali dikaitkan dengan keguguran, kelahiran prematur, peningkatan kontraktilitas miometrium, dan risiko imunologis. Selain itu, defisiensi progesteron selama kehamilan juga berkaitan dengan penurunan fertilitas, peningkatan hiperplasia endometrium, dan risiko neoplasia endometrium. Berbeda dengan defisiensi progesteron, apabila kadar progesteron berlebihan pada sistem tubuh dapat menyebabkan gangguan seperti tumor sel granulosa dan kanker payudara.
Progesteron memiliki efek sistemik dan lokal (reproduktif). Pada tingkat sistemik, molekul progesteron mampu meningkatkan diuresis melalui aktivasi sistem renin-angiotensin, memicu metabolisme katabolik, melemaskan sel otot polos, meningkatkan ekskresi kalsium dan fosfor, meningkatkan suhu basal tubuh, memiliki efek sedatif dan analgesik, meningkatkan memori visual, eek imunosupresif, serta proliferasi dan diferensiasi osteoblas.
Estrogen dan Estradiol (E2)
Estrogen adalah kelompok hormon steroid spesifik yang berperan dalam perkembangan karakteristik seksual wanita. Selain itu, hormon ini juga berperan dalam sistem neuroendokrin, vaskular, kerangka, dan kekebalan baik pria maupun wanita. Terdapat empat jenis estrogen di dalam tubuh, yaitu estrone (E1), estradiol (E2), estriol (E3), dan estetrol (E4). Estradiol (Estradiol-17β atau E2) adalah bentuk hormon estrogen yang paling umum dan disintesis terutama oleh ovarium, tetapi organ dan jaringan lain, seperti adiposa, otak, sel-sel imun, dan tulang juga mampu memproduksi dalam jumlah kecil.
Terdapat banyak fungsi estrogen (estradiol) bagi tubuh, seperti regulasi siklus menstruasi, sistem kardiovaskular, sistem neurologis, sistem kerangka, sistem vaskular, dan masih banyak lagi. Selain fungsi tersebut, estrogen juga memiliki peran protektif terhadap gangguan neurologis, seperti penyakit Alzheimer, penyakit Parkinson, multiple sclerosis, dan stroke serebrovaskular. Peran protektif ini dihasilkan oleh kemampuan antiinflamasi estrogen.
Gambar 1. Konversi kolesterol menjadi hormon steroid reproduktif.
Testosteron
Testosteron adalah hormon steroid yang diproduksi oleh sel Leydig testis melalui proses konversi kolesterol menjadi testosteron. Dua molekul antara penting yang dibutuhkan dalam sintesis testosteron, yaitu dehidroepiandrosteron (DHEA) dan androstenedion. Testosteron, bersama dengan metabolit bioaktifnya, dihidrotestosteron (DHT) dan estradiol (E2), merupakan penentu perkembangan dan pemeliharaan diferensiasi seksual pria dan ciri khas maskulinitas dewasa.
Hormon utama pria ini berperan mengatur diferensiasi seks, menghasilkan karakteristik pria, spermatogenesis, peningkatan libido, dan fertilitas. Testosteron juga terlibat dalam memunculkan karakteristik pria sekunder termasuk pola rambut pria, perubahan vokal dan pendalaman suara, efek anabolik, percepatan pertumbuhan serta pertumbuhan otot rangka (testosteron merangsang sintesis protein). Testosteron juga berkontribusi dalam merangsang eritropoiesis, yaitu proses pembentukan eritrosit. Penurunan testosteron seiring bertambahnya usia cenderung berdampak pada penurunan ukuran testis, penurunan libido, penurunan kepadatan tulang, penurunan massa otot, peningkatan produksi lemak, dan kemungkinan anemia.
Dehidroepiandrosteron (DHEA) dan Dehidroepiandrosteron Sulfat (DHEA-S)
Dehidroepiandrosteron (DHEA) dan metabolit sulfatnya (DHEA-S) adalah dua androgen aktif yang umumnya diproduksi oleh zona retikularis adrenal. Hormon-hormon ini juga di produksi pada gonad dan otak. DHEA adalah prohormon utama dalam biosintesis testosteron dan estrogen. Sekresi DHEA dan metabolitnya sangat bergantung usia dengan kadar maksimum pada inividu usia 20-30 dan minimum pada individu tua.
Dehidroepiandrosteron sulfat (DHEA-S) merupakan metabolit tidak aktif dari DHEA dalam steroidogenesis. Namun terlepas dari fungsi reproduktif, DHEA-S mampu meningkatkan pembentukan superoksida dalam neutrofil manusia yang meningkatkan mekanisme bakterisidal neutrofil. Hormon ini juga memiliki peran penting dalam memelihara tubuh karena aktivitas antioksidan dan kemampuannya untuk membantu menjaga sistem saraf. Selain itu, DHEA-S juga memiliki keterkaitan positif dengan sistem memori.
Rendahnya kadar DHEA-S yang bersirkulasi dapat digunakan sebagai penanda terjadinya peradangan sistemik akut, seperti sepsis dan penyakit autoimun kronis.
Sex hormone binding globulin (SHBG)
Sex hormone binding globulin (SHBG) adalah molekul glikoprotein yang berperan penting dalam mengangkut hormon steroid seks. Molekul ini memiliki afinitas tinggi terhadap hormon steroid seperti testosteron dan estradiol. Sintesis molekul SHGB utama terjadi di hati. Selain di hati, protein ini juga disintesis di hipotalamus dan hipofisis otak. Fungsi SHBG selain transportasi yaitu berperan dalam memediasi transduksi sinyal sehingga memiliki andil dalam perkembangan patofisiologi berbagai sistem.
17-Hidroksiprogesterone (17-OHP)
17-Hidroksiprogesterone (17-OHP) merupakan steroid intermediet dalam jalur biosintetik adrenal dari kolesterol menjadi kortisol. Penurunan 21-hidroksilase dapat menyebabkan peningkatan konsentrasi 17-OHP serum karena molekul ini merupakan substrat enzim tersebut. Kadar 17-OHP serum apat digunakan sebagai uji diagnostik untuk hiperplasia adrenal kongenital (CAH) pada bayi karena defisiensi 21-hidroksilase yang merupakan salah satu kelainan genetik yang paling umum pada manusia.
Berikut daftar lengkap kit ELISA dan marker sistem reproduksi manusia:
Tabel 1. ELISA untuk marker sistem reproduksi
REFERENSI:
Administrator. 2020. ELISA kit untuk Hormon Seks Manusia. PT Indogen Intertama. Jakarta. [link]
Pregnancy Test. Sinobiological. Beijing. [link]
Honour JW. 17-Hydroxyprogesterone in children, adolescents and adults. Annals of Clinical Biochemistry. 2014;51(4):424-440. [link]
Meachem SJ, Nieschlag E, Simoni M. Inhibin B in male reproduction: pathophysiology and clinical relevance. Eur J Endocrinol. 2001 Nov;145(5):561-71. [link]
William W. 2020. Angka kelahiran di Indonesia masih tinggi, mengapa mayoritas laki-laki ogah ikut KB. The Conversation. UNIKA Atma Jaya. [link]
Adrienne Santos-Longhurst. 2019. What to Know About Subfertility and How to Increase the Odds of Conception. Healthline. Medically reviewed by Valinda Riggins Nwadike. [link]
Liverman CT, Blazer DG (Eds.). 2004. Testosterone and Aging: Clinical Research Directions. Institute of Medicine (US) Committee on Assessing the Need for Clinical Trials of Testosterone Replacement Therapy. National Academies Press. Washington (DC). [link]
Betz D, Fane K. 2020 (Updated). Human Chorionic Gonadotropin. In: StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing. Florida. [link]
Thapa S, Bhusal K. 2020 (Updated). Hyperprolactinemia. In: StatPearls [Internet]. Treasure Island. StatPearls Publishing. Florida. [link]
Delgado BJ, Lopez-Ojeda W. 2020 (Updated). Estrogen. In: StatPearls [Internet]. Treasure Island. StatPearls Publishing. Florida. [link]
Valdes A, Bajaj T. 2020 (Updated). Estrogen Therapy. In: StatPearls [Internet]. Treasure Island. StatPearls Publishing. Florida. [link]
Anderson J, Ghaffarian KR. 2020 (Updated). Early Pregnancy Diagnosis. In: StatPearls [Internet]. Treasure Island. StatPearls Publishing. Florida. [link].
Gill-Sharma M. K. 2009. Prolactin and male fertility: the long and short feedback regulation. International journal of endocrinology. 687259. [link]
Cole L. A. 2010. Biological functions of hCG and hCG-related molecules. Reproductive biology and endocrinology : RB&E, 8, 102. [link]
Kumar, P., & Sait, S. F. 2011. Luteinizing hormone and its dilemma in ovulation induction. Journal of human reproductive sciences, 4(1), 2–7. [link]
Cui, J., Shen, Y., & Li, R. 2013. Estrogen synthesis and signaling pathways during aging: from periphery to brain. Trends in molecular medicine, 19(3), 197–209. [link]
Walentowicz, P., Krintus, M., Sadlecki, P., Grabiec, M., Mankowska-Cyl, A., Sokup, A., & Walentowicz-Sadlecka, M. 2014. Serum inhibin A and inhibin B levels in epithelial ovarian cancer patients. PloS one, 9(3), e90575. [link]
Regidor P. A. 2014. Progesterone in Peri- and Postmenopause: A Review. Geburtshilfe und Frauenheilkunde, 74(11), 995–1002. [link]
George, J. W., Dille, E. A., & Heckert, L. L. (2011). Current concepts of follicle-stimulating hormone receptor gene regulation. Biology of reproduction, 84(1), 7–17. [link]
Torner L. (2016). Actions of Prolactin in the Brain: From Physiological Adaptations to Stress and Neurogenesis to Psychopathology. Frontiers in endocrinology, 7, 25. [link]
de Menezes, K. J., Peixoto, C., Nardi, A. E., Carta, M. G., Machado, S., & Veras, A. B. 2016. Dehydroepiandrosterone, Its Sulfate and Cognitive Functions. Clinical practice and epidemiology in mental health : CP & EMH, 12, 24–37. [link]
Li, H., Pham, T., McWhinney, B. C., Ungerer, J. P., Pretorius, C. J., Richard, D. J., Mortimer, R. H., d'Emden, M. C., & Richard, K. 2016 Sex Hormone Binding Globulin Modifies Testosterone Action and Metabolism in Prostate Cancer Cells. International journal of endocrinology, 2016, 6437585. [link]
Tyagi, V., Scordo, M., Yoon, R. S., Liporace, F. A., & Greene, L. W. 2017. Revisiting the role of testosterone: Are we missing something?. Reviews in urology, 19(1), 16–24. [link]
KruszyÅ„ska, A., & SÅ‚owiÅ„ska-Srzednicka, J. 2017. Anti-Müllerian hormone (AMH) as a good predictor of time of menopause. Przeglad menopauzalny = Menopause review, 16(2), 47–50. [link]
Hamilton, K. J., Hewitt, S. C., Arao, Y., & Korach, K. S. 2017. Estrogen Hormone Biology. Current topics in developmental biology, 125, 109–146. [link]
Henderson V. W. (2018). Progesterone and human cognition. Climacteric : the journal of the International Menopause Society, 21(4), 333–340. [link]
Casarini, L., & Crépieux, P. (2019). Molecular Mechanisms of Action of FSH. Frontiers in endocrinology, 10, 305. [link]
M. Vander Borght, C. Wyns. 2018. Fertility and infertility: definition and epidemiology. Clin Biochem, 62. pp. 2-10. [link]
0 Komentar