Penelitian menunjukkan dalam keadaan kehamilan abnormal seperti ; preeklamsia, persalinan prematur dan pertumbuhan janin terhambat (IUGR); ternyata produksi NO menurun dan rangsangan pembentukan NO mempunyai pengaruh yang baik terhadap keadaan diatas.
Untuk meningkatkan produksi NO dapat dilakukan dengan meningkatkan precursor, meningkatkan kerja enzym NOS (Nitric Oxide Synthase) atau memberikan obat-obatan yang mengandung NO pada jaringan, seperti Glyceryl Trinitrate.
Dalam pembuluh darah (vaskulatur) NO menyebabkan vasodilatasi, menghambat agregasi platelet, mencegah adhesi neutrophil dan platelet pada sel endotil, menghambat proliferasi serta migrasi sel otot polos, mengatur apoptosis dan mempertahankan fungsi barier sel endotil.
NO yang diproduksi oleh sel-sel syaraf (neuron) bertindak sebagai neuro-transmitter, sedangkan yang dihasilkan oleh macrophage akibat invasi microbakteri bertindak sebagai antimikroba. Karena neuron, pembuluh darah dan sel dari immune sistim adalah bagian integral dari organ reproduksi maka diduga NO berperan penting dalam regulasi proses biologi dan fisiologi alat reproduksi. Dalam tulisan dibawah ini disampaikan peran NO dalam berbagai organ reproduksi dalam keadaan fisiologis dan patologis.
SEJARAH
Pada tahun 1916, Mitchell dkk menengarai adanya produksi NO oleh mammalia. Tannenbaun (1928), menemukan adanya NO pada mammalia. Furchgott dan Zawadski (1980) menemukan adanya EDRF ( Endothelium Derived Relaxing Factor ) dalam endothelium. Palmer (1987) menyatakan bahwa EDRF adalah NO. Feelish (1987) mengemukakan bahwa nitrat mengalami degradasi menjadi NO. Palmer (1988) menemukan bahwa NO diproduksi dari L-Arginine. Pada tahun 1992 ditemukan adanya “inducible” ( by cytokines) “Nitric Oxide Synthase” dan NO di nobatkan sebagai “Molecule of The Year” oleh editor majalah “Science”. Bahkan saat ini disebut sebagai “Molecule of the Future””
SINTESA NITRIC OXIDA.
NO disintesa dari L-Arginine, dengan pengaruh enzym NO Synthase (NOS). Terdapat tiga bentuk isoform NOS yaitu : Brain NOS ( bNOS ) atau neuronal NOS (nNOS atau NOS1) ; endothelial NOS (eNOS atau NOS3) atau disebut constitutive NOS (cNOS) yang bertanggung jawab terhadap produksi NO basal dan untuk aktifasi memerlukan calcium / calmodulin ( Griffith, 1995 ). Karena aktifitas NOS tergantung adanya substrat dan cofactor NaDPH, flavine mononucleotide (FMN), flavine arginine dinucleotide (FAD), THB, adanya cofactor menentukan kecepatan NO synthesis, maka semua aktifitas metabolisme yang menghasilkan atau menghambat cofactor dalam keadaan fisiologis maupun patologis akan menentukan produksi NO, misalnya glucose yang merangsang pembentukan NaDPH melalui pentose phosphate pathway, merangsang konversi dari L-arginine menjadi L-citruline. Aktifitas NOS dapat dihambat dengan menghambat flavoprotein dan haem. NO sendiri dapat mengatur aktifitas dirinya dengan adanya “feed back inhibition”. Pada sel-sel yang mengandung L-arginine sedikit, pembentukan super oxyde meningkat, sedangkan adanya L-arginine menurunkan produksi super oxyde.
Super oxyde ( •O2¯ ) yang terbentuk dari L-arginine dalam konsentrasi rendah bereaksi dengan NO, menghasilkan peningkatan peroxynitrite ( 0 NOO¯ ) dan keadaan ini dapat dihambat oleh penghambat NOS yang spesifik seperti N-nitro L-arginine methylester ( L-NAME ).
Pentingnya NO sebagai regulator homeostasis vaskuler menunjukkan bahwa gangguan biosintesa dan aktifitas NO akan menyebabkan keadaan patologis dari vaskuler. Terdapat 3 (tiga) skenario :
1.Defisiensi NO
Pembentukan NO yang menurun pada sistim vaskuler terlihat pada proses atherosclerosis, hipertensi, esensiil dan diabetes. Kelainan ini berciri khas dengan adanya kerusakan endotil, penimbunan lemak teroksidasi, phagosit dan aktivasi platelet yang berakibat proliferasi otot polos vaskuler serta komplikasi iskemik dan trombotik. Selain modulasi fungsi platelet, NO menghambat adhesi leukosit, mitogenesis dan proliferasi sel otot polos, berkurangnya mitogen dari pletelet.
2.Produksi Yang Berlebihan dari NO
Interaksi antara bacteria dan produc cytotoxic ( endo dan exotoxin), cytokine (hormon leucocyt yang terbentuk selama keradangan) akan menghasilkan i.NOS. I.NOS akan menyebabkan produksi yang berlebihan dan dalam jangka waktu lama, keadaan ini diperkirakan penyebab dari hipotensi, kardiovaskuler kolap,kerusakan,collaps, serta kerusakan jaringan dan sel pada “septic shock”. Akibat lain adalah stimulasi yang lama dari “Soluble Gyanylate Cyclase” dan inhibisi enzym vital untuk sel respirasi dan pembelahan. Keadaan-keadaan diatas menyebabkan glomerular thrombosis.
3.Pembentukan Peroxynitrite
NO bereaksi dengan superoxide anion ( •O2¯) menghasilkan radikal, terbentuk peroxynitrite (ON00¯) suatu oxida yang poten. Saat ini ditemukan bahwa ON00¯ menyebabkan agregasi platelet pada manusia. Aksi agregasi ini dapat dihambat oleh thiol grup sebagai akibat reaksi S–Nitroso thiol’s dengan NO. Akibat yang disebabkan aksi ON00¯ tergantung dimana radikal ini terbentuk.
Transpor Nitrik Oksida
Mula-mula diperkirakan dalam menjangkau target intrasel NO melakukan diffusi secara bebas melalui membran sel, tetapi karena “half-life” yang pendek ( < 30 detik) dan reaktifitasnya yang tinggi dengan •O2¯, haern dari non – haern – iron, konsep difusi bebas ditolak. S-nitrosyl compound adalah produk ikatan reaksi NO dengan thiol ( ¯SH ) yang secara biologis aktif tetapi stabil. Mula-mula pengaruh NO terhadap proses biologis melalui aktifasi guanilate cyclose dan guanosine 3¹ 5 cyclic monophosphate. Pembentukan cGMP akan menyebabkan relaksasi, menghambat pembentukan sel otot polos dan mencegah agregasi platelet serta melekatnya neutrofil pada endotil. Ternyata hasil penelitian menunjukkan NO dapat merangsang efek biologis tidak melalui cGMP pathway. NO dapat berikatan dengan thiol ( ¯SH ) group dari glyceraldehyda –3- phosphate dehydrogenese ( GADPH ), dan melalui mekanisme ini diperkirakan NO menurunkan aktifitas glycolytic yang berhubungan dengan “myocardial stunning”, reperfusion injury dan neurotoxisitas dan menghambat respirasi mitochondria. Mekanisme yang lain termasuk S-nitrosylasi dari thiols, pembentukan nitrotyrosine, NO berikatan dengan cluster iron-sulphur. Dapat pula NO bersifat sebagai scavenger radikal bebas dan menetralisir •O2¯, sehingga mencegah toxisitas sel. Dalam kondisi tertentu, reaksi NO dengan •O2¯, dapat menghasilkan peroxynitrate ( 0 NOO¯ ).
NO Sebagai Regulator Sistim Reproduksi Wanita
NO merupakan produk dari berbagai sel dalam organ yang berbeda, termasuk sel otot polos, sel mesangial, neuron, platelet, hepatocyte, macrophage, fibroblast dan sel epitel. NO mengatur tonus sel otot polos, agregasi dan adhesi platelet, pertumbuhan sel, apoptosis, neurotransmisi dan reaksi immunologis terhadap infeksi dan trauma. Hal ini menunjukkan betapa penting peran NO dalam berbagai proses physiologis, pathophysiologis sistim reproduksi.
Ovarium
Peran NO dalam mengatur fungsi ovarium terlihat dari peningkatan produksi NO saat folliculogenesis dan ovulasi, demikian pula peningkatan kadar oestrogen. Konsentrasi NO dalam sirkulasi yang meningkat pada folliculogenesis terlihat pada wanita yang mengalami fertilisasi invitro yang diberi terapi dengan GnRH, HMG dan HCG, yang mengakibatkan hormon FSH, LH, Progesteron terlibat dalam pengaturan produksi NO dan folliculogenesis. Bahwa NO berperan pada proses ovulasi terbukti pada percobaan binatang ( tikus ), dimana pemberian NOS inhibitor intra peritoneal atau melalui bursa ovarii, menghambat ovulasi. Yang masih tidak jelas adalah peran ini dilakukan oleh eNOS, nNOS atau iNOS. Hasil penelitian terkini menunjukkan bahwa eNOS dan iNOS terlihat dalam proses ovulasi, secara simultan. Karena sel theca, sel luteogranulosa dan sel pada corpus lutheum terlibat dalam steroidogenesis, jelas NO terlihat dalam proses regulasi sintesa steroid. Dari hasil-hasil penelitian menunjukkan bahwa produksi NO baik oleh sel ovarium maupun endotil pembuluh darah memegang peran penting dalam physiologis dan biologi folliculo genesis dan ovulasi. Implikasi klinik penemuan ini belum jelas, masih diperlukan penelitian lebih lanjut tentang keadaan patologis disfungsi ovarium berhubungan dengan berkurangnya vaskuler dan NO synthesis intra ovarium dan apakah defek ini dapat diperbaiki dengan pemberian NO. Disfungsi ovarium karena gangguan vasooklusi kemungkinan dapat diberikan terapi NO donor atau secara tidak langsung pemberian IL-1.
Tuba Fallopii
Dalam tuba fallopii NO menyebabkan kontraksi tuba baik pada binatang maupun manusia. Dalam tuba terdapat iNOS dan eNOS yang distribusinya merata dalam isthmus, fimbriae maupun ampula. Produksi NO basal memfasilitasi mobilitas sperma dan melindungi ovum serta sperma dari kerusakan radikal bebas, NO juga mengatur denyut rambut-rambut getar epitel sel.
Berbeda dengan keadaan physiologis, pada keadaan patologis ( seperti infeksi, endometriosis ), synthesa NO meningkat yang menyebabkan gangguan fertilitas melalui efek toxis pada spermatosit dan oosit, karena NO mempengaruhi denyut rambut getar dengan sendirinya mempengaruhi transport embrio dan menyebabkan abortus.
Uterus
Uterus mengalami perubahan struktur saat proses menstruasi dan saat kehamilan, karena NO mengatur kontraksi sel otot polos dan kontraksi spontan serta distensi uterus selama hamil, peran NO dalam regulasi patofisiologi maupun biologi sangat menarik perhatian.
Syaraf dan vaskularisasi uterus menunjukkan aktifitas NOS yang mengatur kontraksi. Selain dalam syaraf dan pembuluh darah NOS terdapat pula dalam glandula dan epitel, sel stroma endometrium, sel otot polos miometrium, sel mast, hal ini menunjukkan bahwa NO mempunyai peran lokal pada fungsi uterus.
Ekspresi eNOS dan iNOS meningkat waktu hamil dan menurun saat persalinan. Selama kehamilan efek relaksasi dari NO meningkat dibandingkan waktu kehamilan aterm dan saat persalinan prematur. Dari hasil pengamatan ternyata : 1). Nitroglycerine merelaksasi uterus. 2). Nitroglycerine menghambat persalinan prematur. 3). Amyl nitrate menghambat kontraksi uterus karena induksi. 4). NO donor menghambat kontraksi uterus, kesemuanya ini menunjukkan bukti bahwa secara berbeda NO mengatur kontraksi uterus selama kehamilan dan persalinan.
Bansal dkk (1977) menemukan pada manusia expresi aktifitas miometrial iNOS tertinggi waktu preterm dan menurun 75% waktu inpartu. Penemuan ini menunjukkan pentingnya peran NO pada kehamilan dan persalinan.
Peran cytokine sangat penting pada kehamilan. Cytokine seperti IL-1 dan TNF meningkatkan expresi iNOS dan merangsang synthesa NO, sedangkan IL-4, IL-10 dan TGF menghambat aktifitas iNOS. Peningkatan aktifitas iNOS selama kehamilan disebabkan cytokine dan penurunan terutama disebabkan “inhibitory cytokine”.
Hormon ovarium juga merangsang iNOS dalam uterus dan ikut mengatur fungsi uterus. Peran eNOS dalam sel stroma dan endometrium tak jelas, mungkin pembentukan NO kedalam lumen memfasilitasi proses seperti menstruasi, implantasi melalui synthesa prostaglandin. NO yang diproduksi eNOS dapat bekerja sebagai alternatif inhibitor agregasi platelet melalui aktifasi pembentukan guanylyl cyclase melalui katalisis cyclo-oxigenase. Synthesa NO lokal dalam uterus penting dalam mengatur aktifitas miometrium seperti kontraksi uterus.
Cervix dan Vagina
Buhimsche dkk (1996), mendapatkan dalam cervix tikus terdapat iNOS, nNOS dan eNOS. Expresi iNOS meningkat pada cervix dan menurun pada uterus selama persalinan dan persalinan premature. nNOS pada cervix meningkat waktu persalinan, eNOS tidak berubah selama kehamilan dan persalinan. Keadaan ini menunjukkan bahwa aktifitas NOS di uterus dan cervix diatur berbeda selama persalinan dan menyangkut remodeling jaringan ikat selama pembukaan cervix. Dengan pemberian L-NAME durasi persalinan diperpanjang. Penemuan ini berkaitan dengan peran macam-macam isoform dari NOS dalam mengaturnya. Faktor mana yang mengatur induksi dari iNOS mempunyai implikasi terapi. Pemberian zat yang dapat merangsang iNOS secara selektif akan merangsang pembukaan cervix dan persalinan.
Cytokine dan factor matrix dikenal merangsang aktifitas iNOS, sedangkan NO memodulasi enzym jaringan ikat seperti matrix metalloproteasis. Perubahan hormon dan reseptor terjadi selama kehamilan dan persalinan yang dapat mengatur aktifitas iNOS. Ali dkk (1997), mengemukakan bahwa perubahan aktifitas cervical NOS dan uterus tergantung pada progesteron. Aktifitas eNOS dijumpai pada epitel vagina dan sel otot polos.
Placenta dan Pre-eklamsia
NO yang dihasilkan sel-sel dari uterus sangat penting pada kehamilan dan persalinan, sedangkan vaskuler NO ditengarai penting pada keadaan patologis seperti pre-eklamsia, lebih-lebih vaskuler placenta memegang peranan penting dalam patofisiologis pre-eklamsia. Dalam placenta terdapat iNOS dan eNOS. Bukti secara tidak langsung tentang peran NO pada pre-eklamsia berdasarkan penelitian.
Buschimsi (1995), yang menunjukkan bahwa pemberian L-NAME (berkompetisi dengan L-Arginine dan menghambat synthesa NO) pada tikus hamil menyebabkan kondisi semacam pre-eklamsi. Pemberian L-Arginine pada tikus yang diberi infus L-NAME menurunkan tekanan darah dan memperbaiki penurunan berat badan yang terjadi dengan pemberian L-NAME saja. Keadaan ini menunjukkan bahwa inhibisi NO menyebabkan kondisi seperti pre-eklamsia.
Yalampalli (1996) menunjukkan bahwa calcitonin-gene-related peptide menurunkan mortalitas fetus dan menurunkan tensi pada “L-NAME induced pre-eclampsia like-condition”. Penemuan ini mengarahkan bahwa vasokonstriksi disebabkan penurunan NO synthesis dalam vaskulatur dapat menyebabkan pre-eklamsia dan zat yang merangsang vasodilatasi melalui pembentukan NO bermanfaat untuk mencegah terjadinya pre-eklamsia.
Myatt dkk (1977) menunjukkan adanya expresi eNOS, dengan demikian NO synthesis meningkat pada feto-plasental vaskulatur diperoleh dari penderita pre-eklamsia dengan atau tanpa IUGR. Hal ini menunjukkan bahwa peningkatan eNOS pada feto-plasental vaskulatur pada penderita pre-eklamsia merupakan respon adaptasi terhadap peningkatan hambatan, perfusi yang rendah dan hypoxia. Dengan keadaan diatas bagaimana kita dapat menerangkan peran synthesa NO pada pre-eklamsia.
Efek NO pada pertumbuhan sel otot polos mempunyai kontribusi dalam proses remodeling berhubungan dengan gangguan vaso-occlusive yang terdapat pada feto plasental microsirkulasi. Karena NO mengatur pertumbuhan sel otot polos secara berbeda yaitu : menghambat juga merangsang pertumbuhan, efek pengaturan NO pada feto-plasental micro vaskulair sel otot polos mungkin penting dan perlu diteliti.
Penurunan synthesa NO dalam vaskulatur merupakan konsekuensi kerusakan atau disfungsi endothelium, penurunan substrat L-Arginine atau peningkatan Asymetrical Dimethyl Arginine (ADMA) pada pre-eklamsia (Fickling, 1993). Terdapat kemungkinan bahwa substitusi L-Arginine meningkatkan synthesa NO dengan memperbaiki fungsi endotil yang juga berkompetisi dengan ADMA (suatu endogenos NO inhibitor).
Penelitian yang akan datang harus bertujuan untuk mengevaluasi apakah pemberian L-Arginine dapat mencegah terjadinya pre-eklamsia. Juga perlu di tunjukkan apakah kekurangan synthesa NO saja atau vasodilatator lain seperti adenosine, prostaglandin juga dapat menyebabkan kondisi seperti pre-eklamsia.
Dari sudut pandang terapi, zat yang dapat merangsang vasodilatasi atau melawan vasokonstriksi serta mencegah disfungsi endotil mungkin berguna untuk terapi penderita pre-eklamsia. Dalam hubungan ini endothelin antagonist, adenosine agonist dan hormon vasodilator (oestrogen, progesterone) berguna dan perlu diteliti. Karena umumnya vasokonstriktor merangsang dan vasodilator menghambat pertumbuhan sel otot polos, peran NO dalam mengatur nitrogen / sel otot polos pada microvasculer feto-plasental yang menyebabkan rangsangan vasokonstriktor perlu diselidiki.
