Luteaalfaasi puudulikkuse diagnoosimiseks on klassikaliselt kasutatud kolm meetodit:

• basaaltemperatuuri mõõtmine,
• progesterooni taseme määramine ning
• endomeetriumi küpsuse hindamine biopsiamaterjalis luteaalfaasi keskel tsükli 21.-23 päeval.

Luteaalfaasi puudulikkuse korral ületab vahe endomeetriumi tsükli ja mentruaaltsükli päevade vahel 2 päeva. Endomeetriumis toimuvate muutuste järgi tsükli päeva hindamiskriteeriumid on väljatöötatud 1950a (Noyes et al. 1950) ning parandatud 1975a (Noyes et al. 1975). Vaatamata standardkriteeriumitele esineb lahknevusi erinevate histoloogide poolt määratud endomeetriumi küpsuse vahel, mis oluliselt vähendab uuringu kasutatavust kliinilises praktikas. Mitmetes töödes on leitud, et histoloogiliselt määratud endomeetriumi tsükli päev ei korreleeru progesterooni tasemega vereseerumis (Murray et al. 2004). Korduva raseduse katkemisega patsientidel on leitud endomeetriumi luteaalfaasi puudulikkust 23-60% juhtudel, viljakatel naistel 31% (Petrozza ja Berin, 2010). Seega ei suudeta endomeetriumi biopsia alusel eristada muutusi, mis on iseloomulikud patsientidele ja mis viljakatele naistele. On leitud ka, et ligikaudu pooltel juhudel, kui esineb endomeetriumi luteaalfaasi defekt, on seerumi progesterooni tase normis (Petrozza ja Berin, 2010). Sellistel juhtudel on ei ole tegemist kollaskeha hormooni vähesuse, vaid endomeetriumi puuduliku reaktsiooniga.

Viimastel aastatel on endomeetriumi retseptiivsuse hindamiseks kasutusele võetud molekulaarsed meetodid, mis võimaldavad täpsustada endomeetriumis toimuvaid muutusi erinevate valkude ja mRNA tasemel (Ponnampalam et al. 2004, Horcajadas et al. 2007). Endomeetriumi kohta teostatud geeni ja eksprerssiooni uuringute kohta leiab informatsiooni andmebaasist: http://www.endometrialdatabase.com

Progesteroon, HCG ja mitmed teised hormoonid toimivad lisaks endomeetriumile ka emaka verevarustusele. Emakaarterit vooderdavas endoteelis ja silelihaskoes paiknevad LH/HCG ja progesterooni retseptorid, mille vahendusel toimub silelihaste lõõgastumine, veresoone laienemine ja verevarustuse paranemine emakaarteris ning selle harudes (Toth et al.2001). Mitmetes uuringutes on näidatud korduva raseduse katkemise seost resistentsuse tõusuga emakaarteris, mis võib häirida embrüo implantatsiooni ja angiogeneesi (Nakatsuka et al. 2003, Steer et al. 1994, Habara et al. 2002).

Hormonaalsed muutused viljastumise ja implantatsiooni järgselt põhjustavad endomeetriumi detsidualiseerumist. Emaka limaskesta rakkudest moodustavad enamuse suured granulaarsed lümfotsüüdid (LGL) ja makrofaagis, vähemal määral on olemas T ja B-lümfotsüüte. LGL on endomeetriumispetsiifilised rakud, mis sarnaselt naturaalkilleritele omavad rakumarkerit CD56. Samas ei ekspresseeri need rakud teisi tüüpilisi NK rakumarkereid CD16 ja CD3. Emakaspetsiifilised NK rakud (uNK) on äärmiselt olulised immuuntolerantsi kujunemisele ema- ja loote vahel ning tagab trofoblasti piisava invasiooni emakasse. Progesteroon soodustab ka T-helper 0 rakkude diferentseerumist nn "kaitsvaid" tsütokiine tootvateks T-helper2 rakkudeks.