Embriologia sistema urigenital I
Propaganda
Biologia de Desenvolvimento do Corpo Humano Sistema urogenital Klaus Hartfelder Dept. Biologia Celular e Molecular e Bioagentes Patogênicos Prédio Central, Sala 21 E-mail: [email protected] Fone: 3315-3063 Biologia de Desenvolvimento do Corpo Humano Sistema urogenital – I. sistema renal Bibliografia: Moore K.L. & Persaud T.V.N. - Embriologia Clínica, 9a edição (2013), Elsevier, Rio de Janeiro Schoenwolf et al. - Larsen – Embriologia Humana, 4a edição (2010), Elsevier, Rio de Janeiro Gilbert S.L. – Developmental Biology, 10a edição (2012), Sinauer Bridgewater D & Rosenblum ND (2009) Stimulatory and inhibitory signaling molecules that regulate renal branching morphogenesis. Pediatric Nephrology 24: 1611-1619 Michos O (2009) Kidney development: from ureteric bud formation to branching morphogenesis. Current Opinion in Genetics & Development 19: 484-490 http://www.med.unc.edu/embryo_images/ origem embrionário do sistema urogenital: p a o mesoderma intermediário ao longo do eixo AP (região cervical até sacral) desenvolvimento do ducto mesonéfrico, embrião 25 dias o mesoderma paraxial é essencial para indução nefrogênico do mesoderma intermediário Lim1 expression in 8-day mouse embryo expressão do marcador Lim1 Gilbert SF (2012) região nefrogênica: coexpressão de Lim1, Pax2 e Pax8 essencial para competência do mesoderma intermediária e formação de tecido néfrico sistema mesonéfrica aorta dorsal nefrótomo mesonéfrico ducto mesonéfrico (Wolff) as três etapas da formação do sistema urogenital: I. pronefro origem dos túbulos pronéfricos e do ducto pronéfrico no mesoderma intermediária da região cervical nefrótomos do pronéfro: conexão com celoma (“glomérulo” externo) posição filogenéticamente antiga – filtração do liquido celomático sistema pronéfrico degenera logo após formação: função é indução do sistema mesonéfrico as três etapas da formação do sistema urogenital: II. mesonefro mesonefro: ducto pronéfrico induz sistema mesonéfrico ducto mesonéfrico é continuação do ducto pronéfrico túbulos mesonéfricos formam sistema glomerular (glomérulos internos) sobre vasos oriundos da aorta dorsal e das veias cardeais posterior e subcardeal ultrafiltração através de endotélio ducto de Wolff (ducto mesonéfrico) é canal excretor o sistema mesonéfrico / relação com gônada e orígem do sistema metanéfrico túbulos mesonéfricos são sistema excretor (filtração) funcional na fase embrionária túbulos mesonéfricos conectam com gônada no sexo masculino a partir do ducto mesonéfrico surge o broto uretérico na região metanéfrica ducto mesonéfrico na região metanéfrica as três etapas da formação do sistema urogenital: III. metanefro broto uretérico invade massa mesodérmica metanéfrica, que e induz processo de ramificação as três etapas da formação do sistema urogenital marcação dos ductos por ICC contra citoqueratina renal) prónefro mesonefro metanefro cervical transiente induz formação do ducto mesonéfrico (Wolff) nefro de peixes e larvas de anfíbios 4-10a semana ~ 40 glomérulos funcionais ativ. excretora até 10a semana degeneração cranial-caudal (no sexo masculino persistem 5-12 tubulos mesonéfricos) fusão do ducto mesonéfrico (ureter) com futura bexiga a partir de broto uretérico em interação com mesênquima (blastema) metanéfrica ramificação e formação de glomerulo funcional a partir da 10a-15a semana ascendência dos rins Gilbert SF (2012) diferenciação dos rins formação do broto uretérico, invasão do blastema e formação de túbulos metanéfricos Gilbert SF (2012) desenvolvimento do metanefro sistema modelo para interações recíprocas A. Encontro mesoderma metanéfrico com broto uretérico 1) especificação posicional do mesênquima metanéfrica: Hox11 e WT1 (tumor de Wilms) 2) mesenquima metanéfrica induz formação do broto uretérico (secreção GDNF) 3) contato do broto uretérico impede apoptose no mesenquima metanéfrico (secreção de FGF2 e BMP7) Hox11 = homeobox gene 11 WT1 = Wilms tumor gene 1 (Wilms tumor: nefroblastoma, prevalente em crianças) GDNF = glial cell line-derived neurotrophic factor FGF2 = fibroblast growth factor 2 BMP7 = bone morphogenetic protein 7 morfogênese por ramificação (branching morphogenesis) Moore & Persaud, 2013 concentração local de GDNF e receptores de GDNF (Ret tirosina quinase receptor) direciona brotamento e ramificação do broto uretérico B. Condensação local de mesênquima metanéfrico sobre o broto uretérico Pax2 = paired box gene 2 Wnt6 = wingless and int gene 6 1) mesênquima condensada expressa Pax2 2) proliferação celular na condensação pré-tubular 3) Wnt6, Wnt9b e FGFs do broto uretérico induzem síntese de E-caderina e formação de lamina basal na mesênquima (transição mesenquimaepitelial) gônada Gilbert SF (2012) C. Transformação do blastema mesenquimal condensado em nefro 1) mesênquima secreta Wnt4 e expressa Lim1; policistinas, facilitam transformação em túbulo 2) fusão do túbulo de origem mesenquimal com broto uretérico 3) extensão do túbulo por secreção de FGF7 das células apicais 4) interação com arteríolos e formação da cápsula de Bowman D. Ramificação do broto uretérico princípio é inibição de crescimento apical por deslocamento lateral de estímulos 1) células da margem lateral do capuz mesênquimal condensado expressam Foxb2 e secretam GDNF 2) células da margem lateral do capuz mesênquimal condensado convertem vitamina A em ácido retinóico que estabiliza localmente o receptor Ret do GNDF Foxb2 = forkhead-like gene b2 3) células da margem lateral do capuz mesênquimal condensada secretam FGF7 que promove ramificação da árvore do broto uretérico A ramificação do broto uretérico dentro do mesoderma metanéfrica envolve um complexo balanço de vias de sinalização estimulatórios e inibitórios problemas nestas vias de sinalização podem causar: agenese, hipoplasia ou hipo-displasia renal, rins multicísticos e/ou rins múltiplos 1) séries de 4 ramificações/broto - coalescem: 4 cálices maiores as ramificações do broto uretérico são reorganizadas em lóbulos maiores alinhamento (coalescência) dos túbulos e direcionamento cortical-medular dos glomérulos, alças de Henle e ductos coletores organização em papilas renais arquitetura funcional dos rins é estabelecido a partir da 10ª semana pelve renal: ponto inicial do contato entre broto uretérico e mesênquima metanéfrica 2) próximos 4 ramificações/broto - coalescem: cálices menores Larsen (2010) suprarenal posição inicial (6ª semana) do metanefro em relação ao ducto mesonéfrico e seio urogenital ureter ducto de Wolff fusão do ducto uretérico com seio urogenital – sexo masculino inserção do ducto mesonéfrico (ducto de Wolff + broto uretérico) na parede posterior do seio urogenital induz extrofia e crescimento diferencial da futura bexiga, separando ureter (entra na bexiga) do ducto de Wolff (inserido na ponta apical da uretra pélvica Gilbert SF (2006) fusão do ducto uretérico com seio urogenital – sexo masculino extrofia do seio urogenital (derivado do endoderma / intestino posterior) “deslizamento” da parte do ducto mesonéfrico (vaso deferente) na parede do seio urogenital gera estrutura do trígono na parede da bexiga (histologicamente visível) recobrimento da bexiga por musculatura lisa do mesoderma e formação do esfincter; vaso deferente termina em posição posterior ao esfincter crescimento diferencial da parede do seio urogenital: separação e reposicionamento do ureter e do ducto de Wolff ascensão dos rins da posição sacral para lombar ocorre entre 6a e 9a semana (em paralelo com a ramificação interna do metanefro) envolve repetida revascularização por artérias brotando da aorta dorsal artérias renais iniciais e acessórias degradam junção com as glândulas suprarenais Moore & Persaud (2013) sistema urogenital embrionário : 9ª -10ª semana rim gonada bexiga vista ventral, após remoção do trato intestinal sistema urogenital embrionário : 9ª -10ª semana sistema retroperitoneal vista do fundo da cavidade abdominal após corte transversal gônada seio urogenital (bexiga) úraco úraco: conexão do seio urogenital com alantóide no cordão umbilical uretra prolongada no sexo masculino fechamento ventral das pregas urogenitais da genitália externa leva à formação da uretra esponjosa falhas na penetração da uretra dentro do tubérculo genital e no fechamento das pregas urogenitais causa hipoespadia origem das glândulas suprarenais condensação no mesoderma intermediário formação de corpúsculo cortex da suprarenal: mesodérmico 45 d medula da suprarenal: crista neural Moore & Persaud (2013) formação do cortex e da medula das glândulas suprarenais proliferação de células do epitélio celômico adjacente à gônada (5ª semana) delaminação destas para dentro do mesoderma subjacente diferenciação em células acidófilas, formando o cortex suprarenal fetal segunda onda de proliferação e delaminação, formando cortex definitivo encapsulamento de células derivadas da crista neural (células cromaffinas), formando a medula suprarenal malformações falta de formação de broto uretérico (ausência de rim) divisão precoce do broto uretérico (ureter bífido ou até rim duplo) falha na ramificação interna do broto (número diminuido de nefros) problemas na ascensão dos rim: não ascensão de um dos rins, migração para lado errado, fusão central dos rins (rim discóide, rim em ferradura), ascensão bloqueada pela artéria mesentêrica inferior Moore & Persaud (2013) malformações no seio urogenital relacionadas à bexiga inserção errada do ducto uretérico, especialmente problemático no sexo feminino (inserção vaginal) permanência do canal úraco (conexão bexiga - alantóide Moore & Persaud (2013)
