Sviluppo dell’apparato genitourinario

1. Sviluppo dell’apparato genitourinario Scuola di Specializzazione in Urologia

2. Fattori di crescita coinvolti nello sviluppo urogenitale • IGF: fattore di crescita insulino-simile prodotto dal fegato e dal rene (su stimolo GH) • EGF: epidermico; e TGFa agiscono su un recettore di membrana stimolante la tubulogenesi • TGFb: ne esistono diversi, uno è il fattore di inibizione dei dotti di Muller (MIF) • PDGF: di derivazione piastrinica; mitogeno per le cellule del connettivo • FGF: fibroblastico; vascolarizzazione del nefrone • NGF

3. APOPTOSI PROGRAMMATA • FILOGENETICA morte cellulare associata a residui vestigiali (appendice del testicolo nel maschio) • MORFOGENETICA rimodellamento di strutture specifiche (uretra del glande) • ISTOGENETICA associata a differenziazione cellulare (mesenchima metanefrogenico)

4. Embrione di 18 gg Embrione di 26 gg L’apparato urinario si sviluppa dal mesoderma intermedio e dalla cloaca: il mesoderma intermedio migra ventralmente e perde la sua connessione con i somiti, dando luogo al cordone nefrogeno, che produce un ispessimento longitudinale detto cresta urogenitale

5. Embrione di 32 gg L’apparato urinario si sviluppa dal mesoderma intermedio e dalla cloaca: il mesoderma intermedio migra ventralmente e perde la sua connessione con i somiti, dando luogo al cordone nefrogeno, che produce un ispessimento longitudinale detto cresta urogenitale

6. Embrione di 5 sett stadi successivi di sviluppo del tubulo mesonefrico

7. PRONEFRO • struttura transitoria non funzionante • compare all’inizio della 4^ settimana • i dotti del pronefro decorrono caudalmente e si aprono nella cloaca • degenera ma i suoi dotti vengono utilizzati dal rene

8. MESONEFRO • funziona come rene transitorio • compare al termine della 4^ settimana • è situato caudalmente al pronefro • cellule mesenchimali delimitano i lumi (vescicole mesonefriche), che si allungano a formare i tubuli mesonefrici che lateralmente prendono contatto con il dotto mesonefrico di Wolff, mentre medialmente danno origine al corpuscolo renale • degenerano in senso craniocaudale, e scompaiono in gran parte già nel periodo fetale (restano dei residui vestigiali)

9. Vestigia del mesonefro nel maschio • estremità craniale: appendice dell’epididimo • caudalmente ai dotti efferenti, può residuare un corpuscolo: paradidimo

10. Vestigia del mesonefro nella femmina • estremità craniale: appendice vescicolosa • nel legamento largo possono persistere dei tubuli ciechi e un dotto (epoophoron) corrispondenti ai dotticini efferenti • vicino all’utero tubuli rudimentali (paroophoron) • nel legamento largo può residuare il dotto di Gartner (corrispondente alle porzioni del dotto di Wolff che danno origine al dotto eiaculatore e al deferente nel maschio): cisti

11. METANEFRO • compare all’inizio della 5^ settimana e funziona due-tre settimane dopo • due componenti: • diverticolo metanefrico (gemma dell’uretere) dal dotto mesonefrico vicino alla cloaca: dà origine a uretere, pelvi renale, calici e tubuli collettori; • blastema metanefrogeno derivato del mesoderma; vicino ai tubuli collettori cell. mesenchimali si formano il nefrone (come per il mesonefro) • dalla pelvi l’abbozzo si sposta verso l’addome (cambia anche la vascolarizzazione) e ruota di 90°

12. Embrione di 5 settimane: abbozzo del metanefro Stadi successivi (5-8 sett.) di sviluppo della gemma dell’uretere

13. Stadi successivi di sviluppo dei nefroni (dalla 8^ settimana)

14. Sviluppo della gemma ureterale che origina come diverticolo del dotto mesonefrico circondato dal mesenchima metanefrico (28 gg). Le ampolle si ramificano dicotomicamente (8 sett.) per poi dilatarsi a formare la pelvi renale, che assume un aspetto a cespuglio (10 sett.) per la ramificazione delle ampolle.

15. Sviluppo di un calice: con la secrezione di urina e la crescita dei nefroni il tessuto renale raddrizza il contorno del calice e protrude nel lume del calice come papilla renale

16. Induzione dei nefroni durante lo sviluppo della gemma ureterale: le ampolle si ramificano dicotomicamente e ogni ramo viene incappucciato da mesenchima addensato.

17. Ramificazione della gemma ureterale • l’ascesa della gemma ureterale inizia vicino alla gemma dell’arto inferiore (associazione tra difetti scheletrici e anomali renali) • fattori di trascrizione(WT1 ramificazione del dotto di Wolff, PAX-2 espresso nella gemma ureterale) • EGF ramificazione della gemma ureterale, IGF e NGF contrario; HGF proliferazione e ramificazione; TGFb può inibire la nefrogenesi • molecole di adesione: KAL mutazione del gene che codifica una proteina omologa della fibronectina (sindrome di Kallman)

18. Induzione del nefrone • Importante la presenza della gemma ureterale • induzione da parte del sistema nervoso (fibre nervose) • presenza di N-CAM e uvomorulina • per il collegamento tra tubulo e dotto collettore importante collagene di tipo IV • glomerulogenesi • ontogenesi della rete della renina (dalle arterie)

19. Sviluppo delle arterie renali

20. Periodo da 6 a 9 settimane: rotazione mediale e ascesa dei reni con diversa irrorazione arteriosa

21. 5 sett suddivisione della cloaca in seno urogenitale e retto; riassorbimento dei dotti mesonefrici; sviluppo della vescica urinaria, dell’uretra e dell’uraco; cambiamento di posizione degli ureteri 12 sett

22. Sviluppo della vescica urinaria • L’epitelio deriva dall’endoderma del canale vescico-uretrale • lamina propria, strati muscolari e sierosa dal mesenchima circostante • le porzioni caudali dei dotti del mesonefro vengono incorporate nella sua parete dorsale (trigono vescicale) • per la trazione craniale esercitata dai reni e per la crescita caudale dei dotti mesonefrici gli ureteri nel maschio si aprono lateralmente e cranialmente rispetto ai dotti eiaculatori (derivati dai dotti mesonefrici); nella femmina i dotti mesonefrici degenerano • intanto degenera l’allantoide dando origine ad uno spesso tubulo, l’uraco (legamento ombelicale mediano)

23. Sviluppo dell’uretra maschile • l’epitelio dell’uretra prostatica deriva dall’endoderma del canale vescicouretrale dal seno urogenitale • connettivo e muscolatura liscia dal mesenchima circostante • l’epitelio del resto dell’uretra prostatica e di quella membranosa dall’endoderma della porzione pelvica del seno urogenitale • l’epitelio dell’uretra peniena deriva dalla porzione fallica del seno urogenitale • l’epitelio della porzione del glande deriva dalla canalizzazione di un cordone ectodermico

24. Sviluppo dell’uretra femminile • deriva dall’endoderma del canale vescicouretrale dal seno urogenitale • connettivo e muscolatura liscia dal mesenchima circostante

25. Sviluppo del seno urogenitale a 9 sett

26. Sviluppo dello sfintere urinario

28. Gonade indifferenziata • 5^sett. Si sviluppa un’area ispessita dell’epitelio celomatico (epitelio germinativo) dalla faccia mediale della cresta urogenitale • rigonfiamento mediale: cresta genitale • cordoni epiteliali: cordoni sessuali primari • strato esterno (cortex, si differenzia in ovaio) ed esterno (medulla, si differenzia in testicolo)

29. Migrazione delle cellule germinali 5 settimane 6 settimane

30. Sviluppo del testicolo • I cordoni sessuali primari (cordoni seminiferi) si addensano e si estendono nella midollare anastomizzandosi nella rete testis; perdono le connessioni con l’epitelio germinativo per lo sviluppo della tonaca albuginea • il testicolo aumenta di dimensione e si separa dal mesonefro in via di regressione, rimanendo sospeso al proprio mesentere (mesorchio) • i tubuli seminiferi si separano per l’interposizione di mesenchima (cell. di Leydig) • i tubuli mesonefrici danno origine ai dotticini efferenti che si connettono al dotto mesonefrico (di Wolff) che forma il dotto dell’epididimo

31. SVILUPPO DELLA PROSTATA a 11 (A e B) e 16 settimane (C) origina da evaginazioni ectodermiche nella regione prostatica dell’uretra che crescono nel mesenchima circostante (da cui originano lo stroma e le cellule muscolari lisce) similmente originano le ghiandole bulbouretrali

32. Sviluppo dell’ovaio • Evolve più lentamente che nel maschio (10^ sett.) • si sviluppa la corticale • i cordoni sessuali primari non si sviluppano, formando una rete ovarii che degenera • i cordoni sessuali secondari (corticali) a 16 sett. Si frammentano in follicoli primordiali con ovogoni già presenti alla nascita

33. 6 settimane 7 e 12 settimane 20 settimane

34. Parete addominale posteriore di embrione di 7 e 9 settimane con due paia di dotti genitali allo stadio indifferenziato

35. Sviluppo dei gonodottistadio indifferenziato • dotti mesonefrici permangono come gonodotti maschili • dotti paramesonefrici (canali di Muller): invaginazioni longitudinali dell’epitelio celomatico sulla faccia laterale dei mesonefri: caudalmente si fondono in un abbozzo o canale uterovaginale, che si spinge entro la parete dorsale del seno urogenitale e produce un rilievo dettotubercolo del seno o di Muller

36. Sviluppo dei gonodotti maschili • Un ormone stimola lo sviluppo dei dotti mesonefrici (dotti di Wolff) • un altro sopprime lo sviluppo dei dotti di Muller (dotti paramesonefrici) • alcuni tubuli mesonefrici rimangono come dotticini efferenti e si aprono nel dotto mesonefrico che diventa dotto dell’epididimo, acquista un rivestimento muscolare liscio e diventa dotto deferente

37. Sviluppo dei gonodotti femminili • i dotti mesonefrici (dotti di Wolff) regrediscono • i dotti di Muller (paramesonefrici) danno origine alle tube uterine (parte craniale) e all’abbozzo uterovaginale (parte caudale) • con la fusione dei dotti di Muller le pieghe peritoneali formano i legamenti larghi

38. Sviluppo della vagina • l’epitelio deriva dall’endoderma del seno urogenitale • la parete connettivale e muscolare si sviluppa dall’abbozzo uterovaginale • due evaginazioni solide (bulbi senovaginali) si formano dal seno urogenitale; all’interno penetrano cellule endodermiche, che centralmente degenerano formando il lume della vagina

39. Neonato maschio Femmina di 12 settimane e neonata

40. feto femminile di 9 settimane

41. 7 settimane 28 settimane Formazione del canale inguinale e discesa dei testicoli neonato e bimbo di tre mesi

42. Discesa dei testicoli • A 28 settimane son discesi a livello dell’anello inguinale profondo (il gubernaculum àncora il testicolo allo scroto) • la discesa nel canale inguinale dura due-tre giorni • a 32 settimane entra nello scroto e il canale inguinale si restringe attorno al cordone spermatico

43. Fascia trasversale muscolo obliquo interno aponevrosi obliqua esterna peritoneo Fascia spermatica interna muscolo cremastere e fascia cremasterica fascia spermatica interna tonaca vaginale Estensione delle fasce della parete addominale

44. Discesa dell’ovaio • Dalla parete addominale dorsale alla linea arcuata dell’osso iliaco • posizione raggiunta alla 12^ settimana • il gubernaculum si unisce all’utero e dà origine al legamento sospensore dell’ovaio (parte craniale) e al legamento rotondo (parte caudale) • il canale inguinale (di Nuck) si oblitera prima della nascita

45. sviluppo dei genitali esterni 4-7 settimane 9 settimane 11 settimane 12 settimane

46. Stadio indifferenziato • 4^sett. si forma il tubercolo genitale (che presto si allunga e prende il nome di fallo) • ai lati rigonfiamenti o cercini labioscrotali e pieghe urogenitale • alla 6^ sett. il setto urorettale si fonde con la membrana cloacale, dando luogo a una membrana anale posteriore e una genitale anteriore che si perforano alla 7^ sett. • i genitali esterni rimangono simili nei due sessi sino alla 9^ sett.

47. Sviluppo dei genitali esterni maschili • il fallo allungandosi stira in avanti le pieghe urogenitali, che formano le pareti laterali del solco uretrale; • le pieghe urogenitali si fondono tra loro sulla faccia ventrale (inferiore) formando l’uretra peniena • all’estremità del glande una invaginazione ectodermica forma un cordoncino cellulare (placca glandale) che origina un solco continuazione del’uretra peniena • dalla 12^sett. si forma il prepuzio come piega cutanea, e ricopre completamente il glande entro la 14^sett. (prima fusa, poi si separa nell’infanzia) • i rigonfiamenti labioscrotali crescono e si fondono a formare lo scroto

48. all’estremità del glande una invaginazione ectodermica forma un cordoncino cellulare (placca glandale) che origina un solco continuazione del’uretra peniena dalla 12^sett. si forma il prepuzio come piega cutanea, e ricopre completamente il glande entro la 14^sett. (prima fusa, poi si separa nell’infanzia)

49. Sviluppo dei genitali esterni femminili • in assenza di androgeni • la crescita del fallo rallenta (clitoride) • le pieghe urogenitali non si fondono (danno origine alle piccole labbra) • i rigonfiamenti labioscrotali si chiudono posteriormente (commessura labiale posteriore) e anteriormente (monte del pube) • la porzione fallica del seno urogenitale origina il vestibolo della vagina

50. Variazioni comuni nella vascolarizzazione del rene