Aparato urogenital

Temario:

Desarrollo del Sistema Urinario

1. Origen y diferenciación del sistema urinario: Mesodermo intermedio y desarrollo de pronefros, mesonefros y metanefros.

2. Desarrollo de los riñones:

○ Formación del metanefros como el riñón definitivo.

○ Interacciones entre la yema ureteral y el blastema metanéfrico.

3. Formación del sistema colector y excretor:

○ Yema ureteral y su ramificación para formar el sistema colector (uréter, pelvis renal, cálices, túbulos colectores).

○ Diferenciación del sistema excretor (nefronas).

4. Desarrollo de las vías urinarias bajas:

○ Formación de la vejiga urinaria a partir de la cloaca.

○ División del seno urogenital y formación de la uretra.

5. Malformaciones congénitas del sistema urinario:

○ Agenesia renal, riñón en herradura, duplicación del sistema colector, etc.

Desarrollo del Sistema Genital

1. Determinación sexual y diferenciación gonadal:

○ Factores de determinación sexual (SRY, genes involucrados en el desarrollo gonadal).

○ Diferenciación de las gónadas (testículos y ovarios) a partir de las crestas gonadales.

2. Desarrollo del sistema genital masculino:

○ Diferenciación de los conductos mesonéfricos (conductos de Wolff) en estructuras masculinas.

○ Formación de los testículos y su descenso.

○ Desarrollo de los genitales externos masculinos (pene, escroto).

3. Desarrollo del sistema genital femenino:

○ Diferenciación de los conductos paramesonéfricos (conductos de Müller) en estructuras femeninas (trompas de Falopio, útero, parte superior de la vagina).

○ Desarrollo de los genitales externos femeninos (clítoris, labios mayores y menores).

4. Anomalías en la diferenciación sexual y genital:

○ Hermafroditismo, disgenesia gonadal, síndrome de insensibilidad a los andrógenos, entre otros.

Desarrollo Común del Sistema Urogenital

1. Origen común y separación de los sistemas urinario y genital:

○ Seno urogenital y la cloaca.

2. Interacción entre sistema urinario y genital en el desarrollo:

Relación entre conductos mesonéfricos y desarrollo gonadal en ambos sexos.

Desarrollo del Aparato Urogenital

Paso a Paso:

Para comprender el desarrollo del aparato urogenital, vamos a analizar cada paso desde su origen en la tercera semana del desarrollo embrionario:

1. Gastrulación:

• Durante la tercera semana del desarrollo embrionario, ocurre la gastrulación, un proceso crucial que transforma el disco germinativo bilaminar en un disco germinativo trilaminar.

• Este disco trilaminar está compuesto por tres capas germinales: ectodermo (capa externa), mesodermo (capa intermedia) y endodermo (capa interna).

• El mesodermo es la capa germinal que dará origen al aparato urogenital.

2. Formación del Mesodermo Intermedio:

• El mesodermo se diferencia en varios tipos, uno de ellos es el mesodermo intermedio, también conocido como gononefrotomo.

• Este mesodermo intermedio se ubica a lo largo del eje longitudinal del embrión, entre el mesodermo paraxial y el mesodermo lateral.

• El gononefrotomo es el precursor del aparato urinario.

3. Desarrollo del Aparato Urinario:

• El desarrollo del aparato urinario a partir del mesodermo intermedio es un proceso complejo que involucra la formación de tres sistemas renales sucesivos: pronefros, mesonefros y metanefros.

• El pronefros es el primero en aparecer y es rudimentario en humanos, degenerando rápidamente.

• El mesonefros se desarrolla a continuación y funciona brevemente como un riñón provisional en el embrión.

• Finalmente, el metanefros se desarrolla a partir de la parte caudal del mesodermo intermedio y dará origen al riñón definitivo.

4. Desarrollo del Aparato Genital:

• Paralelamente al desarrollo del aparato urinario, se produce el desarrollo del aparato genital.

• Las gónadas (testículos en el hombre y ovarios en la mujer) se desarrollan a partir de una cresta genital común ubicada en el mesodermo intermedio.

• La diferenciación sexual de las gónadas y el desarrollo de los conductos genitales masculino y femenino están regulados por factores genéticos y hormonales.

Relación con el Saco Vitelino:

• El saco vitelino es una estructura extraembrionaria que se conecta al embrión a través del conducto onfalomesentérico.

• Aunque la fuente no describe en detalle la relación entre el saco vitelino y el desarrollo del aparato urogenital, es importante destacar que el saco vitelino juega un papel crucial en la nutrición del embrión durante las primeras etapas del desarrollo.

Ilustraciones:

• Las imágenes proporcionadas en la fuente ilustran el desarrollo del embrión en diferentes etapas, mostrando la formación del disco trilaminar, los somitas y la ubicación del mesodermo intermedio.

• Estas imágenes pueden ser útiles para visualizar los procesos descritos anteriormente.

En resumen:

• El aparato urogenital se origina a partir del mesodermo intermedio (gononefrotomo) durante la tercera semana del desarrollo embrionario.

• El desarrollo del aparato urinario y del aparato genital son procesos complejos que ocurren simultáneamente y están regulados por factores genéticos y hormonales.

Para profundizar en el tema:

• Es recomendable consultar fuentes adicionales y bibliografía especializada para obtener información más detallada sobre las etapas específicas de la formación de los órganos urinarios y genitales, así como las malformaciones congénitas que pueden ocurrir durante el desarrollo.

EMBRIONARIO PRESOMÍTICO: 15 A 16 DÍAS DE DESARROLLO (COMIENZOS DE 3RA SEMANA). A) VISTA DORSAL. B) CORTE SAGITAL. IMG. EMBRIOLOGIA MEDICA LANGMAN 9º EDIC.

EMBRIÓN SOMÍTICO: 20 DÍAS DE DESARROLLO (FINAL DE 3RA SEMANA). IMG. ATLAS DE EMBRIOLOGIA HUMANA GOMEZ DUMM 2º EDIC.

EMBRION

EMBRIÓN DE 21 DÍAS DE DESARROLLO (COMIENZOS DE 4TA SEMANA). IMG. EMBRIOLOGIA MEDICA LANGMAN 9º EDIC.

1. Origen y Diferenciación del Sistema Urinario

El sistema urinario se desarrolla a partir del mesodermo intermedio, ubicado entre el mesodermo somático (que formará estructuras como la piel y el sistema musculoesquelético) y el mesodermo esplácnico (que dará origen al sistema cardiovascular y parte del sistema digestivo). El mesodermo intermedio se diferencia en tres sistemas renales sucesivos durante el desarrollo:

• Pronefros: Es la estructura renal más primitiva y se forma durante la cuarta semana de desarrollo. El pronefros se desarrolla en la región cervical del embrión y consiste en nefrotomos segmentados y un conducto pronefrítico. Sin embargo, esta estructura es funcional solo en algunos vertebrados inferiores y se considera rudimentaria en humanos, donde se degenera rápidamente.

• Mesonefros: Es el segundo sistema renal, que aparece al final de la cuarta semana y se ubica en la región toracolumbar. A diferencia del pronefros, el mesonefros es parcialmente funcional y contribuye a la excreción temporal durante el desarrollo temprano. Consiste en un conjunto de túbulos mesonéfricos que se conectan con el conducto mesonéfrico (de Wolff), el cual también participa en la formación del sistema reproductor en el desarrollo masculino.

• Metanefros: Este es el sistema renal definitivo, que comienza a desarrollarse a partir de la quinta semana en la región sacra del embrión y se convierte en el riñón funcional permanente. El metanefros persiste y madura a lo largo del desarrollo para convertirse en los riñones permanentes, que estarán plenamente funcionales en el recién nacido.

2. Desarrollo de los Riñones

El desarrollo de los riñones implica la formación y maduración del metanefros, que se convierte en el riñón definitivo en los humanos. Este proceso es resultado de interacciones entre la yema ureteral y el blastema metanéfrico.

• Formación del Metanefros como el Riñón Definitivo: El metanefros se forma a partir de la interacción entre dos estructuras principales:

• Yema ureteral: Un brote que se origina en la porción caudal del conducto mesonéfrico alrededor de la quinta semana.

• Blastema metanéfrico: Una masa de mesénquima que rodea la yema ureteral y se diferencia en los componentes funcionales del riñón, como las nefronas.

• Interacciones entre la Yema Ureteral y el Blastema Metanéfrico: La yema ureteral y el blastema metanéfrico interactúan mediante señales moleculares, como factores de crecimiento (WNT, GDNF y RET), que regulan su mutua diferenciación y crecimiento. La yema ureteral se ramifica, formando el sistema colector, mientras que el blastema metanéfrico se convierte en los túbulos que formarán las nefronas.

3. Formación del Sistema Colector y Excretor

La formación del sistema urinario funcional se completa con el desarrollo del sistema colector y excretor, los cuales se forman mediante procesos de ramificación y diferenciación.

• Yema Ureteral y su Ramificación para Formar el Sistema Colector:

• La yema ureteral se ramifica y forma las estructuras colectoras del riñón, que incluyen el uréter, la pelvis renal, los cálices mayores y menores, y los túbulos colectores. Estas ramificaciones son inducidas por señales del blastema metanéfrico y organizan el sistema de transporte de la orina desde las nefronas hasta el uréter.

• Las primeras ramas de la yema ureteral formarán los cálices mayores, y las ramas posteriores se dividirán sucesivamente para formar los cálices menores y los túbulos colectores.

• Diferenciación del Sistema Excretor (Nefronas):

• El blastema metanéfrico se diferencia en el sistema excretor, generando las nefronas, las unidades funcionales del riñón. Cada nefrona se compone de un glomérulo (para la filtración) y de túbulos renales (como el túbulo contorneado proximal, asa de Henle y túbulo contorneado distal) que procesan y regulan la composición de la orina.

• La diferenciación de las nefronas también es controlada por factores de señalización que regulan el desarrollo del glomérulo y de los túbulos renales. Las nefronas se conectan a los túbulos colectores, formando un sistema continuo para la producción y eliminación de orina.

Estas estructuras formadas durante el desarrollo fetal terminan de madurar y se vuelven completamente funcionales en el neonato, aunque continúan desarrollándose y adaptándose durante la infancia y adolescencia.

Desarrollo de las Vías Urinarias Bajas

El desarrollo de las vías urinarias bajas abarca principalmente la formación de la vejiga urinaria y la uretra. Ambas estructuras derivan del seno urogenital, que a su vez se forma a partir de la cloaca en el embrión.

Formación de la Vejiga Urinaria a partir de la Cloaca

• La cloaca es una cavidad común que en etapas iniciales del desarrollo está conectada al intestino posterior y al alantoides.

• Durante la 4ª a 7ª semana de desarrollo, la cloaca se divide en dos partes por el tabique urorrectal:

• Seno urogenital anterior: Dará lugar a la vejiga y parte de la uretra.

• Conducto anal posterior.

• La vejiga se forma a partir de la porción superior del seno urogenital, mientras que la parte inferior contribuye a la formación de la uretra.

• La conexión de la vejiga con el alantoides se oblitera y se convierte en el uraco, que tras el nacimiento forma el ligamento umbilical medio.

División del Seno Urogenital y Formación de la Uretra

• El seno urogenital se divide en tres partes:

• Porción vesical: Forma la mayor parte de la vejiga.

• Porción pélvica: Se diferencia en la uretra prostática y membranosa en el varón y en la uretra completa en la mujer.

• Porción fálica: Forma la uretra peneana en el varón.

• Formación de la Uretra:

• En el varón, la uretra se alarga y se adapta para formar la uretra prostática, membranosa y peneana.

• En la mujer, el seno urogenital se diferencia principalmente en la uretra corta.

La trigona vesical (una región triangular en la base de la vejiga donde desembocan los uréteres) se forma a partir de la absorción del conducto mesonéfrico (de Wolff) en la pared posterior de la vejiga.

 

5. Malformaciones Congénitas del Sistema Urinario

Las malformaciones congénitas del sistema urinario pueden afectar la formación y posición de los riñones, así como el desarrollo del sistema colector y las vías urinarias. Algunas de las más comunes son:

1. Agenesia Renal

• Agenesia unilateral: Ocurre cuando un riñón no se desarrolla. Esta condición es compatible con la vida, ya que el riñón restante suele compensar la función del riñón ausente.

• Agenesia bilateral: Implica la falta de ambos riñones y suele ser incompatible con la vida. Esta condición se asocia al síndrome de Potter, caracterizado por oligohidramnios (bajo nivel de líquido amniótico) y anomalías faciales y pulmonares.

2. Riñón en Herradura

• Se produce cuando los polos inferiores de los riñones se fusionan, formando una estructura en forma de "herradura". Esto impide que los riñones asciendan a su posición normal en la región lumbar y los deja cerca de la arteria mesentérica inferior.

• Aunque en la mayoría de los casos el riñón en herradura es funcional, puede estar asociado con un mayor riesgo de infecciones urinarias, obstrucción del flujo de orina o litiasis renal.

3. Duplicación del Sistema Colector

• Duplicación ureteral: Sucede cuando se desarrollan dos yemas ureterales en el mismo lado, lo que provoca la formación de dos uréteres que pueden desembocar en la vejiga de forma separada o unirse en algún punto.

• Riñón doble: En algunos casos, se forman dos riñones en el mismo lado, cada uno con su propio sistema colector. Esto puede causar problemas de flujo urinario y un mayor riesgo de infecciones.

4. Ectopia Renal

• El riñón se encuentra fuera de su posición normal, generalmente en la región pélvica. Esto ocurre cuando el riñón no asciende adecuadamente durante el desarrollo.

• Puede causar problemas debido a la compresión de estructuras circundantes y puede estar asociado con un mayor riesgo de infección o de alteraciones en el flujo de orina.

5. Vejiga Exstrofia

• Es un defecto congénito en el cual la vejiga se desarrolla fuera de la pared abdominal. Esto ocurre debido a un fallo en el cierre de la línea media durante el desarrollo.

• Puede afectar tanto la vejiga como los órganos reproductores, y suele requerir corrección quirúrgica.

Estas malformaciones pueden detectarse mediante ultrasonografía prenatal, y en algunos casos, pueden manejarse quirúrgicamente después del nacimiento para mejorar la función renal o prevenir complicaciones adicionales.

 

1. Determinación Sexual y Diferenciación Gonadal

La diferenciación del sistema genital depende de varios factores genéticos y hormonales que determinan el desarrollo de las gónadas en testículos u ovarios.

Factores de Determinación Sexual (SRY, Genes Involucrados en el Desarrollo Gonadal)

• La determinación del sexo genético se define al momento de la fecundación, con los cromosomas sexuales XX para el sexo femenino y XY para el masculino.

• En el embrión masculino (XY), el gen SRY (Sex-determining Region Y) ubicado en el cromosoma Y, es fundamental para iniciar el desarrollo masculino. Este gen codifica para una proteína denominada factor determinante testicular (TDF), que induce la formación de los testículos.

• Además de SRY, otros genes como SOX9 y FGF9 también juegan un papel importante en el desarrollo testicular.

• SOX9 es activado por el gen SRY y ayuda a consolidar el camino hacia la formación testicular.

• FGF9 promueve la proliferación de células en la cresta gonadal y favorece el desarrollo masculino.

Diferenciación de las Gónadas (Testículos y Ovarios) a partir de las Crestas Gonadales

• Las crestas gonadales son masas de mesénquima ubicadas en la región medial del embrión y constituyen el precursor común de los testículos y ovarios.

• En presencia de SRY y otros factores de señalización, las células de las crestas gonadales se diferencian para formar los testículos, desarrollando células de Sertoli (productoras de hormona antimülleriana) y células de Leydig (que producen testosterona).

• En ausencia del gen SRY (como en los embriones XX), la cresta gonadal se diferencia en ovarios:

• No se activan SOX9 ni FGF9, permitiendo la expresión de genes como WNT4 y FOXL2, que promueven el desarrollo de células foliculares y la formación de los ovarios.

 

2. Desarrollo del Sistema Genital Masculino

El desarrollo del sistema genital masculino es regulado por la producción de hormonas sexuales masculinas, principalmente la testosterona y la hormona antimülleriana, que promueven la diferenciación de las estructuras específicas.

Diferenciación de los Conductos Mesonéfricos (Conductos de Wolff) en Estructuras Masculinas

• En el embrión masculino, la hormona antimülleriana (HAM), producida por las células de Sertoli, induce la regresión de los conductos paramesonéfricos (conductos de Müller), que son los precursores de las estructuras femeninas.

• Simultáneamente, la testosterona, producida por las células de Leydig, estimula el desarrollo de los conductos mesonéfricos (conductos de Wolff), que se diferencian en las estructuras del sistema reproductor masculino, como:

• Epidídimo: Estructura donde se almacenan y maduran los espermatozoides.

• Conducto deferente: Canal que transporta los espermatozoides desde el epidídimo hacia la uretra.

• Vesículas seminales: Glándulas que producen parte del fluido seminal.

Formación de los Testículos y su Descenso

• Los testículos se forman en el abdomen, pero deben descender hacia el escroto para que la espermatogénesis funcione correctamente a una temperatura ligeramente inferior a la corporal.

• El descenso de los testículos ocurre en dos fases principales:

1. Descenso transabdominal: Durante esta fase, los testículos descienden hasta la entrada del conducto inguinal, influenciados por la hormona INSL3.

2. Descenso inguinoescrotal: En la segunda fase, los testículos atraviesan el canal inguinal hacia el escroto. Este descenso es mediado por la testosterona y ocurre durante el tercer trimestre de gestación.

Desarrollo de los Genitales Externos Masculinos (Pene, Escroto)

• La dihidrotestosterona (DHT), derivada de la testosterona, es crucial para el desarrollo de los genitales externos masculinos.

• Tubérculo genital: Bajo la influencia de la DHT, se alarga y se convierte en el pene.

• Pliegues urogenitales: Estos se fusionan en la línea media para formar el cuerpo del pene y la uretra peneana.

• Protuberancias labioescrotales: Se fusionan para formar el escroto, que alojará a los testículos una vez completado su descenso.

 

Este proceso de desarrollo es regulado por una compleja interacción de genes y hormonas, siendo esencial para la formación de un sistema genital masculino funcional. Las alteraciones en estas etapas pueden dar lugar a trastornos de diferenciación sexual, como la falta de descenso de los testículos (criptorquidia) o malformaciones de los genitales externos.

3. Desarrollo del Sistema Genital Femenino

El desarrollo del sistema genital femenino ocurre en ausencia del gen SRY y de altos niveles de hormonas masculinas, lo que permite la diferenciación de las estructuras femeninas a partir de los conductos paramesonéfricos y la formación de los genitales externos femeninos.

Diferenciación de los Conductos Paramesonéfricos (Conductos de Müller) en Estructuras Femeninas

• En embriones XX, la ausencia de hormona antimülleriana (HAM) permite que los conductos paramesonéfricos (conductos de Müller) se desarrollen y se diferencien en las principales estructuras del sistema reproductor femenino.

• Los conductos paramesonéfricos se desarrollan de la siguiente manera:

• Trompas de Falopio: Las porciones superiores de los conductos paramesonéfricos forman las trompas de Falopio, que conectan los ovarios con el útero y permiten el paso del óvulo.

• Útero: La porción media de los conductos paramesonéfricos se fusiona en la línea media para formar el útero, el órgano donde se desarrollará el feto en caso de embarazo.

• Parte superior de la vagina: La fusión de los extremos inferiores de los conductos paramesonéfricos forma la porción superior de la vagina.

• Parte inferior de la vagina: Deriva del seno urogenital, por lo que la vagina tiene un origen mixto.

Desarrollo de los Genitales Externos Femeninos (Clítoris, Labios Mayores y Menores)

• En ausencia de dihidrotestosterona (DHT), los genitales externos femeninos se desarrollan a partir de estructuras indiferenciadas comunes con los genitales masculinos.

• Tubérculo genital: En el embrión femenino, el tubérculo genital no se alarga como en el masculino; en su lugar, se convierte en el clítoris.

• Pliegues urogenitales: Permanecen sin fusionarse y forman los labios menores.

• Protuberancias labioescrotales: También permanecen separadas, formando los labios mayores.

• Seno urogenital: Forma el vestíbulo de la vagina, el área donde desembocan la uretra y la apertura vaginal.

El desarrollo del sistema genital femenino no requiere de hormonas específicas para mantener la diferenciación en estructuras femeninas. Sin embargo, la expresión de genes como WNT4 y FOXL2 es fundamental para inhibir el desarrollo de características masculinas y promover la formación de las estructuras femeninas.

 

Este proceso es esencial para la formación de un sistema reproductor femenino funcional, con alteraciones potenciales que pueden dar lugar a malformaciones como la duplicación uterina o el desarrollo de un útero bicorne.