sviluppo dell’apparato genitourinario

Sviluppo dell’apparato Sviluppo dell’apparato genitourinariogenitourinario

Scuola di Specializzazione in Scuola di Specializzazione in UrologiaUrologia

Fattori di crescita coinvolti Fattori di crescita coinvolti nello sviluppo urogenitalenello sviluppo urogenitale

• IGF: fattore di crescita insulino-simile prodotto dal fegato e dal rene (su stimolo GH)

• EGF: epidermico; e TGF agiscono su un recettore di membrana stimolante la tubulogenesi

• TGF: 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

APOPTOSI PROGRAMMATAAPOPTOSI PROGRAMMATA

• FILOGENETICA morte cellulare associata a FILOGENETICA morte cellulare associata a residui vestigiali (appendice del testicolo nel residui vestigiali (appendice del testicolo nel maschio)maschio)

• MORFOGENETICA rimodellamento di MORFOGENETICA rimodellamento di strutture specifiche (uretra del glande)strutture specifiche (uretra del glande)

• ISTOGENETICA associata a differenziazione ISTOGENETICA associata a differenziazione cellulare (mesenchima metanefrogenico)cellulare (mesenchima metanefrogenico)

Embrione di 18 gg

Embrione di 26 gg

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

Embrione di 32 gg

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

Embrione di 5 sett

stadi successivi di sviluppo del tubulo mesonefrico

PRONEFROPRONEFRO

• struttura transitoria non funzionantestruttura transitoria non funzionante

• compare all’inizio della 4^ settimanacompare all’inizio della 4^ settimana

• i dotti del pronefro decorrono i dotti del pronefro decorrono caudalmente e si aprono nella cloacacaudalmente e si aprono nella cloaca

• degenera ma i suoi dotti vengono degenera ma i suoi dotti vengono utilizzati dal reneutilizzati dal rene

MESONEFROMESONEFRO• funziona come rene transitoriofunziona come rene transitorio• compare al termine della 4^ settimanacompare al termine della 4^ settimana• è situato caudalmente al pronefroè situato caudalmente al pronefro• cellule mesenchimali delimitano i lumi (vescicole cellule mesenchimali delimitano i lumi (vescicole

mesonefriche), che si allungano a formare i tubuli mesonefrici mesonefriche), che si allungano a formare i tubuli mesonefrici che lateralmente prendono contatto con il dotto mesonefrico di che lateralmente prendono contatto con il dotto mesonefrico di Wolff, mentre medialmente danno origine al corpuscolo renaleWolff, mentre medialmente danno origine al corpuscolo renale

• degenerano in senso craniocaudale, e scompaiono in gran degenerano in senso craniocaudale, e scompaiono in gran parte già nel periodo fetale (restano dei residui vestigiali)parte già nel periodo fetale (restano dei residui vestigiali)

Vestigia del mesonefro nel Vestigia del mesonefro nel maschiomaschio

• estremità craniale: appendice dell’epididimo

• caudalmente ai dotti efferenti, può residuare un corpuscolo: paradidimo

Vestigia del mesonefro nella Vestigia del mesonefro nella femminafemmina

• 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

METANEFROMETANEFRO• compare all’inizio della 5^ settimana e funziona due-tre compare all’inizio della 5^ settimana e funziona due-tre

settimane doposettimane dopo

• due componenti:due componenti:– diverticolo metanefrico (gemma dell’uretere) dal dotto mesonefrico diverticolo metanefrico (gemma dell’uretere) dal dotto mesonefrico

vicino alla cloaca: dà origine a uretere, pelvi renale, calici e tubuli vicino alla cloaca: dà origine a uretere, pelvi renale, calici e tubuli collettori; collettori;

– blastema metanefrogeno derivato del mesoderma; vicino ai tubuli blastema metanefrogeno derivato del mesoderma; vicino ai tubuli collettori cell. mesenchimali si formano il nefrone (come per il collettori cell. mesenchimali si formano il nefrone (come per il mesonefro)mesonefro)

• dalla pelvi l’abbozzo si sposta verso l’addome (cambia anche la dalla pelvi l’abbozzo si sposta verso l’addome (cambia anche la vascolarizzazione) e ruota di 90°vascolarizzazione) e ruota di 90°

Embrione di 5 settimane: abbozzo del metanefro

Stadi successivi (5-8 sett.) di sviluppo della gemma dell’uretere

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

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

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

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

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; TGF può inibire la nefrogenesi

• molecole di adesione: KAL mutazione del gene che codifica una proteina omologa della fibronectina (sindrome di Kallman)

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)

Sviluppo Sviluppo delledellearterie renaliarterie renali

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

12 sett

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

Sviluppo della vescica urinariaSviluppo 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)

Sviluppo dell’uretra maschileSviluppo 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

Sviluppo dell’uretra femminileSviluppo dell’uretra femminile

• deriva dall’endoderma del canale vescicouretrale dal seno urogenitale

• connettivo e muscolatura liscia dal mesenchima circostante

Sviluppo del seno Sviluppo del seno urogenitale a 9 setturogenitale a 9 sett

Sviluppo dello sfintere urinarioSviluppo dello sfintere urinario

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)

Migrazione delle cellule germinaliMigrazione delle cellule germinali

5 settimane5 settimane


Sviluppo del testicoloSviluppo 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

SVILUPPO DELLA PROSTATASVILUPPO DELLA PROSTATAa 11 (A e B) e 16 settimane (C)a 11 (A e B) e 16 settimane (C)

origina da evaginazioni origina da evaginazioni ectodermiche nella regione ectodermiche nella regione prostatica dell’uretra che crescono prostatica dell’uretra che crescono nel mesenchima circostante (da cui nel mesenchima circostante (da cui originano lo stroma e le cellule originano lo stroma e le cellule muscolari lisce)muscolari lisce)

similmente originano le ghiandole similmente originano le ghiandole bulbouretralibulbouretrali

Sviluppo dell’ovaioSviluppo 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


7 e 12 settimane7 e 12 settimane


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

Sviluppo dei gonodottiSviluppo dei gonodottistadio indifferenziatostadio 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

Sviluppo dei gonodotti maschiliSviluppo 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

Sviluppo dei gonodotti femminiliSviluppo 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

Sviluppo della vaginaSviluppo 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

Neonato maschioNeonato maschio

Femmina di 12 settimaneFemmina di 12 settimanee neonatae neonata

feto femminile di 9 settimane feto femminile di 9 settimane

Formazione del canale Formazione del canale inguinale e discesa dei inguinale e discesa dei testicoli testicoli

7 settimane 7 settimane


neonato e bimbo di tre neonato e bimbo di tre mesimesi

Discesa dei testicoliDiscesa 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

Estensione delle fasce della parete addominale

• Fascia trasversale

• muscolo obliquo interno

• aponevrosi obliqua esterna

• peritoneo

• Fascia spermatica interna

• muscolo cremastere e fascia cremasterica

• fascia spermatica interna

• tonaca vaginale

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

sviluppo dei genitali sviluppo dei genitali esterni esterni

4-7 settimane 4-7 settimane




Stadio indifferenziatoStadio 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.

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

all’estremità del glande una invaginazione all’estremità del glande una invaginazione ectodermica forma un cordoncino cellulare ectodermica forma un cordoncino cellulare (placca glandale) che origina un solco (placca glandale) che origina un solco continuazione del’uretra penienacontinuazione del’uretra peniena

dalla 12^sett. si forma il prepuzio come dalla 12^sett. si forma il prepuzio come piega cutanea, e ricopre completamente il glande piega cutanea, e ricopre completamente il glande entro la 14^sett. (prima fusa, poi si separa entro la 14^sett. (prima fusa, poi si separa nell’infanzia)nell’infanzia)

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

Variazioni comuni nella vascolarizzazione del reneVariazioni comuni nella vascolarizzazione del rene

Anomalie del Anomalie del tratto urinario tratto urinario superioresuperiore

Malformazioni Malformazioni dell’uracodell’uraco

Sviluppo della Sviluppo della parete parete addominale addominale sottoombelicale sottoombelicale e del pene (4^-e del pene (4^-8^ sett.)8^ sett.)

Mancata chiusura del processo vaginaleMancata chiusura del processo vaginale

sviluppo dell’apparato genitourinario

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