Desde la perspectiva funcional, el sistema urogenital puede dividirse en dos
componentes del todo distintos: el sistema urinario y el sistema genital. No
obstante, desde el punto de vista embrionario y anatómico guardan relación
íntima. Ambos se desarrollan a partir de una cresta mesodérmica común
(mesodermo intermedio), ubicada a lo largo de la pared posterior de la cavidad
abdominal y, al inicio de su desarrollo, los conductos excretores de los dos
sistemas desembocan en una misma cavidad, la cloaca.
SISTEMA URINARIO
Sistemas renales
En secuencia cráneo-caudal, durante la vida intrauterina del humano se forman
tres sistemas renales que muestran sobreposición discreta: pronefros,
mesonefros y metanefros. El primero de estos sistemas es rudimentario y
carece de función; el segundo puede funcionar por poco tiempo durante el
periodo fetal temprano; el tercero da origen al riñón definitivo.
Pronefros
Al inicio de la cuarta semana el pronefros está representado por 7 a 10 grupos
celulares sólidos en la región cervical (Figs. 16-1 y 16-2). Estos grupos forman
unidades excretoras vestigiales, los nefrotomas, que involucionan antes de que
se formen otros en posición más caudal. Al final de la cuarta semana todo rastro
del sistema pronéfrico ha desaparecido.
Mesonefros
El mesonefros y los conductos mesonéfricos derivan del mesodermo intermedio,
desde los segmentos torácicos superiores hasta los lumbares superiores (L3)
(Fig. 16-2). En una fase temprana de la cuarta semana del desarrollo, durante la
regresión del sistema pronéfrico, aparecen los primeros túbulos excretores del
mesonefros. Se elongan con rapidez, constituyen un asa en forma de S y
adquieren un ovillo capilar que dará origen al glomérulo en su extremo medial
(Fig. 16-3 A). Alrededor del glomérulo los túbulos forman la cápsula de
Bowman, y estas estructuras constituyen en conjunto un corpúsculo renal. En
la región lateral el túbulo ingresa al conducto colector longitudinal conocido
como conducto mesonéfrico o de Wolff(Figs. 16-2 y 16-3).
A la mitad del segundo mes el mesonefros da origen a un órgano grande de
forma ovoide a cada lado de la línea media (Fig. 16-3). Debido a que la gónada
en desarrollo está en su región medial, la elevación que crean los dos órganos se
conoce como cresta urogenital (Fig. 16-3). Mientras los túbulos caudales se
siguen diferenciando, los túbulos craneales y los glomérulos muestran cambios
degenerativos, y al final del segundo mes la mayor parte de ellos ha
desaparecido. En el varón algunos túbulos caudales y el conducto mesonéfrico
persisten y participan en la formación del sistema genital, pero en la mujer
desaparecen.
.
Metanefros: el riñón definitivo
El tercer órgano urinario, el metanefros o riñón definitivo, aparece en la quinta
semana. Sus unidades excretoras se desarrollan a partir del mesodermo
metanéfrico (Fig. 16-4), de igual modo que en el sistema mesonéfrico. El
desarrollo del sistema de conductos difiere del de los otros sistemas renales.
Sistema colector
Los conductos colectores del riñón definitivo se desarrollan a partir de la yema
ureteral, una evaginación del conducto mesonéfrico cercana a su sitio de
entrada a la cloaca (Fig. 16-4). La yema penetra al tejido metanéfrico, que se
moldea sobre su extremo distal como un capuchón (Fig. 16-4). De manera
subsecuente, la yema se dilata para formar la pelvis renal primitiva, y se divide
en porciones craneal y caudal, que formarán los futuros cálices mayores (Fig.
16-5 A, B).
Cada cáliz forma dos yemas nuevas al tiempo que penetra al tejido
metanéfrico. Estas yemas continúan subdividiéndose hasta que existen 12 o más
generaciones de túbulos (Fig. 16-5). Entre tanto, en la periferia, se forman más
túbulos hasta el final del quinto mes. Los túbulos de segundo orden crecen y
absorben a aquéllos de la tercera y cuarta generaciones, para dar origen a los
cálices menores de la pelvis renal. En una fase posterior los túbulos colectores
de la quinta generación y las sucesivas se elongan en grado considerable y
convergen en el cáliz menor, para constituir la pirámide renal (Fig. 16-5 D). La
yema ureteral da origen al uréter, la pelvis renal, los cálices mayores y
menores, y a entre 1 y 3 millones de túbulos colectores.
Sistema excretor
El extremo distal de cada túbulo colector recién formado queda cubierto por un
capuchón de tejido metanéfrico (Fig. 16-6 A). Bajo la influencia inductora del
túbulo las células del capuchón tisular dan origen a vesículas pequeñas, las
vesículas renales, que a su vez derivan en túbulos pequeños con forma de letra
S (Fig. 16-6 B, C). Los capilares crecen hacia el interior de la dilatación en un
extremo de la S y se diferencian en glomérulos. Estos túbulos, junto con sus
glomérulos, dan origen a las nefronas o unidades excretoras. El extremo
proximal de cada nefrona genera la cápsula de Bowman, que muestra una
concavidad profunda producida por el glomérulo (Fig. 16-6 C, D). El extremo
distal da origen a una conexión abierta con uno de los túbulos colectores, con lo
que se establece la vía de paso desde la cápsula de Bowman hasta la unidad
colectora. La elongación continua del túbulo excretor determina la formación del
túbulo contornea do proximal, el asa de Henle y el túbulo contorneado
distal (Fig. 16-6 E, F). De ahí que el riñón se desarrolle a partir de dos fuentes:
(1) el mesodermo metanéfrico, que provee las unidades excretoras, y (2) la yema
ureteral, que da origen al sistema colector.
Las nefronas se siguen formando hasta el nacimiento, momento en que
existen alrededor de 1 millón en cada riñón. La producción de orina inicia a la
semana 12, seguida por la diferenciación de los capilares glomerulares, que
comienzan a formarse a partir de la semana 10. Al momento del nacimiento los
riñones tienen un aspecto lobulado, pero ese aspecto desaparece durante la niñez
como consecuencia del crecimiento adicional de las nefronas; no obstante, su
número no se incrementa.
Regulación molecular del desarrollo del riñón
Al igual que para la mayor parte de los órganos, la diferenciación del riñón
implica interacciones epitelio-mesénquima. En este ejemplo el epitelio de la
yema ureteral derivada del mesonefros interactúa con el mesénquima del
blastema metanéfrico (Fig. 16-7). El mesénquima expresa WT1, un factor de
transcripción que permite que este tejido sea competente para responder a la
inducción provocada por la yema ureteral. El WT1 también regula la síntesis del
factor de crecimiento neurotrópico derivado de la glía (glial-derived
neurotrophic growth factor, GDNF) y el factor de crecimiento de hepatocitos
(hepatocyte growth factor, HGF; también llamado factor de dispersión) en el
mesénquima, y estas proteínas estimulan la ramificación y el crecimiento de las
yemas ureterales (Fig. 16-7 A). Los receptores de cinasa de tirosina, RET para
el GDNF y MET para el HGF, se sintetizan en el epitelio de las yemas
ureterales, con lo que se establecen vías de señalización entre los dos tejidos. A
su vez, las yemas inducen al mesénquima por medio del factor de crecimiento de
fibroblastos 2 (FGF2) y la proteína morfogénica ósea 7 (BMP7) (Fig. 16-7 A).
Estos dos factores de crecimiento bloquean la apoptosis y estimulan la
proliferación del mesénquima metanéfrico, al tiempo que mantienen la síntesis
de WT1. La conversión del mesénquima en un epitelio para la formación de
nefronas también está mediada por las yemas ureterales mediante la expresión
de WNT9B y WNT6, que inducen una regulación positiva de los genes PAX2 y
WNT4 en el mesénquima metanéfrico. El factor PAX2 promueve la
condensación del mesénquima para prepararse para la formación de los túbulos,
en tanto WNT4 hace que el mesénquima condensado experimente epitelización y
constituya los túbulos (Fig. 16-7 B). Por efecto de estas interacciones la matriz
extracelular también experimenta modificaciones. De este modo, fibronectina,
colágena I y colágena III son sustituidas por laminina y colágena tipo IV,
características de las láminas basales epiteliales (Fig. 16-7 B). Además, se
sintetizan las moléculas de adhesión celular sindecán y cadherina E, esenciales
para la condensación del mesénquima en epitelio.
Posición del riñón
El riñón, al inicio situado en la región pélvica, se desplaza más tarde a una
posición más alta en el abdomen. Este ascenso renal deriva de la disminución
de la curvatura corporal y del crecimiento de las regiones lumbar y sacra (Fig.
16-10). En la pelvis el metanefros recibe su irrigación arterial de una rama
pélvica de la aorta. Durante su ascenso hasta el nivel abdominal es vascularizado
por las arterias que se originan de la aorta en niveles cada vez más altos. Los
vasos inferiores suelen degenerar, pero algunos pueden conservarse.
Función renal
El riñón definitivo que se forma a partir del metanefros entra en función cerca de
la semana 12. La orina se expulsa a la cavidad amniótica y se mezcla con el
líquido amniótico. El líquido es deglutido por el feto y se recicla por los riñones.
Durante la vida fetal los riñones no son responsables de la excreción de los
productos de desecho, toda vez que la placenta cumple esta función.
Vejiga y uretra
Durante la cuarta a la séptima semanas del desarrollo la cloaca se divide en seno
urogenital, en la región anterior, y conducto anal, en la región posterior (Fig.
16-12; v. el Cap. 15, p. 253). El tabique urorrectal es una capa de mesodermo
ubicada entre el conducto anal primitivo y el seno urogenital. La punta del
tabique dará origen al cuerpo del periné, un sitio de inserción de varios
músculos perineales (Fig. 16-12 C). Pueden distinguirse tres porciones en el
seno urogenital; la porción superior y más grande corresponde a la vejiga
urinaria (Fig. 16-13 A). Al inicio la vejiga está comunicada con el alantoides,
pero cuando el lumen de éste se oblitera el remanente constituye un cordón
fibroso grueso, el uraco (Fig. 16-13 B), que persiste y conecta el ápice de la
vejiga con el cordón umbilical (Fig. 16-13 B). En el adulto corresponde al
ligamento umbilical medio. La porción siguiente es un conducto más bien
estrecho, la porción pélvica del seno urogenital, que en el varón da origen a los
segmentos prostáticos y membranosos de la uretra. La última parte es el
segmento fálico del seno urogenital. Dicha porción muestra aplanamiento lateral
y, al tiempo que el tubérculo genital crece, esa parte del seno experimenta
tracción ventral (Fig. 16-13 A; el desarrollo del segmento fálico del seno
urogenital difiere en gran medida entre los dos sexos).
Durante el proceso de diferenciación de la cloaca las porciones caudales de
los conductos mesonéfricos quedan incluidos en la pared de la vejiga urinaria
(Fig. 16-14). En consecuencia, los uréteres, al inicio evaginaciones de los
conductos mesonéfricos, ingresan a la vejiga en forma independiente (Fig. 16-14
B). Como resultado del ascenso de los riñones, los orificios de los uréteres se
desplazan en dirección cefálica; los de los conductos mesonéfricos se acercan
entre sí para ingresar a la uretra prostática, y en el varón se convierten en los
conductos eyaculadores (Fig. 16-14 C, D). Debido a que tanto los conductos
mesonéfricos como los uréteres se originan a partir del mesodermo, la mucosa
de la vejiga que se forma por la incorporación de los conductos (el trígono
vesical) es también de origen mesodérmico. Al pasar el tiempo, el recubrimiento
mesodérmico del trígono es sustituido por epitelio endodérmico, de tal modo que
el interior de la vejiga queda por último cubierto en su totalidad por epitelio
endodérmico.
El epitelio de la uretra en ambos sexos se origina a partir del endodermo; el
tejido conectivo y el tejido de músculo liso circundantes derivan del mesodermo
visceral. Al final del tercer mes el epitelio de la uretra prostática comienza a
proliferar y da origen a varias evaginaciones que penetran al mesénquima
circundante. En el varón estas yemas constituyen la glándula prostática (Fig.
16-13 B). En la mujer la porción craneal de la uretra da origen a las glándulas
uretrales y parauretrales.
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