Embriologi Sistem Urinarius

(Sumber : Embriologi Kedokteran Langman Edisi 10)

Sistem Ginjal Selama kehidupan intrauterus, pada manusia terbentuk tiga sistem ginjal yang sedikit saling tumpang tindih dalam urutan cranial ke kaudal yaitu: pronefros, mesonefros, dan metanefros. Yang pertama dari ketiga sistem ini bersifat rudimenter dan nonfungsional, sistem kedua mungkin berfungsi secara singkat selama masa janin dini, dan sistem ketiga membentuk ginjal permanen. Pronefros Pada awal minggu keempat, pronefros terdiri dari 7-10 kelompok sel solid di regio servikal (lihat Gambar 15.1 dan 15.2).

Kelompok-kelompok sel ini membentuk unit ekskretorik vestigial, nefrotom yang mengalami regresi sebelum kelompok yang terletak lebih kaudal terbentuk. Pada akhir minggu keempat, semua tanda adanya sistem pronefros telah lenyap. . Mesonefros Mesonefros dan duktus mesonefrikus berasal dari mesoderm intermediate dari segmen torakal atas hingga lumbal atas (L3) (Gambar 15.2).

Pada awal minggu keempat perkembangan, selama regresi sistem pronefros, muncul tubulus ekskretorik pertama dari mesonefros. Saluran-saluran ini cepat memanjang, membentuk lengkung berbentuk S, dan berkas kapiler yang akan membentuk glomerulus di ekstremitas medialnya (lihat Gambar 15.3A).

Di sekeliling glomerulus terbentuk kapsula Bowman, dan bersama-sama struktur tersebut membentuk korpuskulum renale. Di sebelah lateral, tubulus masuk ke duktus koligentes longitudinal yang dikenal sebagai duktus mesonefrikus atau duktus wolffii (Gambar 15.2 dan 15.3). Pada pertengahan bulan kedua, mesonefros membentuk sebuah organ ovoid besar di kedua sisi garis tengah (Gambar 15.3). Karena gonad yang sedang terbentuk berada di sisi medialnya, bubungan yang dibentak oleh kedua organ dikenal sebagai urogenital ridge (Gambar 15.3). Saat tubulus kaudal terus berdiferensiasi, tubulus kranial dan glomerulus memperlihatkan perubahan degeneratif, dan pada akhir bulan kedua, sebagian besar telah lenyap. Pada janin laki-laki, beberapa dari tubulus kaudal dan duktus mesonefrikus menetap dan ikut serta dalam pembentukan sistem genitalis, tetapi pada wanita struktur-struktur tersebut lenyap.

Metanefros: Ginjal Definitif Organ kemih ketiga, metanefros, atau ginjal permanen, muncul pada minggu kelima. Unit ekskretoriknya terbentuk dari mesoderm metanefros (lihat Gambar 15.4) dengan cara yang sama seperti pada sistem mesonefros. Pembentukan sistem duktus berbeda dari pembentukan di sistem ginjal sebelumnya. Saluran Pengumpul Duktus koligentes (saluran pengumpul ) ginjal permanen terbentuk dari tunas ureter, suatu pertumbuhan keluar dari duktus mesonefrikus dekat dengan muaranya ke kloaka (Gambar 15.4). Tunas ini menembus jaringan metanefros yang ujung distalnya seperti topi (Gambar 15.4) Kemudian tunas ini melebar, membentuk pelvis renalis primitive, dan membelah menjadi bagian kranialdan kaudal, yaitu bakal kaliks mayor (lihat Gambar I5.5A,B). Masing-masing kaliks membentuk dua tunas baru sambil menembus jaringan metanefros. Tunas-tunas ini terus membelah sampai terbentuk 12 generasi tubulus atau lebih (Gambar15.5). Sementara itu, di perifer lebih banyak tubulus terbentuk sampai akhir bulan kelima. Tubulus- tubulus ordo kedua membesar dan menyerap tubulus generasi ketiga dan keempat, membentuk kaliks minor pelvis renalis. Selama perkembangan selanjutnya, tubulus koligentes generasi kelima dan seterusnya memanjang dan mengumpul ke kaliks minor, membentuk piramis renalis (Garnbar I5.5D). Tunas ureter membentuk ureter, pelvis renalis, kaliks mayor dan minor, dan sekitar 1-3 juta tubulus koligentes.

Sistem Ekskretorik. Setiap tubulus koligentes yang baru terbentuk ditutupi di ujung distalnya oleh suatu tutup jaringan metanefros (metanephric tissue cap; lihat Gambar 15.6A). Di bawah pengaruh induktif tubulus, sel-sel jaringan penutup tersebut membentuk vesikel-vesikel kecil, vesikel ginjal, yang selanjutnya menghasilkan tubulus kecil berbentuk S (Gambar 15.6B,C). Kapiler tumbuh ke dalam kantong di salah satu ujung S dan berdiferensiasi meniadi glomerulus. Tubulus-tubulus ini, bersama dengan glomerulusnya, membentuk nefron, atau unit ekskretorik. Ujung proksimal masing-masing nefron membentuk kapsula Bowman yang mengalami indentasi dalam oleh glomerulus (Gambar 15.6C,D). Ujung distal membentuk suatu hubungan terbuka dengan salah satu tubulus koligentes, membentuk suatu saluran dari kapsula Bowman ke unit pengumpul. Tubulus ekskretorik terus memanjang dan menghasilkan tubulus kontortus proksimalis; ansa Henle; dan tubulus kontortus distalis (Gambar 15.6E,F). Karena itu; ginjal terbentuk dari dua sumber: (a) mesoderm metanefros yang menghasilkan unit ekskretorik; dan (b) tunas ureter yang menghasilkan sistem pengumpul. Nefron terus terbentuk sampai lahir, yaitu di saat terdapat di masing-masing ginjal. Produksi urin dimulai sejak awal kehamilan; segera setelah diferensiasi kapiler glomerulus yang mulai terbentuk pada minggu kesepuluh. Saat lahir, ginjal tampak berlobus, tetapi gambaran berlobus- lobus ini lenyap selama masa bayi akibat pertumbuhan lebih lanjut nefron, meskipun jumlahnya tidak bertambah.

Regulasi Pembentukan Ginjal Seperti sebagian besar organ lainnya; diferensiasi ginjal melibatkan interaksi epitel-mesenkim. Pada contoh ini; epitel tunas ureter dari mesonefros berinteraksi dengan mesenkim blastema metanefros (lihat Gambar 15.7). Mesenkim mengekspresikan WT1, suatu faktor transkripsi yang menyebabkan jaringan ini kompeten untuk berespons terhadap induksi oleh tunas ureter.WT1 juga mengatur pembentukan glial-derived neurotrophic factor (GDNF, faktor neurotrofik yang berasal dari sel glia) dan faktor pertumbuhan hepatosit (HGF, atau scatter factor) oleh mesenkim, dan protein- protein ini merangsang pembentukan cabang dan pertumbuhan tunas ureter (Gambar 15.7A). Reseptor tirosin kinase RET untuk GDNF, dan MET untuk HGF, disintesis oleh epitel tunas ureter, membentuk jalur sinyal antara kedua jaringan. Selanjutnya, tunas menginduksi mesenkim melalui faktor pertumbuhan fibroblas 2 (FGF2) dan protein morfogenetik tulang 7 (BMP7) (Gambar 15.7A). Kedua faktor pertumbuhan ini menghambat apoptosis dan merangsang proliferasi di mesenkim metanefros sambil mempertahankan produksi WTl. Konversi mesenkim ke epitel membentuk nefron juga diperantarai oleh tunas ureter, sebagian melalui modifikasi matriks ekstrasel. Karena itu, fibronektin, kolagen I, dan kolagen III digantikan oleh laminin dan kolagen tipe IV yang khas untuk lamina basalis epitel (Gambar 15.75). Selain itu, juga disintesis molekul perekat sel; yaitu sindekan dan E-kaderin yang esensial untuk pemadatan mesenkim menjadi suatu epitel. Gen-gen regulatorik untuk konversi mesenkim menjadi epitel tampaknya melibatkan PAX2 dan WNT4 (Gambar 15.7B). Posisi Ginjal Ginjal yang pada awalnya terletak di regio panggul, kemudian bergeser ke posisi lebih kranial di abdomen. Naiknya ginjal ini disebabkan oleh berkurangnya kelengkungan tubuh dan pertumbuhan tubuh di regio lumbal dan sakral (lihat Gambar 15.10). Di panggul, metanefros menerima pasokan arterinya dari cabang pelvis aorta. Selama proses naiknya ke rongga abdomen, ginjal didarahi oleh arteri-arteri yang berasal dari aorta yang letaknya yang semakin tinggi. Pembuluh-pembuluh di bagian bawah biasanya mengalami degenerasi, tetapi sebagian mungkin menetap.

Fungsi Ginjal Ginjal definitif yang terbentuk dari metanefros mulai berfungsi menjelang minggu ke-12. Urin masuk ke dalam rongga amnion dan bercampur dengan cair amnion. Cairan ini ditelan oleh janin dan didaur ulang melalui ginjal. Selama kehidupan kandungan, ginjal tidak bertanggung jawab untuk ekskresi zat sisa, karena yang melaksanakan fungsi ini adalah plasenta. Kandung Kemih dan Uretra Selama minggu keempat sampai ketujuh perkembangan, kloaka terbagi menjadi sinus urogenitalis di sebelah anterior dan kanalis analis di posterior (lihat Gambar 15.12). Septum urorektale adalah suatu lapisan mesoderm antara kanalis analis primitif dan sinus urogenitalis. Ujung septum akan membentuk korpus perineale (Gambar 15.12C). Dapat dikenali adanya tiga bagian sinus urogenitalis yaitu: bagian paling atas dan paling besar adalah kandung kemih (lihat Gambar 15.13A). Pada awalnya, kandung kemih bersambungan dengan alantois, tetapi ketika lumen alantois mengalami obliterasi, suatu korda (genjel) fibrosa tebal, urakus, menetap dan menghubungkan apeks kandung kemih dengan umbilikus (Gambar 15.13B). Pada orang dewasa,urakus dikenali sebagai ligamentum umbilikale medianum. Bagian selanjutnya adalah suatu saluran yang agak sempit, bagian pelvis sinus urogenitalis; yang pada pria menghasilkan uretra pars prostatika dan pars membranasea. Bagian terakhir adalah bagian phallus sinus urogenitalis. Bagian ini menggepeng dari kiri ke kanan, dan seiring dengan pertumbuhan tuberkulum genitale, bagian sinus ini tertarik ke ventral (Gambar 15.13A). (Pembentukan bagian phallus sinus urogenitalis sangat berbeda pada kedua jenis kelamin).

Selama diferensiasi kloaka, bagian kaudal duktus mesonefrikus terserap ke dalam dinding kandung kemih (lihat Gambar 15.14). Karena itu, kedua ureter, yang pada awalnya tumbuh keluar dari duktus mesonefrikus, masuk ke kandung kemih secara terpisah (Gambar 15.14B). Akibat naiknya ginjal, muara ureter bergerak lebih ke kranial lagi, duktus- duktus mesonefrikus bergerak semakin menyatu untuk masuk ke uretra pars prostatika dan pada pria menjadi duktus ejakulatorius (Gambar 15.14C,D). Karena baik duktus mesonefrikus maupun ureter berasal dari mesoderm, mukosa kandung kemih yang dibentuk dari penyatuan dua saluran ini (trigonum kandung kemih) juga berasal dari mesoderm. Seiring dengan waktu, lapisan mesoderm trigonum digantikan oleh epitel endoderm sehingga pada akhirnya bagian dalam kandung kemih seluruhnya dilapisi oleh epitel endoderm.

Uretra Epitel uretra di kedua jenis kelamin berasal dari endoderm; jaringan ikat dan otot polos di sekitarnya berasal dari mesoderm splanknik. Pada akhir bulan ketiga, epitel uretra pars prostatika mulai berproliferasi dan membentuk sejumlah pertumbuhan keluar yang menembus mesenkim di sekitarnya. Pada pria, tunas ini membentuk kelenjar prostat (Gambar 15.13B). Pada wanita, bagian kranial uretra membentuk kelenjar uretra dan parauretra.