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FBB OBJETIVOS: 1. Estudar a embriologia dos rins. 2. Entender a morfologia dos rins. Introdução O sistema urogenital é dividido funcionalmente em sistema urinário e sistema genital. O sistema urogenital inclui todos os órgãos envolvidos na reprodução e na formação e eliminação da urina. Embriologicamente, os sistemas estão intimamente associados, em especial durante os seus estágios iniciais de desenvolvimento. O sistema urogenital se desenvolve a partir do mesênquima intermediário (tecido conjuntivo embrionário do mesoderma) derivado da parede do corpo dorsal do embrião. Durante o dobramento do embrião no plano horizontal, o mesênquima migra ventralmente e perde a sua ligação com os somitos. A elevação longitudinal do mesênquima – a crista urogenital – se forma de cada lado da aorta dorsal. A parte da crista urogenital que dá origem ao sistema urinário é o cordão nefrogênico; a parte que dá origem ao sistema genital é a crista gonadal. Desenvolvimento do sistema urinário O sistema urinário começa a se desenvolver antes do sistema genital e consiste em rins, ureteres, bexiga urinária e uretra. Desenvolvimento de Rins e Ureteres Três conjuntos de rins sucessivos se desenvolvem em embriões humanos. O primeiro conjunto – o pronefro – é rudimentar e não funcional. O segundo conjunto – o mesonefro – é bem desenvolvido e funciona brevemente durante o período inicial do desenvolvimento. O terceiro conjunto – o metanefro – forma os rins permanentes. Pronefros Os pronefros são transitórios, bilaterais e aparecem no início da quarta semana. Eles são representados por aglomerados de células na região do pescoço. Os ductos pronéfricos correm caudalmente e se abrem na cloaca. O pronefro logo se degenera; no entanto, a maior parte dos ductos pronéfricos persiste e é utilizada pelo segundo conjunto de rins. Mesonefros Esses órgãos excretórios alongados aparecem ao fim da quarta semana e são caudais ao pronefro. Os rins mesonéfricos consistem em aproximadamente 40 glomérulos com túbulos mesonéfricos. Os túbulos se abrem nos ductos mesonéfricos, originalmente os ductos pronéfricos. Os ductos mesonéfricos se abrem na cloaca. Os ductos mesonéfricos produzem urina entre as semanas 6 e 10, até que os rins permanentes comecem a funcionar. RINS APG 25 Os mesonefros se degeneram ao final do primeiro trimestre (3 meses); no entanto, seus túbulos tornam-se os dúctulos eferentes dos testículos. Os ductos mesonéfricos têm vários derivados nos adultos do sexo masculino. Metanefros Os metanefros – primórdios dos rins verdadeiros – começam a se desenvolver no início da quinta semana e tornam-se funcionais aproximadamente 4 semanas mais tarde. A formação da urina continua através da vida fetal. A urina é excretada dentro da cavidade amniótica e contribui para a formação do fluido amniótico. Os rins permanentes se desenvolvem de duas fontes: • O broto uretérico (divertículo metanéfrico) • O blastema metanefrogênico (massa metanéfrica do mesênquima). O broto uretérico é um divertículo (protuberância) do ducto mesonéfrico perto de sua entrada na cloaca. O broto ureteral é o primórdio do ureter, pelve renal, cálices (subdivisões da pelve renal), e túbulos coletores. Na medida em que se alonga, o broto penetra no blastema metanefrogênico – a massa de células derivadas do cordão nefrogênico – que forma os néfros. O tronco do broto ureteral torna-se o ureter e a parte cranial do divertículo sofre ramificações repetidas. Os ramos diferenciam-se nos túbulos coletores dos metanefros. Os túbulos coletores retos passam por ramificações repetidas, formando sucessivas gerações de túbulos coletores. As primeiras quatro gerações de túbulos aumentam de tamanho e coalescem para formar os cálices maiores; as quatro gerações seguintes coalescem para formar os cálices menores. A extremidade de cada túbulo coletor arqueado induz aglomerados de células mesenquimais no blastema metanefrogênico a formar pequenas vesículas metanéfricas. Essas vesículas alongadas tornam-se os túbulos metanéfricos. As extremidades proximais desses túbulos são invaginadas por glomérulos. O corpúsculo renal (glomérulo e sua cápsula) e seu túbulo proximal, a alça do nefron (alça de Henle) e o túbulo convoluto distal constituem um néfron. Cada túbulo contorcido distal faz contato com um túbulo coletor arqueado. Os túbulos coletores confluem e formam um túbulo urinífero Os rins fetais são subdivididos em lóbulos. A lobulação geralmente desaparece durante a infância como o aumento de néfrons em tamanho. A formação dos néfrons está completa ao redor da 36ª semana do desenvolvimento – cada rim contém em torno de 2 milhões de néfrons. A maturação funcional dos rins ocorre após o nascimento. Anatomia dos Rins Os rins são um par de órgãos avermelhados em forma de feijão, localizados logo acima da cintura, entre o peritônio e a parede posterior do abdome. Por causa de sua posição posterior ao peritônio da cavidade abdominal, são considerados retroperitoneais. Os rins estão localizados entre os níveis das últimas vértebras torácicas e a terceira vértebra lombar (L III), uma posição em que estão parcialmente protegidos pelas costelas XI e XII. Se estas costelas inferiores forem fraturadas, podem perfurar os rins e causar danos significativos, potencialmente fatais. O rim direito está discretamente mais baixo do que o esquerdo, porque o fígado ocupa um espaço considerável no lado. Anatomia externa dos rins Um rim adulto normal tem 10 a 12 cm de comprimento, 5 a 7 cm de largura e 3 cm de espessura – aproximadamente do tamanho de um sabonete comum – e tem massa de 135 a 150 g. A margem medial côncava de cada rim está voltada para a coluna vertebral. Perto do centro da margem côncava está um recorte chamado hilo renal, através do qual o ureter emerge do rim, juntamente com os vasos sanguíneos, vasos linfáticos e nervos. Anatomia Interna dos Rins Um corte frontal através do rim revela duas regiões distintas: uma região vermelha clara superficial chamada córtex renal e uma região interna mais escura castanha- avermelhada chamada medula renal. A medula renal consiste em várias pirâmides renais em forma de cone. A base (extremidade mais larga) de cada pirâmide está voltada para o córtex renal, e seu ápice (extremidade mais estreita), chamado papila renal, está voltado para o hilo renal. O córtex renal é a área de textura fina que se estende da cápsula fibrosa às bases das pirâmides renais e nos espaços entre elas. Ela é dividida em uma zona cortical externa e uma zona justamedular interna. As partes do córtex renal que se estendem entre as pirâmides renais são chamadas colunas renais. Juntos, o córtex renal e as pirâmides renais da medula renal constituem o parênquima, ou porção funcional do rim. No interior do parênquima estão as unidades funcionais dos rins – aproximadamente 1 milhão de estruturas microscópicas chamadas néfrons. O filtrado formado pelos néfrons é drenado para grandes ductos coletores, que se estendem através da papila renal das pirâmides. Os ductos coletores drenam para estruturas em forma de taça chamadas cálices renais maiores e cálices renais menores. Cada rim tem de 8 a 18 cálices renais menores e 2 ou 3 cálices renais maiores. Um cálice renal menor recebe urina dos ductos coletores de uma papila renal e a carreia para um cálice renal maior. Uma vez que o filtrado entra nos cálices, torna-se urina, porque não pode mais ocorrer reabsorção. O motivo é que o epitélio simples dos néfrons e túbulos se tornam epitélio de transição nos cálices. Dos cálices renais maiores, a urina flui para uma grande cavidade única chamada pelve renal e, em seguida, para fora pelo ureter até a bexiga urinária.O hilo se expande em uma cavidade no interior do rim chamada seio renal, que contém parte da pelve renal, os cálices e ramos dos vasos sanguíneos e nervos renais. O tecido adiposo ajuda a estabilizar a posição destas estruturas no seio renal. Irrigação sanguínea e inervação dos rins Visto que os rins removem as escórias metabólicas do sangue e regulam o volume e a composição iônica do sangue, não é surpreendente que eles sejam abundantemente irrigados por vasos sanguíneos. Embora os rins constituam menos de 0,5% da massa total do corpo, recebem 20 a 25% do débito cardíaco de repouso por meio das artérias renais direita e esquerda Em adultos, o fluxo sanguíneo renal, o fluxo sanguíneo através de ambos os rins, é de aproximadamente 1.200 mℓ por minuto. No rim, a artéria renal se divide em várias artérias segmentares, que irrigam diferentes segmentos do rim. Cada artéria segmentar emite vários ramos que penetram no parênquima e passam ao longo das colunas renais entre os lobos renais como as artérias interlobares. Um lobo renal consiste em uma pirâmide renal, um pouco da coluna renal em ambos os lados da pirâmide renal, e o córtex renal na base da pirâmide renal. Nas bases das pirâmides renais, as artérias interlobares se arqueiam entre o córtex e a medula renais; aqui, são conhecidas como artérias arqueadas. As divisões das artérias arqueadas produzem várias artérias interlobulares. Estas artérias irradiam para fora e entram no córtex renal. Neste local, emitem ramos chamados arteríolas glomerulares aferentes. Cada néfron recebe uma arteríola glomerular aferente, que se divide em um enovelado capilar chamado glomérulo. Os glomérulos capilares então se reúnem para formar uma arteríola glomerular eferente, que leva o sangue para fora do glomérulo. Os capilares glomerulares são únicos entre os capilares no corpo, porque estão posicionados entre duas arteríolas, em vez de entre uma arteríola e uma vênula. Como são redes capilares e também têm participação importante na formação de urina, os glomérulos são considerados parte tanto do sistema circulatório quanto do sistema urinário. As arteríolas eferentes se dividem para formar os capilares peritubulares, que circundam as partes tubulares do néfron no córtex renal. Estendendo-se de alguns capilares glomerulares eferentes estão capilares longos, em forma de alça, chamados arteríolas retas, que irrigam porções tubulares do néfron na medula renal. Os capilares peritubulares por fim se unem para formar as veias interlobulares, que também recebem sangue das arteríolas retas. Em seguida, o sangue flui pelas veias arqueadas para as veias interlobares, que correm entre as pirâmides renais. O sangue sai do rim por uma veia renal única que emerge pelo hilo renal e transporta o sangue venoso para a veia cava inferior. Muitos nervos renais se originam no gânglio renal e passam pelo plexo renal para os rins, juntamente com as artérias renais. Os nervos renais integram a parte simpática da divisão autônoma do sistema nervoso. A maior parte consiste em nervos vasomotores que regulam o fluxo sanguíneo renal, causando dilatação ou constrição das arteríolas renais. Néfron Os néfrons são as unidades funcionais dos rins. Cada néfron consiste em duas partes: um corpúsculo renal, onde o plasma sanguíneo é filtrado, e um túbulo renal, pelo qual passa o líquido filtrado (filtrado glomerular) Estreitamente associado a um néfron está a sua irrigação sanguínea, que acabou de ser descrita. Os dois componentes de um corpúsculo renal são o glomérulo e a cápsula glomerular (cápsula de Bowman), uma estrutura epitelial de parede dupla que circunda os capilares glomerulares. O plasma sanguíneo é filtrado na cápsula glomerular, e então o líquido filtrado passa para o túbulo renal, que tem três partes principais. Em ordem de recebimento do líquido que passa por eles, o túbulo renal consiste em: 1) Um túbulo contorcido proximal (TCP), 2) alça de Henle e 3) túbulo contorcido distal (TCD). Proximal denota a parte do túbulo ligado à cápsula glomerular, e distal indica a parte que está mais longe. Contorcido significa que o túbulo é espiralado em vez de reto. O corpúsculo renal e os túbulos contorcidos proximais e distais se localizam no córtex renal; a alça de Henle se estende até a medula renal, faz uma curva fechada, e então retorna ao córtex renal. Os túbulos contorcidos distais de vários néfrons drenam para um único ducto coletor. Os ductos coletores então se unem e convergem em várias centenas de grandes ductos papilares, que drenam para os cálices renais menores. Os ductos coletores e papilares se estendem desde o córtex renal ao longo da medula renal até a pelve renal. Então, um rim tem aproximadamente 1 milhão de néfrons, mas um número muito menor de ductos coletores e ainda menor de ductos papilares. Em um néfron, a alça de Henle comunica os túbulos contorcidos proximais e distais. A primeira parte da alça de Henle começa no ponto em que o túbulo contorcido proximal faz a sua última curva descendente. Inicia-se no córtex renal e estende-se para baixo e para dentro da medula renal, onde é chamada ramo descendente da alça de Henle. Em seguida, faz uma curva fechada e retorna para o córtex renal, onde termina no túbulo contorcido distal e é conhecido como ramo ascendente da alça de Henle. Aproximadamente 80 a 85% dos néfrons são néfrons corticais. Seus corpúsculos renais se encontram na parte externa do córtex renal, e têm alças de Henle curtas, que se encontram principalmente no córtex e penetram somente na região externa da medula renal. As alças de Henle curtas são irrigadas por capilares peritubulares que emergem das arteríolas glomerulares eferentes. Os outros 15 a 20% dos néfrons são néfrons justamedulares. Seus corpúsculos renais encontram-se profundamente no córtex, próximo da medula renal, e têm alças de Henle longas que se estendem até a região mais profunda da medula renal. As alças de Henle longas são irrigadas por capilares peritubulares e arteríolas retas que emergem das arteríolas glomerulares eferentes. Além disso, o ramo ascendente da alça de Henle dos néfrons justamedulares consiste em duas partes: uma parte ascendente delgada seguida por uma parte ascendente espessa. O lúmen da parte ascendente fina é o mesmo que em outras áreas do túbulo renal; apenas o epitélio é mais fino. Os néfrons com alça de Henle longa possibilitam que os rins excretem urina muito diluída ou muito concentrada. Histologia RINS Os rins são envolvidos por tecido adiposo, o qual confere proteção contra choques, e possuem uma cápsula de tecido conjuntivo denso, com muitos miofibroblastos na porção interna.. Os rins podem ser divididos em córtex e medula. O córtex possui estruturas vasculares denominadas corpúsculos renais (ou de Malpighi), onde o sangue é filtrado. O fluido formado dessa filtração percorre um sistema tubular nas regiões cortical e medular, onde sofre modificações e torna-se urina. Os túbulos da medula, devido arranjo e à diferença de comprimento, formam estruturas cônicas chamadas de pirâmides medulares. A base dessas pirâmides situa-se no limite entre o tecido cortical e medular e seu ápice (papila) é voltado para o hilo. O rim humano possui de 6 a 18 pirâmides medulares, sendo, portanto, multilobular. Os ductos coletores da urina abrem-se na extremidade da papila, na qual existe uma área perfurada por 10 a 25 orifícios (área crivosa). Cada papila projeta-se em um cálice menor, e esses unem-se em dois a quatro cálices maiores, que por sua vez, desembocam na pelve renal. Dois conceitos importantes remetem ao lobo renal e o lóbulo renal. O lobo renal é formado por uma pirâmide e pelo tecido cortical que recobre sua base e seus lados. Já o lóbulo renal éconstituído por um raio medular e pelo tecido cortical que fica ao seu redor, delimitado pelas artérias interlobulares. Túbulo urinífero O túbulo urinífero do rim é formado por duas porções funcionais e embriologicamente distintas, o néfron e o túbulo coletor. Em número aproximadamente de 600 a 800 mil em cada rim, os néfrons são constituídos por uma parte dilatada, o corpúsculo renal ou de Malpighi, pelo túbulo contorcido proximal (TCP), pelas partes delgada e espessa da alça de Henle e pelo túbulo contorcido distal (TCD). O túbulo coletor conecta o TCD aos seguimentos corticais ou medulares dos ductos coletores. Cada túbulo urinífero é envolvido por uma lâmina basal, que se continua com o escasso tecido conjuntivo do rim. Corpúsculo renal O corpúsculo renal tem cerca de 200 micrometros de diâmetro e é constituído por um tufo de capilares, denominado glomérulo, sendo este envolvido por uma cápsula designa da cápsula de Bowman. Essa cápsula contém dois folhetos, um interno (ou visceral), junto aos capilares glomerulares, e outro externo (ou parietal), que forma os limites do corpúsculo renal. O folheto parietal da cápsula de Bowman é constituído por um epitélio simples pavimentoso, que se apoia na lâmina basal e em uma fina camada de fibras reticulares. Já o folheto visceral é formado por células, modificadas durante o período embrionário, que adquirem características próprias. Essas células são chamadas de podócitos. Entre os dois folhetos da cápsula de Bowman há o espaço capsular, que recebe o líquido filtrado por meio da parede dos capilares e do folheto visceral da cápsula. Ainda é possível perceber, no corpúsculo renal, um polo vascular pelo qual penetra a arteríola aferente e sai a arteríola eferente, e um polo urinário, no qual tem início o TCP. A arteríola aferente, ao penetrar o corpúsculo renal, se divide em vários capilares, que formam alças. Podem haver conexões diretas entre o vaso aferente e o eferente, sendo que este último desempenha a regulação da pressão hidrostática do sangue arterial que circula nos capilares glomerulares. A arteríola eferente tem maior quantidade de músculo liso do que a aferente, por isso consegue executar essa função. Os podócitos são constituídos por um corpo celular, de onde partem diversos prolongamentos primários que dão origem aos prolongamentos secundários. Essas células apresentam mobilidade, pois contêm actina, além disso, localizam-se sobre uma membrana basal, na qual são presos por proteínas denominadas integrinas. Seus prolongamentos envolvem completamente o capilar, e o contato com a membrana basal é feito pelos prolongamentos secundários. Entre os prolongamentos secundários existem espaços denominados fendas de filtração, fechados por uma membrana com cerca de 6 nm de espessura constituída pela proteína nefrina, que se liga de forma transmembrana com os filamentos citoplasmáticos de actina dos podócitos. Os capilares glomerulares são do tipo fenestrado, sem diafragmas nos poros das células endoteliais. Existe uma membrana basal glomerular entre as células endoteliais e os podócitos. Essa membrana é a barreira de filtração glomerular. Normalmente, há a fusão das membranas basais do endotélio e dos podócitos para a formação dessa barreira. A barreira de filtração glomerular é constituída por três camadas: a lâmina rara interna, a lâmina densa e lâmina rara externa. As lâminas raras contêm fibronectina que estabelece ligações com as células. Já a lâmina densa é constituída por um feltro de colágeno tipo IV e lâmina, em uma matriz que contém proteoglicanos eletricamente negativos (aniônicos). As moléculas com carga elétrica negativa retêm moléculas carregadas positivamente e o colágeno tipo IV junto a lâmina constituem uma barreira física para macromoléculas. Assim, partículas com mais de 10 nm de diâmetro dificilmente atravessam essa membrana basal. O mesmo acontece com proteínas de massa molecular maior do que a da albumina (69 kDa). Ainda vale ressaltar que a pressão hidrostática dos capilares glomerulares é muito elevada em relação a outros capilares, sendo essa pressão da ordem de 45 mmHg. Isso propicia a formação do filtrado glomerular, que tem concentrações de cloreto, glicose, ureia e fosfato semelhantes à do plasma sanguíneo, no entanto, quase não existem proteínas, pois as macromoléculas não atravessam a barreira de filtração glomerular. Células mesangiais Além das células endoteliais e dos podócitos (citados acima), os glomérulos contêm células mesangiais mergulhadas em uma matriz mesangial. Elas se situam, normalmente, nos espaços entre duas ou mais alças capilares. Também podem ser encontradas na parede dos capilares glomerulares, entre as células endoteliais e a lâmina basal. A função dessas células é fornecer suporte estrutural aos glomérulos. Também sintetizam a matriz extracelular, fagocitam e digerem substâncias normais e patológicas retiradas pela barreira de filtração e produzem moléculas biologicamente ativas, como prostaglandinas e endotelinas. As células mesangiais também apresentam receptores para angiotensina II, tornando-as contráteis. A ativação desses receptores reduz o fluxo sanguíneo glomerular. Receptores para o hormônio ou fator natriurético atrial também se fazem presentes nessas células. Logo, os efeitos desse hormônio, como vasodilatação e relaxamento das células mesangiais, com aumento do volume de sangue nos capilares e a área disponível para filtração, também são passíveis de acontecer. Túbulo contorcido proximal (TCP) A partir do polo urinário do corpúsculo renal, o folheto parietal da cápsula de Bowman continua como TCP revestido por epitélio cuboide ou colunar baixo. As células do TCP possuem o citoplasma basal fortemente acidófilodevido à presença de numerosas mitocôndrias alongadas. O citoplasma apical apresenta microvilos, que formam a orla em escova. Como essas células são largas, em cada corte transversal de túbulo proximal aparecem apenas três a quatro núcleos esféricos. Os limites entre as células desses túbulos são dificilmente observados ao microscópio óptico, pois elas têm prolongamentos laterais que se interdigitam com os das células adjacentes. Nas lâminas comuns, para exame ao microscópio de luz, frequentemente, os lumens são muitos reduzidos à observação. A orla também é mal conservada e os capilares são colabados devido a artefatos de técnica histológica. O citoplasma apical das células dos túbulos proximais contém canalículos que partem da base dos microvilos e aumentam a capacidade de o TCP absorver macromoléculas. Nos canalículos se formam vesículas de pinocitose, que introduzem na célula macromoléculas que atravessam a barreira de filtração glomerular, principalmente proteínas com massa molecular abaixo de 70 kDa. O filtrado glomerular que passa pelo TCP começa a sobre processo de absorção e excreção. Nesse seguimento, há a absorção quase total de glicose, e dos aminoácidos contidos no filtrado, além de 70% da água, bicarbonato e do cloreto de sódio. Íons como cálcio e fosfato também são absorvidos. Alça de Henle A alça de Henle é uma estrutura em formato de U que consiste em um seguimento delgado interposto a dois seguimentos espessos. A parte delgada da alça de Henle é formada por epitélio simples pavimentoso e porção espessa por epitélio simples cúbico. Túbulo Contorcido Distal (TCD) É revestido por epitélio simples cúbico. Nos cortes histológicos, é possível distingui-los dos TCP por apresentarem células menores, portanto possuem maior número de núcleos em cada corte transversal. Além disso, o TCD não tem orla em escova e tem células menos acidófilas por apresentarem menor quantidade de mitocôndrias. Algo que chama a atenção nos TCD é a formação de células de parede modificada,as quais ocorrem quando o TCD se aproxima no corpúsculo renal do mesmo néfron. As modificações são caracterizadas por células cilíndricas, altas, com núcleos alongados e próximos uns dos outros. Além disso, a maioria dessas células possui complexo de Golgi na região basal. Nos cortes corados é possível observar uma estrutura escura denominada mácula densa. A mácula densa é sensível ao conteúdo iônico e ao volume de água no fluido tubular, produzindo moléculas sinalizadoras que promovem a liberação da enzima renina na circulação. A renina é liberada pelas células justaglomerulares, que são células musculares lisas modificadas da túnica média da arteríola aferente (às vezes, também da arteríola eferente). A mácula densa, as células justaglomerulares e as células mesangiais extraglomerulares constituem o aparelho justaglomerular. Túbulos e Ductos coletores A urina passa dos TCD para os túbulos coletores, que desembocam em tubos mais calibrosos denominados ductos coletores. Esses últimos se dirigem para as papilas renais. Tanto os túbulos como os ductos coletores seguem um trajeto retilíneo. Os túbulos coletores mais delgados são revestidos por epitélio cúbico e têm diâmetro de cerca de 40 micrometros. À medida que se fundem e se aproximam das papilas, suas células se tonam mais altas, até se transformarem em cilíndricas. Ao mesmo tempo, aumenta o diâmetro do tubo. Próximo à extremidade das papilas medulares, os ductos coletores têm diâmetro de 200 micrometros. Em toda sua extensão, os túbulos coletores são formados por células com citoplasma que se cora fracamente pela eosina e cujos limites intercelulares são nítidos. Essas células são claras ao microscópio eletrônico e pobre em organelas. Os ductos coletores da medula participam dos mecanismos de concentração da urina.. Referências: Tortora, Gerard, J. e Bryan Derrickson. Princípios de Anatomia e Fisiologia . Disponível em: Minha Biblioteca, (14ª edição). Grupo GEN, 2016. Junqueira, Luiz Carlos, U. e José Carneiro. Histologia Básica - Texto e Atlas . Disponível em: Minha Biblioteca, (13ª edição). Grupo GEN, 2017. MOORE, K.L. & PERSAUD, T.V.N. Embriologia Clínica. 8ª ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2008.
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