Hình thành hệ tiết niệu phôi thai

Trong đời sống phôi thai, sự phát triển của các hệ tiết niệu và sinh dục có liên quan mật thiết với nhau, các bộ phân cấu tạo của hệ này được hệ kia sử dụng để phát triển. Cả 2 hệ đều được phát triển từ một dải trung bì trung gian  nằm dọc theo thành sau khoang bụng từ vùng đầu đến vùng đuôi phôi và các ống bài xuất đều đổ vào một khoang chung là ổ nhớp. Bởi vậy, người ta thường nghiên cứu đồng thời sự phát triển của hệ tiết niệu với hệ sinh dục.

Phát triển của thận và niệu quản

Hình: A. Sơ đồ mối liên quan giữa tiền thận, trung thận, hậu thận, B. Sơ đồ bài tiết của tiền thận, trung thận ở phôi 5 tuần.

(1. tiền thận; 2. trung thận; 3. các đơn vị chế tiết của trung thận; 4. ống trung thận; 5. hậu thận; 6. mầm niệu quản; 7. vết tích tiền thận; 8. ống noãn hoàng; 9. niệu nang; 10. ổ nhớp).

Thận và niệu quản phát sinh từ 2 dải trung bì trung gian gọi là dải sinh thận, nằm dọc mỗi bên từ vùng đầu đến vùng đuôi phôi và xen vào giữa các khúc nguyên thủy và trung bì bên. Mỗi dải ấy, dọc theo chiều dài và theo hướng đầu- đuôi, theo thứ tự thời gian sẽ lần lượt  biệt hóa thành 3 cơ quan khác nhau: tiền thận, trung thận và hậu thận.

Tiền thận

Từ tuần thứ 3, thứ tự theo hướng đầu- đuôi, dải sinh thận ở vùng cổ phân đốt tạo ra những đốt thận. Sự phân đốt của 2 dải sinh thận ở vùng cổ, phần tiền thận  tạo ra khoảng 7 đôi đốt thận(H. 1A). Mỗi đốt thận phát triển thành một cái túi dài ra tạo thành một ống ngang gọi là ống tiền thận ngang có một đầu (đầu gần) kín  và lõm vào thành một cài bao hình đài hoa có thành kép (gồm 2 lá), giữa 2 lá là một khoang kín. Những nhánh nhỏ của động mạch chủ lưng xâm nhập vào bao đó tạo ra cuộn mao mạch. Cái bao đó và cuộn mao mạch tạo thành một tiểu cầu thận trong. Ở thành sau của khoang cơ thể, những cuộn mao mạch cũng được tao ra đẩy thành sau khoang cơ thể lồi vào khoang đó tạo thành những tiểu cầu thận ngoài. Ðầu xa của ống tiền thận ngang nối với những đầu của những ống phía dưới về phía đuôi phôi tạo thành một ống tiền thận dọc. Khi ống tiền thận ở phía đuôi phôi phát triển thì ống tiền thận nằm ở gần vùng đầu phôi bắt đầu có dấu hiệu thoái hóa rồi biến đi. Ðến cuối tuần thứ 4, tiền thận thoái hóa và biến đi hoàn toàn.

Hình: Cắt ngang qua phần cổ phôi ở các giai đoạn khác nhau thấy sự hình thành ống thận.

(A. phôi 21 ngày; B. phôi 25 ngày).

Trung thận

Ở vùng ngực, thắt lưng và xương cùng của phôi, trung bì trung gian tách khỏi khoang cơ thể , mất tính chất phân thành từng đốt gọi là dải sinh thận. Ở các vùng này, những tiểu cầu thận ngoài không được tạo ra.

Trung thận phát triển ngay phía đuôi của tiền thận. Thực ra, dải sinh thận (phần trung thận) phân đốt không hoàn toàn và sẽ tạo ra 2- 3 đốt thận trong khoảng tương đương với một khúc nguyên thủy. Cũng giống như ở tiền thận, trong mỗi đốt thận của trung thận, đoạn gần cũng tạo ra một ống thận ngang để hình thành nên một tiểu cầu thận và đoạn xa dài ra, quặt về phía đuôi và nối với nhau tạo ra ống trung thận dọc mở vào ổ nhớp. Vào khoảng giữa tháng thứ 2, trung thận là một cơ quan lớn hình trứng, nằm ở 2 bên của đường giữa và lồi vào khoang cơ thể. Lúc này, mầm của tuyến sinh dục được hình thành và nằm ở phía bên  của trung thận, được ngăn cách với trung thận bới mào niệu- sinh dục, biểu mô khoang cơ thể phủ lên mào này tạo thành mạc treo niệu- sinh dục.

Hình: A. Cắt ngang phần ngực dưới của phôi 15 tuần thấy sự hình thành một ống bài tiết của trung thận, B. Mối liên quan giữa tuyến sinh dục và trung thận.

Cuối tháng thứ 2, đại đa số các trung thận ngang và toàn bộ tiểu cầu thận của trung thận đều biến mất. Chỉ còn sót lại một số ít ống ở phía đuôi,  nằm bên cạnh mầm tuyến sinh dục. Sự phát triển về sau của những ống này khác nhau tùy theo giới tính của phôi thai. Như vậy, trung thận bắt đầu phát sinh từ tuần thứ 4 và tồn tại đến tuần thứ 8 và cùng như tiền thận chỉ là cơ quan tạm thời.

Hậu thận

Hình: Mối liên quan giữa ruột sau và ổ nhớp của phôi ở cuối tuần thứ 5.

Hậu thận mới là thận vĩnh viễn của động vật có vú. Ở người, hậu thận bắt đầu xuất hiện vào khoảng tuần thứ 5, từ đoạn đuôi của dải sinh thận. Ở đoạn này, dải sinh thận không chia đốt và được gọi là mầm sinh hậu thận (h. 4). Các đơn vị chế tiết bao gồm tiểu cầu thận đến hết ống lượn xa phát sinh từ mầm sinh hậu thận tương tự như ở trung thận và tiền thận.

Ở cuối tuần thứ 4, tại thành sau của ống trung thận dọc, gần nơi mở vào ổ nhớp nảy ra một cái túi thừa gọi là mầm niệu quản. Mầm này phát triển về phía mầm sinh hậu thận và sẽ sinh ra niệu quản, bể thận, đài thận, ống góp.

Sự tạo ra niệu quản, bể thận, đài thận và ống góp:

Mầm niệu quản tiến vào mầm sinh hậu thận. Ðoạn xa của nó phình ra và sẽ tạo ra bể thận. Ðoạn gần vẫn hẹp và dài ra tạo thành niệu quản mà giai đoạn đầu mở vào ổ nhớp. Trong quá trình phát triển, đầu xa niệu quản phân nhánh tỏa ra như nan hoa từ trung tâm ra ngoại vi của mầm sinh hậu thận. Những nhánh cấp 1 nở to và trở thành đài thận lớn. Những nhánh từ cấp 2 đến cấp 4 họp lại tạo ra đài thận nhỏ. Những ống còn lại (từ cấp 5 đến 22) sẽ trở thành ống góp.

Hình: Phát triển của bể thận, đài thận, ống góp.

(A. phôi 6 tuần; B. phôi cuối tuần thứ 6; C. phôi 7 tuần; D. mới sinh).

Sự tạo ra ống thận:

Sự tạo ống thận: do ống góp tương lai chia nhánh nhiều lần, mầm sinh hậu thận cũng tăng sinh theo sự phát triển của ống góp. Mỗi ống được phủ ở đầu xa bởi những đám tế bào trung mô hậu thận hình mũ gọi là mũ hậu thận. Ðám tế bào trung mô trong mỗi mũ hậu thận biệt hóa tạo thành một cái túi gọi là túi hậu thận. Túi này dài ra thành những ống gọi là ống hậu thận có một đầu kín, còn đầu kia thông với ống góp. Mỗi ống hậu thận sẽ tạo thành một nephron.

Sự tạo ra các đoạn ống thận:

Tiểu cầu thận: đầu kín ống hậu thận lõm vào tạo thành một cái bao gồm 2 lá sẽ trở thành bao Bowmann. Bên trong bao, sự xâm nhập của mạch máu tạo thành một cuộn mao mạch. Bao Bowmann và cuộn mao mạch nằm bên trong tạo thành tiểu cầu thận.

Hình: Phát triển của một đơn vị chế tiết của hậu thận.

(mũi tên chỉ nơi đơn vị chế tiết nối với ống góp).

Ống lượn gần: đoạn còn lại của ống hậu thận dài ra và đoạn gần tiểu cầu thận to ra, cong queo tạo ra ống lượn gần.

Quai Henlé: đọan giữa của ống thận cong thành hình chữ U, dài ra và hướng về phía bể thận tạo quai Henlé.

Ống lượn xa: đoạn xa của ống thận thông với ống góp vẫn giữ nguyên vị trí gần tiểu cầu thận, dài ra và cong queo tạo thành ống lượn xa.

Sự tạo ra bàng quang, niệu đạo và các tuyến phụ thuộc niệu đạo

Hình: Phân chia ổ nhớp thành xoang niệu – sinh dục và ống hậu môn trực tràng và sự thay đổi vị trí lỗ mở của ống trung thận dọc và niệu quản.

(A. phôi cuối tuần thứ 5; B. phôi 7 tuần; C. phôi 8 tuần.

1. xoang niệu sinh dục; 2. màng nhớp; 3. niệu nang; 4. ống trung thận dọc; 5. mầm niệu quản; 6. vách niệu - trực tràng; 7. ruột sau; 8. ống hậu môn trực tràng; 9. mầm dương vật [âm vật]; 10. màng niệu - sinh dục; 11. đáy chậu; 12. màng hậu môn; 13. bàng quang; 14. niệu quản).

Vách niệu- trực tràng ngăn ổ nhớp thành 2 phần: phần bụng là xoang niệu- sinh dục và phần lưng là hậu môn- trực tràng. Xoang niệu- sinh dục chia thành 3 đoạn: đoạn bàng quang- niệu đạo, đoạn chậu, đoạn dương vật (đoạn sinh dục). Ðoạn bàng quang-  niệu đạo sẽ tạo ra bàng quang, niệu đạo và các tuyến niệu đạo. Ðoạn chậu và đoạn dương vật phát triển khác nhau tùy theo giới tính của phôi và sẽ được trình bày trong phần hệ sinh dục.

Hình: A. Xoang niệu sinh dục chia thành 3 đoạn (bàng quang – niệu đạo; đoạn chậu; đoạn sinh dục), B. Phát triển của đoạn sinh dục ở phôi có giới tính nam thành các đoạn niệu tiền liệt tuyến, niệu đạo dương vật và niệu đạo màng).

Ðoạn bàng quang- niệu đạo của xoang niệu- sinh dục thông với niệu nang ở phía bụng và với ống trung thận dọc ở phía lưng. Sự phát triển tiếp theo làm cho vị trí của ống trung thận dọc và niệu quản thay đổi. Ống trung thận dọc dần dần lẫn vào thành bàng quang- niệu đạo làm cho niệu quản, một mầm của ống trung thận dọc mở vào bàng quang- niệu đạo ở mỗi bên. Như vậy, ống trung thận dọc và niệu quản mở riêng rẽ vào đoạn bàng quang- niệu đạo. Lỗ niệu quản dịch chuyển về phía đầu phôi và mở vào  đoạn trên  của ống  bàng quang- niệu đạo,  đoạn này  là nguồn  gốc  của  bàng quang sau này. Còn ống trung thận dọc di chuyển sát vào nhau và mở vào phần trên của niệu đạo. Lối thông giữa bàng quang và niệu nang gọi là ống niệu rốn sẽ bị bịt kín và trở thành dây chằng rốn - bàng quang.

Hình: A. Thận đáy chậu 1 bên, B. Thận móng ngựa.

(1. tuyến thượng thận; 2. tĩnh mạch chủ dưới; 3. thận đáy chậu; 4. niệu quản; 5. động mạch chủ; 6. động mạch thận; 7. động mạch mạc treo dưới).

Khoảng cuối tháng thứ 3, biểu mô niệu đạo tăng sinh để tạo ra một số những mầm xâm nhập vào trung mô xung quanh  tạo ra các tuyến thuộc niệu đạo. Ở nam là tuyến tiền liệt, tuyến hành niệu đạo, ở nữ là tuyến niệu đạo và tuyến cận niệu đạo (còn gọi là tuyến âm hộ- âm đạo hay tuyến Bartholin).

Phát triển bất thường

Dị tật của thận

U nang thận bẩm sinh và tật thận đa nang: do ống góp và ống hậu thận không thông với nhau, nước tiểu bị ứ đọng trong ống hậu thận làm cho những ống này biến thành những u nang có thành mỏng.

Thận lạc chỗ: do sai sót của thận khi di cư lên phía trên dẫn đến thận lạc chỗ: tật thận nằm ở vùng đáy chậu (chỉ có 1 thận nằm vùng đáy chậu) hoặc tật thận hình đĩa (cả 2 thận nằm ở vùng đáy chậu).

Thận hình móng ngựa: do đầu dưới của 2 mầm sinh hậu thận sát nhập với nhau tạo thành hình chữ U (hình móng ngựa).

Thận không phát triển: có thể 1 hoặc cả 2 thận. Do sự ngừng phát triển hoặc thoái hóa sớm của mầm niệu quản.

Thận kép: thường kết hợp với tật niệu quản kép. Do mầm sinh hậu thận nhân đôi.

Dị tật bàng quang

Lòi bàng quang: do sự không di cư của các tế bào trung mô xen giữa ngoại bì phủ thành bụng trước và nội bì của xoang niệu- sinh dục trong tuần thứ 4 nên cơ ở thành bụng dưới không được tạo ra, thành bụng và thành bàng quang rách ra.

Rò bàng quang- trực tràng.

Dị tật của dây chằng rốn- bàng quang

Rò rốn- bàng quang: do niệu nang không được bịt kìn làm thông bàng quang với rốn.

U nang niệu- rốn: do một đoạn của niệu nang không bị bịt kín và giãn to ra tạo thành u nang chứa nước.

Xoang niệu- rốn: do đoạn niệu nang sát rốn không bị bịt kín sẽ tạo ra tật của xoang- niệu rốn, xoang này thường nối với bàng quang.