english version wersja do druku
	kwartalnik ISSN 0500-7208 Czasopismo punktowane przez KBN, Index Copernicus oraz w bazie GBL

Wprowadzenie

Znajomość topografii i rozgałęzień tętnic nerkowych w ich części zewnątrznerkowej i wewnątrznerkowej, jak również mechanizmów ich powstawania, jest niezbędna dla zrozumienia patogenezy wielu chorób nerek, stanowi podstawę ich diagnozowania, a także często wpływa na wybór metod leczenia [1].

Cechą charakterystyczną rozwoju narządów moczowych jest tworzenie narządów tymczasowych, zanim powstaną narządy ostateczne. U kręgowców rozwijają się trzy kolejne narządy wydalnicze: przednercze, śródnercze i nerka ostateczna, które powstają z mezodermy pośredniej [2,3,4,5,6]. I chociaż poszczególne narządy jedynie zastępują się wzajemnie, to prawidłowy rozwój formy późniejszej jest zależny od właściwego wykształcenia struktur wcześniejszych.

Przednercze (pronephros) jest narządem szczątkowym u ptaków i ssaków i zawiązuje się na poziomie somitów szyjnych [5,6]. Wielu autorów kwestionuje występowanie tego narządu u człowieka [7,8], inni uważają natomiast, iż kanaliki przednercza u człowieka występują, lecz są niedrożne, a przednercze jest narządem nieczynnym [5,9,10].

Śródnercze (mesonephros) rozwija się u człowieka w czwartym tygodniu z nefrotomów piersiowych i lędźwiowych [5,8] i jest ono narządem czynnym od końca szóstego tygodnia. W tym czasie rozwija się również przewód śródnercza [5,9,10,11]. Nefrotomy śródnercza tylko w górnym odcinku piersiowym zachowują układ metameryczny. Dalsze łączą się w pasmo tkanki nerkotwórczej, rozpadającej się na metamerycznie ułożone zawiązki kanalików, które znacznie przekraczają liczbę nefrotomów. Tworzą się pęcherzyki śródnercza, które już pod koniec czwartego tygodnia uchodzą do skanalizowanego przewodu śródnercza [5,12].

Nerka ostateczna (metanephros) jest ostatnim w kolejności narządem układu moczowego i powstaje ona w piątym tygodniu z trzech zawiązków mezodermalnych:

- pączka moczowodowego, stanowiącego uchyłek przewodu śródnercza, z którego rozwijają się drogi wyprowadzające mocz,

- mezodermy pośredniej zwanej blastemą nerki ostatecznej, z której powstają nefrony,

- mezenchymy naczyniotwórczej, która migruje do blastemy nerki ostatecznej, tworząc kłębuszki i naczynia proste [14,15,16,17].

Rozwój układu moczowego jest przedmiotem licznych badań morfologicznych, doświadczalnych i klinicznych [5,6,7,15,18]. Wady rozwojowe układu moczowego pod względem częstości występowania zajmują trzecie miejsce po wadach układu nerwowego i sercowo-naczyniowego. Stwierdza się je u 11% płodów i noworodków [19].

W pracach dotyczących rozwoju układu moczowego opisano dokładnie rozwój kanalików nerkowych oraz budowę mikroskopową kory nerki, natomiast rozwój tętnic nerkowych przedstawiony jest w sposób niewystarczający. Dostępne dane dotyczą raczej odmian w przebiegu tętnic i ich liczby u płodów [1,20].

W ogólnych opisach dotyczących tętnic nerkowych autorzy podają, iż:

- odchodzą one kolejno od tętnic biodrowych i od aorty brzusznej na różnych jej poziomach w miarę wstępowania nerki "teoria migrujących naczyń" (ryc. 1),

- są przekształconymi najbardziej dolnymi tętnicami nadnerczowymi [21],

- powstają z tętnic śródnerczowych [8,18].

Cel pracy

Nie określono definitywnie okresu rozwoju ostatecznych tętnic nerkowych. Celem badania jest zatem prześledzenie zewnętrznego unaczynienia tętniczego nerek w okresie zarodkowym, ustalenie okresu, w którym kształtuje się ostateczna tętnica nerkowa, wchodząca do wnęki nerki, jak również określenie poziomu odejścia tętnicy nerkowej od aorty w miarę zmiany położenia nerki.

Materiał i metody

Badania przeprowadzono na pięćdziesięciu pięciu martwych zarodkach ludzkich w stadiach rozwojowych od 13 do 23, co odpowiada wiekowi w dniach postowulacyjnych od 32 do 56. Materiał pochodzi z kolekcji Katedry i Zakładu Anatomii Prawidłowej. Wiek zarodków ustalany był na podstawie międzynarodowych kryteriów stadiów rozwojowych (tab. I).

Badane zarodki były w całości zatapiane w parafinie lub paraplaście i skrojone seryjnie w trzech płaszczyznach: czołowej, strzałkowej i poziomej. Skrawki histologiczne o grubości 5-10 mm barwione były rutynowymi metodami histologicznymi lub impregnowane solami srebra:

- hematoksyliną i eozyną,

- błękitem toluidyny lub fioletem krezolu według metody Nissla,

- według metody Mallory´ego,

- białczanem srebra według Bodiana,

- azotanem srebra według metody Holmesa lub Ogawy.

Dokumentacje stanowią zdjęcia fotograficzne i schematy. U części zarodków z seryjnych skrawków wykonywano rekonstrukcje graficzne. Rekonstrukcje graficzne wykonywano z seryjnych przekrojów, z których wykonywano zdjęcia, a następnie obrysowując rekonstruowane struktury, nanoszono je na folię. Znając grubość skrawków, odtwarzano przestrzennie położenie narządów oraz ich wielkość.

Na seryjnych przekrojach zarodków oceniano rozwój nerki ostatecznej, zmiany jej położenia względem szkieletu i sąsiednich struktur w poszczególnych stadiach oraz kształtowanie się zewnątrznerkowego unaczynienia tętniczego. Skeletotopię nerek i kanalików śródnercza oceniano na przekrojach strzałkowych. W początkowych stadiach rozwojowych (stadium 13, 14, 15) poziom ten oceniano w stosunku do sklerotomów, tworzących zawiązki poszczególnych kręgów, a począwszy od szóstego tygodnia (stadium 17) poziom ten oceniano według poszczególnych kręgów.

Wyniki

Bliskie stosunki topograficzne nerki ostatecznej, śródnercza i gonady w okresie zarodkowym łączy również wspólne unaczynienie tętnicze (ryc. 2). Nerki położone są grzbietowo i przyśrodkowo względem śródnerczy i gonad, co szczególnie widoczne jest na przekrojach poziomych zarodków. Już w stadium 13 wyraźnie widoczne jest przestrzenne nachodzenie się śródnercza i nerki ostatecznej. Znajomość topografii nerki i śródnercza oraz zmian zachodzących w ich położeniu w okresie zarodkowym ma bardzo ważne znaczenie w zrozumieniu kształtowania się z początku wspólnego unaczynienia tętniczego, jakim jest sieć moczowo-płciowa, a w późniejszym okresie również właściwej tętnicy nerkowej.

Ze względu na szybko postępujące zmiany w rozwoju i położeniu nerek oraz w celu dokładnego przeanalizowania zewnętrznego unaczynienia tętniczego nerki u zarodków, zmiany te opisywane są w poszczególnych stadiach rozwoju zarodkowego z uwzględnieniem dni postowulacyjnych.

W stadium 13 śródnercze stanowi duży narząd, rozciągający się od poziomu C6 do poziomu L5 i swoim dolnym końcem nachodzi górny koniec nerki ostatecznej, znajdującej się na poziomie L4/L5-S1 (ryc. 3). Stopniowo, w wyniku postępującej od góry inwolucji śródnercza oraz wstępowania nerki, wzajemne stosunki topograficzne obu narządów ulegają zmianie. Zmiany położenia nerki i śródnercza względem szkieletu (skeletotopia), jak również względem siebie zostały przedstawione w postaci schematu oraz tabeli (ryc. 4, tab. II).

Już na początku, bo w stadium 13 (32 dzień), bardzo wyraźnie widoczne są liczne duże naczynia tętnicze, jakimi są tętnice śródnerczowe, znajdujące się na całej długości śródnercza, tj. od poziomu C6 do poziomu L5. Liczba tych tętnic wzrasta proporcjonalnie do liczby kanalików śródnercza i biorą one udział w tworzeniu kłębuszków naczyniowych. W regionie dolnego końca śródnercza, który zarówno w stadium 13 i 14 (32 i 33 dzień), nachodzi na górny koniec nerki, obserwuje się wspólne pnie tętnicze od aorty brzusznej do nerki, śródnercza i gonady, tworzące sieć naczyniową moczowo-płciową. Obserwowane pnie tętnicze są tętnicami śródnerczowymi, które oddając liczne drobne gałązki i łącząc się między sobą, formują sieć otaczającą i zaopatrującą w krew tętniczą opisywane narządy (ryc. 5). Nie obserwowano w tych stadiach tętnic odchodzących poniżej poziomu podziału aorty. Nerki w opisywanych stadiach zlokalizowane są nisko, w dolnej części zarodka, na poziomie pączka kończyny dolnej.

Począwszy od stadium 15 (36 dzień), aż do stadium 20 (49 dzień) obserwuje się również drobne gałązki tętnicze biegnące od aorty brzusznej w kierunku nerki (ryc. 6, 7). Nie stanowią one jeszcze właściwej tętnicy nerkowej, lecz biorą udział w tworzeniu tętniczej sieci moczowo-płciowej (ryc. 8). Najniżej obserwowanym miejscem odejścia tych naczyń jest dolny obwód aorty, na poziomie jej podziału na tętnice biodrowe wspólne (stadium 15, 36 dzień). W opisywanych stadiach obserwuje się w dalszym ciągu sieć tętniczą moczowo-płciową (ryc. 9), która często wokół nerki przybiera postać koncentrycznie ułożonych naczyń biegnących w kierunku wnęki (ryc. 7).

W stadiach 21 i 22 (51 i 53 dzień) obserwuje się bardzo złożone unaczynienie nerki pochodzące z trzech źródeł, mianowicie: od tętnic śródnerczowych, poprzez bezpośrednie tętnice od aorty (właściwa tętnica nerkowa) oraz przez tętnice przebiegające w kierunku nadnerczy (jedna z tętnic nadnerczowych). Unaczynienie nerki, pochodzące z tętnic nadnerczowych, jest obserwowane po raz pierwszy w stadium 21 i jest wynikiem stopniowego wstępowania nerki do swojego ostatecznego położenia, która to dopiero w stadium 20 osiąga poziom nadnercza. Stwierdza się obecność dużych naczyń odchodzących od przednio-bocznego obwodu aorty, które po krótkim wspólnym przebiegu dzielą się na gałęzie zaopatrujące nerkę i nadnercze (ryc. 10).

Po raz pierwszy w tych stadiach obserwuje się właściwą tętnicę nerkową, biegnącą od bocznego obwodu aorty brzusznej do wnęki nerki (ryc. 11). Jest ona najprawdopodobniej jedną z górnych tętnic śródnerczowych, biorących pierwotnie udział w tworzeniu sieci tętniczej unaczyniającej nerkę i śródnercze, a która to w wyniku postępującej w kierunku doogonowym inwolucji śródnercza, stała się właściwą tętnicą nerkową.

Tętnice śródnerczowe widoczne są w postaci dużych, długich naczyń, przebiegających na tylnej powierzchni nadnercza, do przodu od nerki, w kierunku śródnercza i gonady (ryc. 12). W odcinku, w którym biegną one do przodu od wnęki nerki, oddają one gałąź tętniczą do nerki. Odgałęzienia te biorą udział w utworzeniu krążenia okołonerkowego.

W stadium 23 (56 dzień) stwierdza się obecność głównych naczyń tętniczych nerek, odchodzących z bocznych obwodów aorty na poziomie odejścia tętnicy krezkowej górnej przebiegających do wnęki nerki. Widoczne są również bezpośrednie tętnice od aorty brzusznej wnikające do nadnerczy.

Niezależnie od tętnic nerkowych i nadnerczowych obserwuje się nadal wspólne naczynia tętnicze do śródnercza i gonad. Tętnice te, przebiegając między nadnerczami i przednią powierzchnią nerek, oddają gałązki tętnicze biorące udział w tworzeniu sieci okołonerkowej.

Z powyższego wynika, że w ostatnim stadium rozwoju zarodkowego sieć tętnicza moczowo-płciowa, która unaczyniała nerkę, śródnercze i gonady, zostaje zredukowana do sieci unaczyniającej gonady i śródnercze. Nadnercze i nerka posiadają już własne pnie naczyniowe bezpośrednio od aorty. Zmiany w zewnętrznym unaczynieniu tętniczym opisywanych narządów w poszczególnych stadiach rozwojowych okresu zarodkowego przedstawiono w tabeli III.

Dyskusja

Z przeprowadzonych badań oraz wcześniejszych doniesień wynika, że nerka bardzo wcześnie zlokalizowana jest w jamie brzusznej i w ósmym tygodniu okresu zarodkowego następuje jej kontakt z nadnerczem oraz ustala się jej ostateczne położenie.

O´Rahilly i Müller [8] sugerują, że zmiana położenia nerek może być związana ze wzrostem części lędźwiowej kręgosłupa i zmianą krzywizny kręgosłupa. Równocześnie ze zmianą położenia obserwuje się obrót nerki, w wyniku czego wnęka nerki ulega rotacji w kierunku przyśrodkowym.

Najwięcej kontrowersji w literaturze dotyczy rozwoju tętnic nerkowych w okresie zarodkowym. Zagadnienie to opisane jest jedynie przez Felixa [18]. Większość prac opisuje okres płodowy, koncentrując się na wewnątrznerkowym unaczynieniu tętniczym [1,22,23,24]. Felix [18] podaje, że nerka we wczesnym okresie zarodkowym unaczyniona jest przez sieć tętniczą moczowo-płciową, która powstaje z odgałęzień tętnic śródnerczowych do nerki i gonad (ryc. 8).

W badaniach stwierdzono, że sieć moczowo-płciowa, tworząca się w piątym tygodniu, powstaje z odgałęzień tętnic śródnerczowych, a także z tętnic odchodzących od aorty do nerki i jest ona najbardziej gęsta w dolnej części śródnercza i nerki. W tej części stwierdzano także tętnice do śródnercza i nerki. W dalszych stadiach rozwoju, w miarę wstępowania nerek, tętnice śródnerczowe rozgałęziają się do śródnercza i nerki. Wyraźniej widoczne są bezpośrednie gałązki od aorty do nerki, które uczestniczą w tworzeniu sieci.

Kontakt nerki z nadnerczem powoduje, iż tętnice nadnerczowe oddają również gałęzie do nerek, które biorą udział w tworzeniu sieci okołonerkowej.

W ósmym tygodniu rozwoju zarodkowego obserwowano pojedynczą tętnicę nerkową odchodzącą od aorty do wnęki nerki. W tym okresie sieć naczyniowa ograniczona jest do śródnercza i gonady. Z badań wynika, że tętnica nerkowa wchodząca do wnęki nerki jest jedną z górnych tętnic śródnercza, która unaczynia nerkę i śródnercze, a która to po inwolucji górnych kanalików śródnercza zaopatruje jedynie nerkę. Przeprowadzone badania zaprzeczają "wędrowaniu" pojedynczej tętnicy nerkowej wraz ze zmianą położenia nerek.

Wnioski

1. Na początku szóstego tygodnia nerki wstępują do okolicy lędźwiowej, a pod koniec ósmego tygodnia ustalają swoje ostateczne położenie.

2. Do siódmego tygodnia rozwoju nerki unaczynione są przez sieć moczowo-płciową, która tworzy się z odgałęzień tętnic śródnerczowych. Otrzymują one również bezpośrednie gałęzie od aorty brzusznej.

3. Sieć moczowo-płciowa stanowi zawiązek łuku tętniczego okołonerkowego.

4. Począwszy od ósmego tygodnia nerka unaczyniona jest przez tętnicę nerkową, która odchodzi z przednio-bocznego obwodu aorty.

5. Tętnica nerkowa, wchodząca do wnęki nerki, jest jedną z górnych tętnic śródnercza, która unaczynia nerkę i śródnercze, a która to po inwolucji górnych kanalików śródnercza zaopatruje jedynie nerkę.

1. Kosiński H: Unaczynienie tętnicze nerek u człowieka. Rozprawa habilitacyjna. Bibl Uniw Med, Łódź. 1994, 1-250.
2. Bartel H: Embriologia. Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 2004.
3. Bielańska-Osuchowska Z: Zarys organogenezy. Różnicowanie się komórek w narządach. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2004.
4. Herzlinger D: Renal stem cells and the lineage of the nephron. Annu Rev Physiol 1994, 56, 671-689.
5. Torrey TW: The early development of the human nephros. Contr Embryol Carneg Inst, 1954, 35, 175-197.
6. Torrey TW: Morphogenesis of the vertebrate kidney. W: DeHahn R. L., Ursprung H. (eds) Organogenesis. Reinehart and Winston, New York 1965, 559-579.
7. O´Rahilly R, Muecke EC: The timing and sequence of events in the development of the human urinary system. Z Anat Entwicklungsgesch 1972, 138, 99-109.
8. O´Rahilly R, Müller F: Human embryology and teratology. 3rd ed. Willey-Liss Publ. New York, Brisbone, Singapore, Toronto 2001.
9. Jirasek JE: Development of the genital system and male pseudohermaphroditism. Johns Hopkins Press. Baltimore 1971.
10. Shikinami J: Detailed form of the Wolffian body in human embryos of the first eight weeks. Contrib Embryol Carnegie Inst 1926, 18, 49-61.
11. Gage SP: A three weeks human embryo with special reference to the brain and nephric system. Am J Anat 1905, 4, 409-443.
12. Politzer G: Die Entwicklung des Wolffschen Ganges beim Menschen. Acta Anat 1953, 18, 343-360.
13. Silverman H: Über die Entwicklung der Epithelplatten in den Corpuscula renalia der menschlichen Urniere. Acta Anat 1969, 74, 36-43.
14. Grobstein C: Inductive interaction in the development of the mouse metanephros. J Exp Zool 1955, 130, 319-340.
15. Gruenwald P: The mechanism of kidney development in human embryos as revealed by an early stage in the agnesis of the ureteric buds. Anat Rec 1939, 75, 237-247.
16. Saxen L, Koskimies O, Lathi A et al: Differentiation of kidney mesenchyme in an experimental model system. J Adv Morphogen 1968, 7, 251-293.
17. Saxen L, Sariola H: Early organogenesis of the kidney. Pediatr Nephrol 1987, 1, 385-392.
18. Felix W: The development of the urogenital organ. W: Keibel F, Mall EP, (eds): Manual of human embryology. Vol. II. Philadelphia and London 1912, 341-360.
19. Taylor GP: Kidney and urinary tract. W: Dimmick JE, Kalousek DK (eds) Developmental pathology of the embryo and fetus. J. B. Lippincott Co. Philadelphia 1922, 579-604.
20. Gościcka D, Szpinda M, Kochan J: Akzessorische Nierenarterien bei menschlichen Feten. Ann Anat 1996, 178, 559-563.
21. Dyson M: Urinary system. W: Bannister LH, Berry MM, Collins P, Dyson M, Dussek JE, Ferguson MWJ (eds). Gray´s anatomy. Churchill Livingstone. Edinburgh, London, New York, Philadelphia, Sidney, Toronto 1995, 199-217.
22. Edwards JG: The development of the efferent arteriole in the human metanephros. Anat Rec 1951, 109, 495-501.
23. Speller AM, Moffat DB: Tubulovascular relationships in the developing kidney. J Anat 1977, 123, 487-500.
24. Szpinda M, Kochan J, Molski S: Arterial kidney anastomoses in human fetuses. Med Sci Monit 1999, 5, 21-24.

Piotr Cieśliński
Klinika Urologii i Onkologii Urologicznej
ul. Szwajcarska 3
61-285 Poznań
tel. (061) 873 94 28
martahc@poczta.onet.pl