ANÁLISIS CUANTITATIVO DE DOS GENERACIONES RENALES EN EMBRIONES HUMANOS

Oscar Cañizares Luna, C Nélida Sarasa Muñoz, Aimeé Vila Bormey,
María Nelia Martínez Lima

INSTITUTO SUPERIOR DE CIENCIAS MEDICAS DE VILLA CLARA. "DR. SERAFIN RUIZ DE ZARATE RUIZ".
FACULTAD DE CIENCIAS MEDICAS. DEPARTAMENTO DE CIENCIAS MORFOLOGICAS
CUBA

Con el objetivo de caracterizar el comportamiento cuantitativo del área transversal de mesonefros y metanefros durante el período embrionario humano, se estudió una muestra de 21 especímenes procesados con la técnica de parafina y cortados transversalmente.

Las mediciones se realizaron aplicando el programa automatizado COMSDI PLUS. A los datos obtenidos se le realizó descripción estadística, se aplicaron pruebas no paramétricas para muestras independientes y se hizo análisis de correlación y de regresión lineal entre variables.

Se comprobó la tendencia al incremento de las áreas transversales de las estructuras estudiadas con diferencias significativas entre las semanas, la existencia de correlaciones entre distintas variables y la identificación de modelos matemáticos que expresan la relación entre las áreas transversales del mesonefros y del metanefros con la longitud cráneo raquis del embrión.

INTRODUCCION.

El desarrollo de la medicina del embrión exige conocimientos precisos de su morfología que sirvan de referencia para el diagnóstico prenatal histopatológico y ecográfico; razones éstas que justifican plenamente la realización de esfuerzos que amplíen progresivamente el campo del conocimiento cuantitativo del organismo humano en esta etapa tan temprana de la vida.

Los resultados de estudios morfométricos a partir de embriones humanos son aún muy escasos a escala nacional e internacional, al parecer por limitaciones en la obtención de muestras apropiadas y por el cúmulo de obstáculos que se presentan en el orden metodológico para emprender trabajos que tributen a las necesidades de la práctica médica actual.

Las investigaciones morfométricas realizadas de forma directa en células y tejidos embrionarios humanos, sin incluir los estudios de placenta y cordón umbilical, han sido en pequeñas muestras y orientadas principalmente al desarrollo temprano del corazón (1), estudios en estructuras y órganos específicos como el sistema excitoconductor del corazón (2), la retina (3), el estómago (4), la porción caudal del tubo neural (5) (6), las paredes cardíacas (7), o en regiones anatómicas como el espacio retroperitoneal (8) (9).

OBJETIVOS.

• 1. Caracterizar el proceso de crecimiento de los riñones mesonéfrico y metanéfrico embrionarios a partir del comportamiento de sus áreas transversales.
• 2. Determinar la existencia o no de correlaciones de las áreas transversales de los riñones mesonéfrico y metanéfrico con la longitud cráneo raquis del embrión.
• 3. Obtener posibles modelos matemáticos que permitan pronosticar el área transversal de los riñones mesonéfrico y metanéfrico a partir del conocimiento de la longitud del embrión.

MATERIAL Y METODOS.

Se utilizaron 21 embriones humanos obtenidos, a partir de embarazos tubáricos rotos intervenidos quirúrgicamente, clasificados por semanas de desarrollo según su longitud cráneo raquis en milímetros y fijados en solución de formaldehido al 8 % durante 2 -3 semanas; estos fueron procesados por la técnica de parafina y cortados transversalmente en su totalidad en sentido cráneo caudal con el objetivo de evaluarlos microscópicamente en busca de malformaciones del tubo neural, corazón y espacio retroperitoneal. En los embriones en que no fueron detectadas malformaciones se seleccionó una muestra de cortes representativos de los riñones mesonéfrico y metanéfrico en el espacio retroperitoneal y se realizaron mediciones automatizadas del área transversal de estos órganos mediante programa morfométrico COMSDI PLUS instalado en una computadora Pentium IV. El procesamiento estadístico de los datos primarios se realizó mediante paquete estadístico SPSS versión 10.0. Se realizó estadística descriptiva de las variables, se aplicaron las pruebas no paramétricas de Kolmogorov Smirnov y de Mann Witney y se hizo análisis de correlación y de regresión lineal de la longitud cráneo raquis como variable independiente y las áreas transversales como variables dependientes. Se consideró como diferencias altamente significativas cuando los valores de p fueron menores del 1 y significativas cuando p fue menor del 5 .

RESULTADOS.

En la tabla 1 se observa un incremento marcado de los valores promedio del área transversal del riñón metanéfrico de la semana 7 a la 8 con predominio de los valores del lado izquierdo para la semana 7 y del lado derecho para la semana 8. La variabilidad es elevada y se incrementa con el paso de la semana 7 a la siguiente y del lado izquierdo al derecho. El área transversal promedio del riñón metanéfrico aumentó más de tres veces en ambos lados entre las semanas 7 y 8. También se observa un marcado incremento de los valores promedio del área transversal del riñón mesonéfrico de las semanas 5 a la 8 en ambos lados con predominio del lado derecho para las semanas 5 y 6 y del lado izquierdo para las semanas 7 y 8. La variabilidad es elevada, se incrementa de la semana 5 a la 8 y predomina en el lado derecho para la semana 5 y en el lado izquierdo para las semanas 6, 7 y 8. El área transversal promedio del mesonefros se incrementó más de 8 veces en el lado izquierdo y más de 6 veces en el lado derecho entre el inicio y el final del segundo mes de desarrollo. En general, para este período de desarrollo los valores promedio de ambas variables y de variabilidad son elevados.

La aplicación de la prueba de bondad de ajuste de Kolmogorov Smirnov demostró que las variables no siguen una distribución normal y por tanto nos orientamos a la aplicación de pruebas no paramétricas para muestras independientes. La comparación entre semanas mediante la prueba de Mann Witney demostró la existencia de diferencias altamente significativas con valores de p< 0.01 (tabla 2) para la variable área transversal del riñón metanéfrico entre las semanas 7 y 8; así como para la variable área transversal del riñón mesonéfrico entre las semanas 5 - 6 y 6 - 7. No se encontraron diferencias entre las semanas 7 y 8. La comparación de variables homólogas entre lados izquierdo y derecho (tabla3) mediante la prueba de Mann Witney no encontró diferencias significativas con valores de p> 0.05.

El análisis de correlación lineal de las variables área transversal del riñón metanéfrico y área transversal del riñón mesonéfrico en ambos lados con la variable longitud cráneo raquis del embrión demostró (tabla 4) la existencia de correlaciones positivas moderadas y fuertes entre las mismas. El análisis de regresión realizado permitió encontrar modelos lineales cuyas ecuaciones y representaciones cartesianas (tabla 4 y gráficos 1, 2, 3 y 4) reflejan las relaciones matemáticas existentes entre la longitud cráneo raquis y las áreas transversales de ambas estructuras.

La variabilidad encontrada en las variables estudiadas pudiera estar en relación con un conjunto de factores que se asocian al proceso de formación, crecimiento y desarrollo de estas estructuras y que están fuera de la acción de los investigadores. Entre ellos se encuentran la talla de los padres pues como se conoce la información genética es importante en las dimensiones corporales de la descendencia, el tipo constitucional del nuevo organismo por la relación existente entre el aspecto externo del individuo y determinadas características de sus órganos internos; el estado nutricional de la madre el cual tiene gran repercusión en el desarrollo embrionario ya que las reservas metabólicas con que la gestante inicia su embarazo son determinantes en el desarrollo del producto, lo que es también influido por estilos de alimentación y de vida, los hábitos tóxicos etc. Otro factor que ha sido señalado por varios autores es el sexo del embrión, el que tiene influencias determinantes en las dimensiones de los riñones metanéfricos y del mesonefros, según éste participe o no en la formación de algunos conductos genitales y de la propia gónada, por razones genéticas y endocrinas diferenciales relacionadas directamente con su desarrollo (10 - 14).

Por otra parte, existen características anatómicas y espaciales como la situación bilateral de las estructuras con su eje longitudinal orientado en la misma dirección que el eje principal del cuerpo del embrión, de manera que el encorvamiento característico del embrión en sentido cráneo caudal tiene incidencia sobre la disposición espacial de dichas estructuras. Sobre el área transversal del riñón metanéfrico puede influir además la forma alargada del órgano con diferencias evidentes entre sus bordes y entre sus extremos como consecuencia del crecimiento diferenciado que experimenta el mismo y su superficie lobulada como expresión externa del proceso de ramificación de la yema ureteral durante la formación del riñón metanéfrico. Se añaden a estos elementos otros asociados al desplazamiento espacial del riñón desde la cavidad pélvica hacia la región lumbar, su alejamiento de la línea media según asciende, la rotación sobre su eje longitudinal y la convergencia hacia arriba de dichos ejes durante los primeros meses del período prenatal. Para el área transversal del riñón mesonéfrico la variabilidad puede estar asociada a la forma tan alargada de este órgano con una porción superior más o menos vertical y otra inferior oblicua, con un calibre no uniforme y una superficie irregular; pero principalmente su naturaleza de órgano temporal en el que al tiempo que crecen los túbulos caudales, los más craneales involucionan; así como las influencias determinantes en los mismos de la diferenciación sexual.

El incremento sostenido de los valores promedio de las variables estudiadas de una semana a otra durante todo el período embrionario está en correspondencia con el crecimiento rápido que se produce en esta etapa del desarrollo, aún cuando éste se enmascara con los procesos de diferenciación celular. Es conocido que el crecimiento del organismo humano durante los primeros meses del período prenatal es notablemente superior en velocidad al del resto de las etapas de la vida (13) (16).

El crecimiento del riñón metanéfrico desde su formación inicial al comienzo de la quinta semana, en la vecindad del sacro en la cavidad pélvica, está en estrecha relación con otros mecanismos embriogénicos que se manifiestan en la yema ureteral, el blastema metanéfrico y el mesénquima angiogénico, entre los cuales se destacan las interacciones recíprocas y la diferenciación celular seguidos de migraciones celulares y algunos procesos de apoptosis. El crecimiento del riñón metanéfrico no sigue como las generaciones renales anteriores un gradiente de crecimiento cefalocaudal, sino que tiene un patrón de crecimiento radial que rige las ramificaciones de la yema ureteral en 16 o más generaciones de conductos que darán origen a los elementos anatómicos definitivos del sistema pielocalicial y a varios millones de túbulos colectores así como a un incremento progresivo del número de nefronas que crecen y se desarrollan desde las partes más profundas hacia la superficie del órgano para llegar a cerca de un millón de unidades excretoras al término del embarazo. Este patrón explica la forma en que crece el órgano en todas direcciones, aunque con carácter diferencial. En este complicado proceso interviene la secreción del factor de crecimiento derivado de plaquetas (FCDP), la secreción de factor neurotrópico derivado de células gliales (GDNF) regulado por el gen Wt -1, la síntesis de condroitín sulfato, la producción de factor de crecimiento de fibroblasto (FGF-2) y de proteína morfogénica ósea (BMP-7) entre otros elementos que forman parte de las bases moleculares del crecimiento y desarrollo del riñón (10 - 16).

El crecimiento del mesonefros a partir de la quinta semana del desarrollo también es intenso a pesar de tratarse de una estructura temporal, pues en esta etapa funciona como riñón interino hasta el inicio del período fetal cuando el riñón metanéfrico comienza a funcionar. Su proceso de involución se hace evidente a partir de la octava semana y parece comenzar por el lado derecho según nuestras observaciones (10 - 13).

La presencia de diferencias significativas de las variables entre semanas puede ser una señal de que el crecimiento se produce a gran velocidad como es característico de esta etapa del período prenatal humano. Aún cuando los valores promedio de las variables tienden a ser predominantes hacia el lado derecho no podemos hablar de una asimetría cuantitativa de tipo quiral como existe para los órganos impares, pues las pruebas estadísticas aplicadas arrojan resultados que sugieren el cumplimiento del principio de simetría bilateral descrito cualitativamente para los órganos pares; y más aún la existencia de una relación muy estrecha en el proceso de crecimiento entre los órganos pares no sólo para los riñones metanéfricos, sino también para el riñón mesonéfrico.

Los resultados del análisis de correlación y de regresión parecen indicar que la longitud cráneo raquis no sólo es un indicador del crecimiento global del cuerpo del embrión en sentido cráneo caudal, sino que además pudiera ofrecer información sobre el crecimiento de las generaciones renales. Los modelos lineales encontrados para cada variable expresan una relación matemática entre la longitud cráneo raquis como variable independiente y las áreas transversales de los riñones metanéfrico y mesonéfrico como variables dependientes que pudiera estar en relación con el comportamiento de los órganos del espacio retroperitoneal embrionario como un dominio de desarrollo con características propias como es común observar en esta etapa del desarrollo del embrión (10)

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS.

1. Obrucnik M, Lichnovsky V, Malinsky J Morphometry of early developmental stages of the embryonal and fetal heart in man. Gegenbaurs Morphol Jahrb 1971;117(1):131-3

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6. Sarasa Muñoz N, Vila Bormey MA, Cañizares Luna O, Martínez Lima MN, Hernández Borroto CE, Díaz Rojas P. Morphometric evoluation of some diameters of the caudal part of the human neural tube during the embryonic period].Rev Neurol. 2001 Oct 1;33(7):698-9.

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8. (Cañizares Luna O, Sarasa Muñoz N, Díaz Rojas P. 2003), Morfometría retroperitoneal de embrión humano de seis semanas de desarrollo. Medicentro 2003;7(1) en http:/www.capiro.vcl.sld.cu

9. Cañizares Luna O. Sarasa Muñoz N. Vila Bormey MA. Martínez Lima ME. Díaz Rojas P Morfometria del riñon metanefrico y la glándula suprarrenal en el periodo embrionario y fetal temprano. Medicentro 2003;7(3) enhttp:/www.capiro.vcl.sld.cu

10. Collins P. Embriología y Desarrollo. En: ANATOMIA DE GRAY. Bases anatómicas de la medicina y la cirugía. 38 ed. T1 Harcourt Brace. Madrid 1998. capítulo 3 p. 91-120)

11. Carlson Bruce M. Embriología Humana y Biología del Desarrollo. Segunda Edición. Ediciones Harcourt S. A. Madrid 2000. Capítulo 15 Sistema Urogenital 361 - 396.

12. Moore Keith L. Persaud T.V.N.Embriología Clínica. 6ta edición México 1999. Mc Graw - Gill Interamericana editores. Capítulo 5 Período Organogénico 87-111.

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18. Bernardini N; Bianchi F; Lupetti M; Dolfi A Immunohistochemical localization of the epidermal growth factor transforming growth factor alpha, and their recptor in the human mesonephros and metanephros Dev Dyn 1996 Jul;206(3):231-8