OrganogenesisSistem urogenitalia

Mesoderm intermediat• Berlokasi dorsolateral

antara somit danmesoderm lateral

• Membentuk sistem• Membentuk sistemurogenital:  – ginjal (membentuk urin), 

t (t i d iureter (transpor urin dariginjal ke kantung kemih) dan uretra (transport urindari kantung kemih ke luargtubuh)

– Gonad: kelenjar reproduksiutama

• Pematang nefrogenikmerupakan bagianpematang urogenitalpematang urogenitalyang membentuksistem urinaria

Derivat struktur ginjal dewasadari struktur ginjal embrionikdari struktur ginjal embrionik

Strukturembrionik

Derivatnya pada organismedewasa

Kuncup UreterKuncupureterik(divertikulummetanephric)

UreterRenal pelvis

Kaliks mayor dan minor

tubulus penampungp p g

Mesoderm Metanefrik

glomerulus+ kapiler ginjal

Kapsula Bowman

Tubulus kontortus proksimal

Loop of Henle

Tubulus kontortus Distal

OverviewTi t i j l t b t kTiga set ginjal yang terbentuksecara bertahap dalam embrio :  

1. Pronephros ginjal yang 1. Pronephros ginjal yang rudimen dan tidak berfungsi danakan mengalami regresi secarasempurna

2 Mesonefros berfungsi hanya2. Mesonefros berfungsi hanyauntuk waktu yang singkat dantetap dipertahankan sebagaiduktus mesonefros (Wolff)

3 Metanefors membentuk ginjal3. Metanefors membentuk ginjaldewasa. Berkembang darikuncup ureteris (ureteric bud), yaitu outgrowth dari duktusmesonefros dan medodermmesonefros dan medodermmetanefri berasal dari bagiankaudal pematang nefrogenik

Ginjalsistem urogenital mengalami 3 fasepembentukan ginjal fungsional. 

Pronephros:Pronephros:• Terdapat pada bagian leher hewan vertebrata• Hanya pada ikan yang dipertahankan sampai dewasa• Melakukan ultrafiltrasi darah yang dimasukkan ke coelom• Silia menggerakan carian coelom ke dalam nefrostom• Melakukan reabsorpsi dan limbah dimasukan ke dalam kloaka• Pada manusia, Berkembang mulai awal minggu ke‐4 • Sel‐sel mesenkim beragregasi di bagian leher embrio, tidak fungsionalSel sel mesenkim beragregasi di bagian leher embrio, tidak fungsional

sebagai ginjal , segera dibentuk menjadi ligamen• Pronefros diikatkan ke duktus pronefros• Duktus promesonefros digunakan pada stadium perkembangan

ginjal berikutnya ujung duktus di caudal daerah kloaka sampaiginjal berikutnya, ujung duktus di caudal daerah kloaka sampaike sel mesenkim pronefros yang beragregasi

• Sel‐sel agregat pronefros berdegenerasi

Mesonephros:M f ih di h k i d d ik d fibi• Mesonefros masih dipertahankan sampai dewasa pada ikan dan amfibi

• Banyak memiiliki segmen‐segmen, nefron• Pada manusia, Mesonefros mulai berkembang pada akhir minggu ke empat• Terletak pada bagian kaudal proneferosp g p• Mesonefros terdiri atas tubulus glomerulus dan tubulus mesonefros yang terbuka ke

duktus mesonefros, terusan dari duktus pronefros• Saluran mesonefros terbuka ke kloaka• Mesonefros akan bedegenerasi tetapi tubulus dan duktusnya merupakan derivat yangMesonefros akan bedegenerasi tetapi tubulus dan duktusnya merupakan derivat yang 

masih dipertahankan pada organisma dewasa (tubulus membentuk duktus eferentes danduktus pembentuk struktur reproduksi)

Metanephros• Bagian yang paling posteriorBagian yang paling posterior • Ginjal permanen, dipertahankan sebagai ginjal pada reptil, burung dan mamalia• Mulai terbentuk pada akhir minggu ke‐5• Terbentuk dari kuncup ureterik dan mesenkim metanefrikp• Fungsional pada minggu ke‐9• Urin dibentuk dan dikeluarkan ke cairan amnion

• Mengandung sejumlah besar nefron

Pada saat ginjal tumbuh kuncup ureterik terbentuk sebagai penonjolan seperti jari. Empat generasi penonjolan pertama membentuk kaliks mayor, dua generasi

berikutnya membentuk kaliks minor dan penonjolan berikutnya membentuk tubulusl d l kpenampung yang lurus dan melengkung

Mesenkim metanefrik dibentuk dari bagian kaudal massa intermediate danl l k kmengelilingi ujung kuncup ureterik

Kegagalan kuncup ureterik untuk kontak dengan mesenkim metanefrikberakibat pada pembentukan ginjal agenesis

Lobulasi pada permukaan ginjalp p g j• Terjadi agregasi mesenkim metanefrik• Terdapat membran basal yang melingkupi bagianp y g g p gpermukaan luar sel epitel

• Terjadi polarisasi sel• Nefron fungsional akhirterjadi dengan pertumbuhan sentrifugal dari nefron

Tubuluh penampung yang melengkung menginduksi pertumbuhan mesenkim disekitarnya, yang membentuk tubulus dalam massa mesoderm. Tubulus membentukbagian nefron: glomerulus, kapsula Bowman, tubulus kontortus dan loop Henle

• Urin diekskresikan ke dalam rongga amnion olehfetus membentuk komponen utama cairanamnion. Pembentukan Urin mulai pada akhirtrimester pertama (minggu 11 sampai 12) danditeruskan sepanjang hidup fetusditeruskan sepanjang hidup fetus. 

• Ginjal berkembang dalam pelvis dan naik selama• Ginjal berkembang dalam pelvis dan naik selamaperkembanganke lokasi ginjal dewasapada T12‐L3. Umumnyaterjadi pada minggu ke ‐9.  

• Ginjal mengalami rotasi, hila menghadaphila menghadapanteromedial

KIDNEY AGENESIS TERJADI JIKA KUNCUP URETERIK TIDAK KONTAK DENGAN MESENKIM METANEFIK

ATAU DUKTUS MESONEFROS TIDAK MEMBENTUK KUNCUP URETERIK. AKIBAT DARI KEGAGALAN

PEMBENTUKAN NEFRON ADALAH KARENA ADA INDUKSI DARI MESENKIM

Kidney agenesis bisa merupakan unilateral, jarang terjadi (kira‐kira 1:1000 lahir hidup) atau bilateral. Jika unilateral, ginjal yang lain biasanya hipertrofi akibat kompensasihil i j l il l i i k li i d j di khilangnya 1 ginjal. Unilateral agenesis seringkali tanpa simptom dan jarang ditemukanpada bayi.   Bilateral agenesis berakibat oligohydramnios (fetus tidak dapatmengeluarkan urin dan cairan amnion kurang (< 400ml)  karena tidak adanya cairanyang dieksresikan ke dalam rongga amnio Efek dari kelainan ini dapat dilihat dariyang dieksresikan ke dalam rongga amnio. Efek dari kelainan ini dapat dilihat dariwajah bayi, Potter facies (hidung memipih, pasangan telinga rendah, jari menebal & memanjangdan kematian pada umur beberapa bulan sesudah lahir.  

Seen in the right panel is the characteristic facial appearance with oligohydramnios, with prominent infraorbital creases and a flattened nose. In the left panel the hand appears to have excessive skin folds, like a loose glove. 

Agenesis refers to the absence of formation of a body part in embryogenesis. Here the kidneys are absent from the 

d h l ll l

Oligohydramnios restricts fetal movement. The umbilical cord may be short.

retroperitoneum, and this renal agenesis will result in oligohydramnios, because amniotic fluid is mainly derived from fetal urine. The oligohydramnios leads to deformations such as a constricted chest, diminished lung development, and pulmonary hypoplasia.

• Horseshoe KidneyHorseshoe kidney terjadi jika kutup inferior ginjal berfusi. Ginjal yang berfusi tidak dapatb k k t k i i dbergerak ke atas ke posisi dewasa secarafisiologis karena ginjalnya tertahan padapembuluh darah mesenterik inferior 

Pelvic kidney• Pelvic Kidney

Ginjal pelvic kidney merupakan ginjal yang gagal bermigrasi ke posisi dewasa Pada

Pelvic kidney

gagal bermigrasi ke posisi dewasa. Padacrossed ectopia satu ginjal dan ureter yang berasosiasi bermigrasi ke posisi berlawanan

Korelasi klinisKorelasi klinis• Urachial Fistula

Jika lumen alantois berada pada bentuk urachus, maka akan terjadikomunikasi abnormal antara kantung kemih dan umbilikus yang dikenaldengan nama urachal fistula.  Seringkali kondisi ini menyebabkan urinmenetes sedikit sedikit dari umbilikus saat bayi menangis. Komunikasi blind‐ending tidak akan mengalirkan urin dikenal urachal sinus.

• Penyakit Congenital Polycystic ginjal

Kondisi resesif autosom ditunjukkan dengan adanya banyak kista heterogendalam parenkim ginjal. Penyebab patogenesisnya belum diketahui.

The two enormous masses beneath the liver are cystic kidneys. This is an example of autosomal recessive polycystic kidney disease 

Hubungan perkembangan organ genitalia dengani iurinaria

• Perkembangan organ genital berkaitan dengan sistemurinaria  

• Berasal dari mesoderm intermadiatP i di l ll• Primordial germ cells merupakan turunan ektoderm

migrasi ke gonad• Pada jantan : perkembanganPada jantan : perkembangan

testes dipengaruhi mesonefros• Pada betina, mesonefros tidak

berperan dalamperkembangan gonad

Gonadogenesis: pembentukan gonad (testis/ ovarium)

• Mesoderm intermediat : struktur memanjang pematangurogenital (crista urogenitalis), yang terletak pada kedua sisiurogenital (crista urogenitalis), yang terletak pada kedua sisidari embrio

• Mesoderm intermediat Terdiri atas dua bagian : – pita nefrogenik yang akan menjadi apparatus urinaria dan

– pematang genital yang menjadi gonad

• Pematang genital memanjang mulai dari bagian thoraks atas kePematang genital memanjang mulai dari bagian thoraks atas kedaerah kloaka

• Bakal gonad berkembang yang akanberkembang hanya bagian tengah saja. Bagian kranial dan kaudal pematangurogenital membentuk pita‐pita gonad g p p gatas dan bawah. 

Bakal pematang genital Umur 5 minggu(embrio manusia)( )

Perkembangan gonad indiferen dengan migrasi Primordial germ cells (PGC/BSK bakal sel kelamin) pada umur sekitar 6 minggu

Jantan Betina‐Medulla >>>> ‐medulla <<<‐ pita seks ‐ pita seks primer<<

‐ pita seks sekunderrete testis (pita sekskortikal)

&T. seminiferus & sel sertoli  ABP sel folikel

‐ PGC (BSK)PGC (BSK)

OogoniaSpermatogonium

‐ stroma  tekaSel mesenkim (stroma)

‐ D. MüllerSel Leydig  ⎯⎯⎯→ steroid 

sekresi oviduk

‐ Tunika albuginea ‐ D. Wollf  tidak berkembang‐ korteks <<‐ sal. Wollf

v. eferens4 weeks : indiferent

8 k diff ti tiepididimis

v. Deferens

8 weeks : differentiating20 weeks : definitive gonad

Differentiation of indifferent gonads

fenotip jantanGenital tubercle                                      penis

Genital enlargement skrotum

Endotelium uretra prostate

Y ChromosomTestis determiningSubstance (Y antigen)

Sel Leydig Sal. WollfGonad indiferen⎯→ testis testosteron

ABP • Epididimis

Sel sertoli

ABP Epididimis• V. Deferens• Vesikula seminalis

Faktor anti Sal. Müller

BSK                    SpermatozoaSal. Müller

berdegenerasi

♂ Stadium indiferen ♀ Testis Gonad OvariumTestis Gonad OvariumTub. Seminiferus (sel Sertoli)

Pita seks Sel-sel folikel

Vas eferens Tub. Mesonefros (Epooforon) Duktus epidimis Vas deferens

Duktus mesonefros (Sal. Wollf)

Degenerasi (Saluran kista Gartner)

Degenerasi Sal Müller (Duktus Oviduk uterusDegenerasi Sal. Müller (Duktus paramesonefros)

Oviduk, uterus, (bagian vagina ?)

Kandung urine, uretra atas (anterior)

Sinus urogenital (atas)

Kandung urine, uretra( ) ( )

Uretra bawah (kaudal)

Sinus urogenital (bawah)

Vestibul

Penis Tuberkel genital Klitoris Al t il Li t it l L bi iAlas uretra penil (dasar penis)

Lipatan genital Labia minora

Skrotum Pembengkakan genital

Labia mayora genital

Pembentukan anggota tubuhPembentukan anggota tubuh

P b t k t t b hPembentukan anggota tubuh aves

• Mulai pada hari ke‐3 setelah ditelurkan

• Anggota badanberkembang daritunas anggota /limb b d d di dibud pada dindingtubuh embrio

Development of the Chick Limb II

Perkembangan anggota tubuh• Pada saat tunas anggota terbentuk, sel‐sel pada daerah “progress zone” berproliferasi dan sel‐sel mempertahankan posisinya

•Ketika sel meninggalkan daerah “progress zone”, rawan mulaiberdiferensiasi dan komponen lainnya mendapatkan informasi posisiyang harus ditempatiy g p

Embryonic Chick Wing (day 10)Embryonic Chick Wing (day 10)

Pengatur arah perkembangan anggota tubuhAPICAL ECTODERMAL RIDGE (AER) b j b k• APICAL ECTODERMAL RIDGE (AER) bertanggung jawab untukmembentuk pola proximo‐distal anggota tubuh, pada area “progress zone”

• Sinyal diberikan dari AER ke daerah “progress zone” dan dari daerah“progress zone” ke AER (reciprocal)

Pengatur arah perkembangan anggotaPengatur arah perkembangan anggotatubuh

• ZONE OF POLARIZING ACTIVITY (ZPA) bertanggung jawab dalam pola antero‐posterior anggota tubuh

• EkTODERM mengendalikan sumbu c dorso‐ventral

• Perbedaan aktivitas gen yang mengendalikan informasi posisibertanggung jawab untuk perkembanganstr kt r anggota badan (i e sa ap atastruktur anggota badan (i.e.. sayap ataukaki )

Gen‐gen yang berperan dalamb k b hpembentukan anggota tubuh

• Sonic Hedgehog (Shh)– Gen Shh gene mengkode molekul

• Fibroblast Growth Factor 4 (FGF‐4)– Anggota dari keluargamengkode molekul

sinyal induksi yang berperan selamaembriogenesis

– Anggota dari keluargaFGF 

– Menstimulasi sel‐selmesoderm danembriogenesis

– Berperan dalammenentukan nasib selSi l t d l

mesoderm danmengarahkan sinyaluntuk perkembangannyaFGF 4 / ti d– Sinyal utama dalam

menentukan polasumbu antero‐posterior l k k

– FGF‐4 ‐/‐ mati padahari ke 5

– Pada jaringan dewasa– Alx‐4menekan ekspresiShh

tidak aktifditranskripsikan

Pentingnya studi perkembanganPentingnya studi perkembangananggota tubuh

• Memahami proses dasar• Hubungan secara klinis:

– Beberapa data statistik:o Frekuensi abnormalitas tergantung pada derajatk hkeparahan

oDuplikasi digit merupakan kelainan yang paling umum ( ~1 dalam 300 kelahiran)( )

o Kegagalan utama dalam pembentukan lebih jarang(~ 1 dalam 100,000 kelahiran)

))

Child with unilateral amelia

This is sirenomelia. The term comes from "siren" or "mermaid" because of the characteristic fusion of the lower extremities that results from a failure in the development of a normal vascular supply to lower extremities from the lower aorta in utero.

Sirenomelia (caudal dysgenesis)( y g )gastrulation disruption. Loss of mesoderm in the lumbosacral region has resulted in fusion of limb  Child with micromelia The buds and other defects.

Child with micromelia. The hand is attached to the trunk by irregularly shaped bone.

Example of abnormality absent of hands (+ legs)

(amelia/ phocomelia) caused by thalidomide (anti-vomiting)

Syndactyly represents fusion of two or more digits. It can be an isolated finding or part of syndromes that define patterns of anomalies. Most of these syndromes do not have a specific 

d f d f d h h dgenetic defect yet defined, though some do. Seen above are the digits of the hand fused together. Below, the foot has rudimentary, partially fused digits.

Abnormalitas pada digit

Polydactyly – duplikasi

These are clenched hands resulting from camptodactyly (fingers bent over) and Deformation from constraint withcamptodactyly (fingers bent over) and clinodactyly (fingers inclined to one side or the other). This particular appearance is very suggestive of trisomy 18.

Deformation from constraint with oligohydramnios in utero can result in the appearance of the club feet (varus deformity) seen here. The feet are turned inward.