Hệ tiết niệu có chức năng điều hoà nội môi đồng thời là một tuyến nội tiết, hệ bao gồm: (1) Thận: lọc nước tiểu; (2) Niệu quản: dẫn nước tiểu; (3) Bàng quang: lưu giữ nước tiểu và (4) Niệu đạo: thải nước tiểu ra ngoài.
Hệ sinh dục có chức năng tạo giao tử và chế tiết hormone sinh dục, bao gồm: (1) Cơ quan sinh dục ngoài và (2) Cơ quan sinh dục trong.
Như vậy, về mặt chức năng, hai hệ tiết niệu và sinh dục có nhiệm vụ chuyên biệt khác nhau, nhưng về mặt phôi thai và giải phẫu học, chúng lại liên hệ mật thiết với nhau. Cả hai đều phát triển từ trung bì trung gian [1] dọc theo thành sau ổ bụng và lúc đầu ống bài tiết của cả hai đều đi vào một ổ chung: ổ nhớp [2]. Càng về sau, mối liên quan này càng thấy rõ, nhất là ở nam giới: ống bài xuất ban đầu chỉ để dẫn nước tiểu nhưng sau đó, nước tiểu và tinh dịch đều đi qua đường này. Vì vậy, khi mô tả và nghiên cứu, sự phân biệt giữa hai hệ chỉ có tính cách tương đối.
Khi phôi khép mình, trung bì trung gian di chuyển khỏi các đốt nguyên thủy [3] lên phía trên, đến hai bên động mạch chủ tạo thành gờ niệu dục [4].
Gờ này sẽ tạo nên hệ sinh dục và hệ tiết niệu. Phần tạo hệ tiết niệu gọi là dải sinh thận [5], còn phần tạo hệ sinh dục là gờ tuyến sinh dục [6]hay gờ sinh dục [7].
Sự hình thành thận
Theo thời gian và không gian, dải sinh thận sẽ lần lượt tạo ra tiền thận, trung thận và hậu thận.
Tiền thận [8]:
Đầu tuần thứ 4, các đốt phôi cổ tạo nên các đốt phôi thận vùng cổ hay tiền thận. Tiền thận chỉ phát triển đến mức độ đốt phôi rồi tiêu đi.
Như vậy, tiền thận là cấu trúc nguyên sơ không có chức năng, nó được xem như là một sự lặp lại của quá trình tiến hoá. Ở một số động vật cấp thấp, tiền thận có chức năng bài tiết (ví dụ: cá miệng tròn).
Trung thận [9][10]:
Vào cuối tuần 4, khối trung bì trung gian từ vùng ngực, thắt lưng và xương cùng của phôi biệt hoá thành trung thận và chứa khoảng 40 cặp vi ống thận 107
Các vi ống xuất hiện từ trên xuống dưới: khi bên dưới hình thành thì bên trên tiêu đi. Cuối tuần 5, có khoảng 20 cặp vi ống.
Các vi ống thận biệt hoá thành các đơn vị sinh niệu, về phía đầu có một cuộn mạch ấn lõm vào tạo thành bao Bowman. Đơn vị sinh niệu và bao Bowman gọi chung là tiểu cầu thận.
Cặp ống trung thận xuất hiện ban đầu ở vùng ngực, phía sau ngoài trung thận, sau đó tăng trưởng xuống dưới, dính vào ổ nhớp. Lúc này, ống bắt đầu tạo lòng từ dưới lên trên, biến ống từ đặc thành ống trung thận có lòng.
Các vi ống thận sau đó dính vào các ống trung thận, vì vậy đơn vị sinh niệu có thể đổ vào ổ nhớp.
Trung thận có tạo ra nước tiểu từ tuần 6 đến tuần 10, sau đó thì tiêu đi hoàn toàn ở nữ, ở nam thì ống trung thận và một số vi ống thận tạo nên các cấu trúc quan trọng của đường sinh dục.
Hậu thận [11] hay thận vĩnh viễn:
Hậu thận bắt đầu nảy mầm cuối tuần 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 [12].
Đầu dưới các ống trung thận cho ra nụ niệu quản[13]. Sau đó, nụ niệu quản chia đôi thành hai nhánh kích thích mầm sinh hậu thận phân thành hai thùy: trên và dưới. Nụ niệu quản tiếp tục phân chia, lần phân nhánh đầu tạo nên bể thận, 4 lần kế kết hợp thành đài thận lớn, các ống của 4 lần tiếp tạo ra đài thận nhỏ. Các ống của các thế hệ còn lại tạo nên các ống góp khác nhau, tổng cộng nụ niệu quản phân nhánh khoảng 12 – 13 thế hệ.
Do ống góp chia nhánh nhiều lần, mầm sinh hậu thận bị đẩy ra chung quanh các ống này và sau cùng bị đứt đoạn. Các tế bào trung mô họp thành từng đám nhỏ hình mũ gọi là mũ hậu thận, sau đó chúng biệt hoá thành túi thận. Các túi thận nhanh chóng trở thành vi ống thận có một đầu kín còn đầu kia thông với ống góp. Đầu kín có cuộn mao mạch ấn lõm vào trở thành bao Bowman. Đoạn thông với ống góp dài dần và lần lượt tạo ra ống lượn gần, quai Henlé và ống lượn xa.
Như vậy, thận vĩnh viễn hình thành từ hai nguồn là nụ niệu quản và mầm sinh hậu thận. Đoạn thân nụ niệu quản thành niệu quản, đoạn đầu thành bể thận, chúng phân chia cùng với mầm sinh hậu thận tạo ra nhiều thùy. Do đó, thận phôi thai có nhiều thùy, số lượng giảm dần theo thai kỳ, nhưng có thể thấy rõ ở trẻ mới sinh. Các thùy giảm dần do các nephron tăng trưởng kích thước (không tăng số lượng), tuy nhiên, trong vòng vài tháng sau sanh, ở vùng vỏ thận, một số mô trung mô chưa biệt hoá nên cũng có thêm một số nephron được hình thành.
Di chuyển của thận:
Lúc đầu, thận nằm trong vùng chậu hông, phía trước xương cùng. Do ổ bụng lớn thêm, phôi mất độ cong, thận từ từ đi lên, đến tuần thứ 9 thì tới vị trí thận vĩnh viễn. Một số tác giả khác cho rằng thận đi lên là do nụ niệu quản lớn lên.
Trong quá trình đi lên, lúc đầu rốn thận hướng về phía trước, sau đó do thận xoay 900 nên rốn thận dần dần hướng vào trong.
Khi đi lên, thận được phân bố những nhánh động mạch ngày càng cao. Ban đầu là động mạch chậu chung, về sau là các nhánh khác của động mạch chủ. Đến tuần thứ 9, khi di chuyển sát đến tuyến thượng thận thì dừng lại và nhận một trong những nhánh cao nhất của động mạch chủ bụng (động mạch thận vĩnh viễn).
Sự hình thành bàng quang và niệu đạo
Vách niệu-trực tràng[14] ngăn ổ nhớp thành xoang niệu-dục nguyên thủy[15] ở trước và ống hậu môn-trực tràng ở phía sau. Xoang niệu-dục gồm 3 đoạn từ trên xuống dưới: đoạn bàng quang ở phía trên cùng, đoạn chậu hông ở giữa (hẹp lại thành đáy bàng quang tạo nên niệu đạo màng và niệu đạo tiền liệt) và đoạn dương vật ở dưới cùng phình ra sát màng niệu-dục.
Bàng quang:
Đoạn bàng quang của xoang niệu-dục thông với niệu nang ở phía bụng và ống trung thận dọc ở phía lưng. Do thận đi lên, các lỗ niệu quản dời lên theo, kết quả là các ống trung thận dọc và niệu quản mở riêng rẽ vào bàng quang. Các lỗ của ống trung thận ở nam tiến sát vào nhau, đổ vào đoạn niệu đạo tiền liệt và đoạn dưới trở thành ống phóng tinh. Ở nữ, ống trung thận bị thoái hoá đi. Các lỗ niệu quản ngày càng xa nhau do bàng quang lớn dần, hai lỗ niệu quản cùng với các lỗ của ống trung thận giới hạn một vùng gọi là tam giác bàng quang [16].
Niệu đạo:
Toàn bộ biểu mô niệu đạo nữ và phần lớn ở nam có nguồn gốc nội bì xoang niệu-dục. Riêng đoạn niệu đạo quy đầu ở nam có nguồn gốc ngoại bì do mầm niệu đạo quy đầu tạo nên (từ ngoại bì tiến vào trong quy đầu đến đoạn niệu đạo xốp, nối vào và tạo lòng).
Phát triển bất thường
Những dị tật của thận:
U nang thận bẩm sinh hay tật thận đa nang [17]: là tình trạng thận có nhiều nang nhỏ ở trong nhu mô, thường gây ra suy thận và dẫn tới tử vong nếu không được ghép thận. Bệnh có thể do di truyền gien lặn, gien trội hoặc đa yếu tố. Nguyên nhân có thể do bất thường ống góp, bất thường nụ niệu quản, hoặc bất thường vi ống thận gây nghẽn tắc, ứ đọng nước tiểu.
Thận không phát triển [18]: hiếm gặp, chỉ thấy ở thai còn trong bụng mẹ vì không thể sống lâu sau khi ra đời. Nguyên nhân là do nụ niệu quản không tiến vào mầm sinh hậu thận hoặc do nụ niệu quản bị thoái hoá sớm.
Thận lạc chỗ: liên quan đến quá trình đi lên của thận. Nguyên nhân: vì mầm sinh hậu thận nằm gần chỗ chia nhánh của động mạch chủ nên các nhánh này có thể gây rôí loạn sự đi lên của thận.
Thận hình móng ngựa [19]: trong quá trình phát triển, đầu dưới hai mầm sinh hậu thận bị sát nhập vào nhau, tạo thành hình chữ U hoặc hình dĩa.
Thận thừa [20]: do có hai nụ niệu quản.
Thận xoay bất thường: hiếm gặp, thường kèm theo thận lạc chỗ.
Dị tật bàng quang:
Lộ bàng quang: hiếm gặp, chủ yếu chỉ gặp ở nam. Nguyên nhân: do quá trình khép mình của phôi không hoàn toàn,làm thành trước bụng không khép hết.
Tật của nang ống niệu rốn:
Ống niệu rốn là ống nối giữa bàng quang và rốn, khi ra đời ống sẽ bị xơ hoá để trở thành dây chằng rốn giữa. Trong trường hợp còn tồn tại sẽ cho ra một số tật như tật nang ống niệu rốn, tật dò ống niệu rốn, tật xoang ống niệu rốn …
Phôi thai sinh lý học
Tiền thận không có chức năng, chỉ là quá trình lặp lại của sự tiến hoá.
Trung thận tạo nước tiểu từ tuần 6 đến tuần 10.
Hậu thận hay thận vĩnh viễn: nước tiểu được tạo ra trong suốt thai kỳ, được tiết vào khoang ối và chiếm phần lớn lượng nước ối. Do chất thải trong quá trình chuyển hoá được bài tiết bằng tuần hoàn nhau-thai nên trước khi ra đời, thận không có chức năng điều hoà nội môi. Trong bụng mẹ, thai uống nước ối, mỗi ngày thai trưởng thành có thể uống trung bình vài trăm mililít nước. Sau đó, nước ối được hấp thu vào ống tiêu hoá, và vì vậy, thận có chức năng điều hoà, giữ hằng định lượng nước ối trong buồng tử cung.
Trong các trường hợp vô thận hoặc nghẽn niệu đạo, lượng nước ối bị thai uống vào không được bù lại bằng lượng nước tiêu thải ra nên sẽ gây ra tình trạng thiểu ối.
[1] intermediate mesoderm: còn gọi là trung bì giữa
[2] cloaca
[3] somites
[4] urogenital ridge
[5] nephrogenic cord (dây) – nephrogenic ridge (gờ)
[6] gonadal ridge
[7] genital ridge
[8] pronephros
[9] mesonephros
[10] mesonephric tubules: còn gọi vi ống trung thận
[11] metanephros
[12] metanephric blastema
[13] ureteric bud
[14] urorectal septum
[15] primitive urogenital sinus
[16] triangular area – trigone
[17] congenital polycystic kidney
[18] bilateral or unilateral agenesis
[19] horshoe kidney
[20] supernumerary kidney
