Intrarenal Smooth Muscle: Histology of a Complex Urodymamic Machine
Abstract
Objective: To know better the microscopic arrangement of the bundles of smooth muscle inthe human renal parenchyma, their distribution and anatomical relationships, trying to make areconstruction of this muscular system.
∗ Autor para correspondencia.Correo electrónico: [email protected] (L.F. Arias).
Desde hace muchos anos se sabe que hay un pequeno sis-tema muscular intrarrenal, con una distribución y extensiónno muy bien descritas, que es importante en su fisiología.Las contracciones rítmicas de la pelvis renal, y proba-blemente de los músculos intrarrenales, generan ondasperistálticas que vacían la papila; esta contracción rítmicadesplaza la sangre a compartimentos más externos de lamédula o a la corteza renal, y el líquido intratubular salea la luz de los cálices o retrocede a porciones tubulares másproximales1. En algunos animales se ha documentado que enla pared de la pelvis y en los cálices hay dos capas muscula-res, una interna que se inserta cerca de la unión de la pelviscon la base de la papila y se continúa con el músculo lisoureteral, y una externa que cubre solo la pelvis, terminandoen la unión con el uréter2. En rinones humanos se consideraque las fibras externas se extienden hacia el parénquimaperimedular o se continúan acompanando vasos arciformes1.Aunque la nomenclatura de estos músculos intrarrenales esimprecisa, a las fibras que se continúan desde la capa muscu-lar externa de los cálices hasta el parénquima renal Narathlas denominó musculus levator fornicis3, a un anillo de fibrasque tienden a rodear en espiral la médula Henle lo llamóRingmuskel der Papille4 y a las fibras que acompanan vasosarciformes Puigvert las denominó «fibras peripiramidales»
5.En los cálices hay una serie de extensiones en forma
de hendiduras, las cuales son muy variables en diferentesmamíferos, desde una forma simple de embudo hasta muyelaboradas extensiones y ramificaciones de la pelvis o delos cálices, con pequenos sacos y fórnices secundarios6. Enrinones humanos los fórnices son pequenos y difíciles delocalizar en especímenes macroscópicos; estos fórnices sereconocen mejor en urografías con contraste7. La contrac-ción de las fibras musculares intrarrenales produciría ciertogrado de variación en la forma y elongación de cálices y fór-nices, lo que podría ser importante en el flujo urinario y enel movimiento hidroelectrolítico medular8.
Las características anatómicas y la distribución de estosmúsculos intrarrenales no han sido muy estudiadas, y noconocemos con certeza su disposición. En cortes histológi-cos es frecuente encontrar haces de músculo liso de grosor
variable y en diferentes localizaciones, usualmente cercanasa la unión córtico-medular. Con el objetivo de conocer mejorla disposición anatómica de estas fibras musculares y su rela-ción con otras estructuras del parénquima renal, estudiamosrinones humanos intentando hacer una reconstrucción deeste complejo sistema muscular autónomo.
Material y métodos
Cinco rinones de adultos y un rinón fetal fueron procesadosin toto para el presente estudio. Todos provienen de autop-sias clínicas en pacientes sin enfermedad renal; la causa demuerte fue sepsis en tres de ellos (dos mujeres de 34 y 47anos y un hombre de 24 anos), infarto agudo de miocardio(hombre de 57 anos), hemorragia intracerebral por rupturade aneurisma (hombre de 58 anos) y el restante fue un morti-nato con edad gestacional de 36 semanas, sufrimiento fetalagudo, peso de 3.400 g y sin malformaciones.
Procesamiento de los especímenes
Después de una adecuada fijación en formalina tamponada,todos los rinones fueron seccionados transversalmente:cortes cada 3 mm. En rinones de adultos se hizo previa-mente un corte longitudinal (coronal) desde la convexidadhasta el hilio, de tal manera que cada corte transversalquedó dividido en dos mitades, facilitando así su acomo-dación en casetes, posterior inclusión en parafina y larealización de los cortes histológicos con microtomo. Lanumeración de cada fragmento transversal de 3 mm fue con-secutiva desde el primero en el polo superior (#1) hasta elúltimo en el polo inferior (#X); cada uno de estos númerosse subdividía en «a» para la mitad anterior del fragmento y«b» para la mitad posterior, desde el #1a, #1b, y así sucesiva-mente hasta los números #Xa y #Xb. En el rinón de mortinatose hizo de la misma manera, excepto que no se dividió longi-tudinalmente en dos mitades. El número total de fragmentos(o bloques incluidos en parafina) en rinones de adulto varióentre 58 y 74; en el rinón fetal el número de fragmentosfue de 8. De cada bloque de tejido en parafina se obteníaun primer corte con el microtomo (el primero que saliese
Músculo liso intrarrenal: histología de una compleja máquina urodinámica 131
completo) y cortes sucesivos cada 300 �m, para así obtenercortes cada 0,3 mm de todo el órgano. Los cortes histológi-cos fueron realizados con un espesor de 4 �m y tenidos demanera convencional con hematoxilina-eosina.
Estudio histológico
En todas las secciones histológicas buscamos haces o fibrasmusculares lisas que no fuesen parte de paredes de vasos,haciendo especial énfasis en el tejido medular, unión corti-comedular, tejido intersticial adyacente a los cálices y enel tejido conectivo cercano a paquetes vasculonerviosos.Después de localizar estos haces, los seguimos en cortessucesivos (anteriores y posteriores) para determinar su ori-gen o inserción y su dirección. En algunos casos en losque el haz muscular se evidenció en la última sección delrespectivo bloque, obtuvimos nuevos cortes para tincióncon tricrómico de Masson y plata-metenamina. En algunoscasos hicimos inmunohistoquímica para actina de músculoliso (clone 1A4, Dako, Carpinteria, Estados Unidos) para unamejor localización de las fibras musculares.
Resultados
En todos los casos se identifican con facilidad haces muscu-lares lisos adyacentes a vasos en la unión córtico-medular(vasos arciformes). Estos haces son variables en grosor ylongitud, algunos alcanzan hasta la base de la pirámidemedular, y otros terminan gradualmente en la porción ascen-dente de estas pirámides (fig. 1). En pocos casos algunasfibras acompanan, en un tramo variable, las primeras rami-ficaciones de las arterias o venas arciformes en la corteza.
Hay haces longitudinales de músculo liso en el intersticiode la unión córtico-medular, no adyacentes a vasos arci-formes, paralelos a los lados de las pirámides medulares,y van desde la base de la papila hasta la base de la médulaexterna; las primeras fibras surgen en la zona de la uniónde la pared de cálices o fórnices con el parénquima renal.También tienen un espesor variable y no son láminas o
Figura 1 Haces de músculo liso acompanando vasos arci-formes (flechas). Son los haces de músculo liso intrarrenalmás abundantes y fáciles de identificar. Hematoxilina-eosina,aumento original, x100.
Figura 2 Grupos de fibras musculares lisas perimedulares.Algunos discurren paralelos a sus bordes, entre la unión córtico-medular, y otros tienen una dirección oblicua, como en espiralalrededor de la médula. Hematoxilina-eosina, aumento original,x200.
sábanas continuas, sino pequenos haces sin una periodicidadconstante; en muchos cortes no logran detectarse. Otroshaces musculares en la unión córtico-medular tienen unadirección oblicua, como tratando de rodear la médula enespiral. Sin embargo estos haces no son circunferenciales,tienen un espesor variable y su comienzo y final es difícil dedeterminar con precisión, van surgiendo y desapareciendopaulatinamente en los cortes seriados, sin un sitio anatómicopreciso donde insertarse (fig. 2). El espesor de estos hacesde fibras varía, ya que los que se encuentran paralelos a loslados de la pirámide medular y los que tratan de rodearlaen espiral tienen un grosor hasta de aproximadamente 80micras, y los que acompanan a vasos arciformes suelen serun poco más gruesos: hasta 200 micras aproximadamente.En muchos cortes histológicos estos pequenos haces apare-cen como grupos de solo unas cuantas fibras musculares deespesor: hasta de 2 o 3 fibras. En nuestro trabajo con cortescada 300 micras no podemos determinar con exactitud laperiodicidad de estos haces musculares, dado que es posibleque muchos cortes quedasen en zonas interfasciculares.
Las fibras que acompanan a los vasos arciformes y lasque discurren paralelas a los bordes laterales de la pirámidemedular llegan hasta la unión de la pared de los cálices conel tejido renal, y algunos grupos musculares están en con-tacto con el músculo calicial; sin embargo, en muchos cortesno se evidencia una continuidad directa, hay una transi-ción gradual, con tramos que aparecen desprovistos de fibrasmusculares o estas son muy delgadas, con una o dos hilerasde células musculares (fig. 3).
Más inusual fue encontrar haces de fibras musculares lisasdentro del parénquima renal en localizaciones diferentesa la unión córtico-medular, y sin relación con arterias ovenas. Estas fibras se ven en la corteza, perpendicularesa la unión córtico-medular y extendiéndose en un tramovariable hacia su parte externa, usualmente unos pocosmilímetros. En un rinón de adulto estos haces fueron tanfrecuentes que se identificaron en 12 de los 74 fragmen-tos, varios de ellos extendiéndose más de 1 cm desde launión córtico-medular y llegando hasta la corteza externa
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Figura 3 En algunos cortes puede verse el músculo lisointrarrenal (perimedular o perivascular) llegando hasta la unióncon la pared del cáliz o del fórnix (flechas delgadas), sinembargo no hay una continuidad directa con el músculo calicial,con tramos desprovistos de células musculares, o solo hay una odos hileras de células (flechas cortas y anchas). Hematoxilina-eosina, aumento original, x100.
(fig. 4A). En los casos restantes estos haces fueron muy inu-suales y pequenos, midiendo menos de 80 micras de espesory con una longitud menor a los 3 mm. En 2 casos de rinón deadulto se identificó ----solo en un fragmento de cada uno----un pequeno haz muscular intramedular, en contacto con launión córtico-medular y penetrando en la médula externaaproximadamente 3 mm, compuesto por 2 a 4 células deespesor (fig. 4B).
Intentando hacer una reconstrucción de este sistemamuscular encontramos que en la unión de las paredes pie-localiciales con el parénquima renal surgen irregularmentey en tramos, con periodicidad desconocida, haces de fibrascon espesor variable, paralelas a los bordes de las pirámi-des medulares. Desde la base de la papila y hasta la basede la pirámide medular se identifican otros haces que tra-tan de rodearla en espiral, también con una periodicidadindeterminada y sin lograrse identificar círculos completos.Estos haces en espiral comienzan y terminan gradualmente,sin sitios anatómicos específicos de inserción. Los haces
musculares que acompanan a vasos arciformes surgen tam-bién en la zona de unión de los cálices o de los fórnicescon el parénquima renal, y se extienden en gran parte delrecorrido de estos vasos, algunos llegando hasta ramifica-ciones intracorticales cercanas a la base de la pirámidemedular; estos grupos musculares son los más abundantes,constantes y fáciles de identificar (véanse los esquemas enlas figuras 5 y 6). Más inusual, irregular en su distribucióny grosor, y al parecer con variación entre individuos, esla presencia de pequenos haces de músculo liso intracor-tical, adyacentes a la unión córtico-medular y no asociadosa paquetes vasculares. Excepcionalmente pequenos gruposde fibras musculares pueden identificarse en el intersticiode la médula externa. Estos diferentes haces musculares nomuestran continuidad ente sí y surgen o se pierden gradual-mente.
Discusión
La presencia de pequenos grupos de fibras musculareslisas en biopsias de tejido renal es un hallazgo fre-cuente, pero la naturaleza de estas fibras es poco descritaen los textos de Urología, Histología o Nefrología. Soloalgunos textos mencionan estas estructuras musculares ysu nomenclatura no es homogénea. La falta de clari-dad sobre estos grupos de fibras musculares nos llevó ahacer este intento por reconstruir la anatomía de esta«maquinaria muscular» que resultó más compleja de lo queesperábamos. Nuestro trabajo estuvo centrado en la iden-tificación anatómica de estas fibras, pero a partir de estareconstrucción podemos acercarnos a su posible función,teniendo en cuenta algunos trabajos previos sobre fisiolo-gía.
La disposición de estos grupos de fibras muscularessugiere que los que rodean parcialmente algunas porcio-nes de la médula, en forma espiral, comprimirían su parteexterna y base de la papila como «ordenándola»
4. Las fibrasque acompanan a vasos arciformes y las que discurren para-lelas a las pirámides medulares, sin relación con vasos,probablemente contribuyen a desplazar o elevar la por-ción más intrarrenal de cálices y fórnices y a comprimirla médula. Piugvert denominó «fibras peripiramidales»
5 alos grupos de células musculares adyacentes a arterias y
Figura 4 A. Haces de fibras musculares lisas intracorticales, sin relación con arterias o venas. Estos son poco frecuentes yusualmente pequenos. En un caso de rinón de adulto fueron más abundantes y prominentes, como puede verse en la imagen.Hematoxilina-eosina, aumento original, x100. B. Pequenos grupos de fibras musculares lisas pueden verse muy ocasionalmente enla médula externa (flechas). Desconocemos su función, pero posiblemente contribuyan a la función de los otros grupos de fibrasmusculares intrarrenales. Hematoxilina-eosina, aumento original, x400.
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Figura 5 A. Esquema de un corte longitudinal del rinón; los vasos arciformes bordean las pirámides medulares. Muchos de estosvasos (no todos) se acompanan de pequenos haces de músculo liso. B. Representación de un corte transversal de la pirámide medular,aproximadamente como se encontraría en el cuadro demarcado en A. En cortes histológicos podemos encontrar fibras musculareslisas longitudinales acompanando vasos (izquierda del esquema) o fibras longitudinales sin vasos, o fibras en corte transversal o encorte oblicuo (derecha de la pirámide medular).
venas arciformes, y lo que Narath llamó musculus levator
fornicis3 probablemente incluye grupos de fibras muscularesasociados a vasos arciformes y otros grupos de fibras parale-las a la médula, sin relación con estos vasos3. Estas fibrasmusculares, independientemente de si están asociadas ono a vasos, de si tratan de rodear la médula o de si están
Figura 6 Esquema representando cómo se vería la periferiade las pirámides medulares, con haces de músculo que la bor-dean en su porción externa (unión córtico-medular). La mayoríade fibras longitudinales surgen en la unión de cálices con elparénquima renal y acompanan vasos sanguíneos, otras no seacompanan de vasos y otras discurren oblicuas, como tratandode rodear la médula, sin formar círculos completos.
paralelas a sus bordes tendrían una función sinérgica. Quizáel término para denominar estos haces musculares podría serel mismo para todos: «músculo liso intrarrenal», «músculoliso perimedular», «músculo elevador de los fórnices»
3 o«músculo peripiramidal»5.
No está completamente entendida la fisiología de estesistema muscular, pero trabajos previos en animales yhumanos9---13 nos han permitido conocer muchos aspectos desu funcionamiento. En humanos se detectan cerca de 2 a 3contracciones peristálticas por minuto en la pelvis renal10;se cree que estas contracciones son controladas por un mar-capasos situado en la unión de la pared de la pelvis conel tejido conectivo del rinón14. Las contracciones peristálti-cas de las fibras peripiramidales cercanas a vasos arciformeso músculo «elevador de los fórnices» y del anillo de mús-culo liso que rodea parcialmente la base de cada papila,comprimen la médula y estrechan el espacio urinario adya-cente; estas contracciones se continuarían luego hasta lapelvis renal y al uréter3,5. En hámsteres se ha determinadoque la velocidad de esta onda peristáltica es de cerca de1,6 mm/segundo1. Estas contracciones periódicas vacían lostúbulos medulares y capilares peritubulares, y aumentan lapresión del intersticio medular. En la punta de la papila, lacual está revestida por urotelio, no hay músculo. Durantela relajación la papila es más corta y ancha, la boca de losconductos colectores en la punta de la papila está abierta yla orina fluye lentamente. La pared de los cálices contribuyeen la generación de esta compresión papilar.
Las fuerzas de contracción peristáltica mueven la orinano solo hacia la parte final de los conductos colectores,sino también hacia las células de estos conductos; la pre-sión negativa intersticial en la fase de relajación movilizaagua desde las células epiteliales al intersticio; finalmente,desde el intersticio, el agua y otras partículas se despla-zan a capilares peritubulares que tienen menor gradientehidrostático y osmótico15. La matriz intersticial es comoun gel viscoso elástico y se propone que puede almacenarenergía mecánica de las contracciones pielocaliciales por
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compresión directa, sin necesidad de generar altas presio-nes hidrostáticas, y puede utilizar esta energía para bajar lapresión intersticial después de cada contracción para diri-gir la salida de agua de la porción descendente del asa deHenle; este proceso incrementaría la osmolaridad luminalpor encima de la del intersticio, ayudando a aumentar laconcentración de la orina6,16.
Desconocemos la función de las pocas fibras que seencuentran en el intersticio cortical y de las excepciona-les fibras en el intersticio medular. Podría tratarse de hacesaislados que contribuyen a la función de las fibras peripira-midales o músculo elevador de los fórnices; es posible queestas fibras sean una extensión de estos músculos. En estetrabajo fuimos muy cuidadosos en la evaluación de estoshaces aislados, porque suponíamos al inicio que estarían aso-ciados a vasos que no aparecían en el corte, sin embargo conmúltiples cortes seriados adicionales pudimos comprobarque no estaban acompanando dichos vasos y, por lo tanto,no correspondían a fibras perivasculares.
En conclusión, hay un complejo sistema microscópico defibras musculares lisas que bordean parcialmente la médularenal y que se relaciona estrechamente con los músculos dela pelvis renal. Este sistema parece muy importante en uro-dinamia. Nuestro trabajo permite un mejor acercamiento ala anatomía y nomenclatura de este sistema muscular y abrelas puertas para futuros trabajos que permitan entendermejor su fisiología.
Conflicto de intereses
Los autores declaran no tener ningún conflicto de intereses.
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