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- 1. ESTRUCTURA NORMAL DEL GLOMÉRULO ROSA G. GAYNOR ZAMORA RESIDENTE DE TERCER AÑO DE NEFROLOGÍA
- 2. AGENDA ● Introducción ● Tinciones ● Funciones del glomérulo ● Estructura del glomérulo ● Imágenes
- 3. Introducción:Al valorar una biopsia renal: Glomérulos 1 Túbulos 2 Intersticio 4 Vasos 3 KidneyPathology.com
- 4. Diagnóstico en Patología: Enfermedades renales. Colvin. Editorial Marban 1 mm 10-20 mm de longitud
- 5. Clases Dra Soto. Servicio de Nefropatología en Instituto Nacional de Cardiología “Ignacio Chávez” 50%
- 7. Microscopía de luz • Hematoxilina y Eosina • PAS • Tricrómico • Metenamina de Jones Inmunofluorescencia directa • IgG, IgA, IgM, C1q, C3c, C4c, Fibrinógeno, Kappa, Lambda Microscopía electrónica Tinciones
- 8. Introducción En la literatura ha sido definido el glomérulo de una manera variable: Penacho de capilares Estructura que forman el penacho, el espacio urinario, la cápsula de Bowman y el aparato yuxtaglomerular.
- 9. Funciones del glomérulo Filtración de moléculas de la sangre para eliminarlas a través de la orina El glomérulo es una red de capilares en medio de una arteriola que en un extremo, de acuerdo al flujo sanguíneo, se llama aferente, y en el otro eferente. Está sostenida por una matriz de colágeno y otros componentes que se llama mesangio.
- 10. El glomérulo está formado por el penacho capilar que flota dentro de la cápsula de Bowman Entre la cápsula de Bowman y el penacho está el espacio de Bowman, que “in vivo” es un espacio estrecho 200 µm diámetro Diagnóstico en Patología: Enfermedades renales. Colvin. Editorial Marban Jonh Feehally, Jurgen Floege, Marcello Tonelli. (2019). Comprehensive Clinical Nephrology. USA: Elsevier
- 11. Componentes celulares del glomérulo Célula endotelial Célula mesangial Podocito Célula epitelial parietal VEGF Diagnóstico en Patología: Enfermedades renales. Colvin. Editorial Marban
- 12. Brenner y Rector. El riñón. 10ma edición. Karl Skorecki Glenn Chertow Philip Marsden Maarten Taal & Alan S. Jonh Feehally, Jurgen Floege, Marcello Tonelli. (2019). Comprehensive Clinical Nephrology. USA: Elsevier
- 13. Componentes celulares del glomérulo: células endoteliales Las glucoproteínas polianiónicas de superficie, como la Podocalixina, confieren una carga negativa y, por tanto, restringen la filtración de las moléculas plasmáticas Las células endoteliales segregan varias moléculas implicadas en la respuesta inmunitaria, en el sistema de coagulación y expresan moléculas de clase II del MHC
- 14. Componentes celulares del glomérulo: células mesangiales Se restringe a 1-2 células por área de matriz en cortes delgados (2 a 3 micras) Las propiedades de músculo liso de las células mesangiales están mediadas por los filamentos intermedios de vimentina, citoesqueleto de actina y proteínas contráctiles Las propiedades fagocíticas les permiten participar en la degradación de los inmunocomplejos
- 16. Componentes celulares del glomérulo: podocitos o células epiteliales viscerales Participan en la síntesis de MBG, contribuyen a la barrera de filtración glomerular y ayudan a mantener la regulación hidráulica del diámetro del asa capilar Residen en el espacio urinario y se unen a la MBG mediante sus prolongaciones La estructura del podocito se mantiene mediante su citoesqueleto de actina
- 18. Componentes celulares del glomérulo: células epiteliales parietales Son células aplanadas que recubren la superficie interior de la cápsula de Bowman ****Contienen filamentos intermedios de citoqueratina y son capaces de proliferar en respuesta a una agresión KidneyPathology.com
- 19. Matriz extracelular del glomérulo Matriz mesangial MBG Cápsula de Bowman
- 20. Matriz extracelular del glomérulo: matriz mesangial La matriz mesangial y las células forman una infraestructura que soporta el glomérulo Compuesta de microfibrillas, colágeno tipo IV ( α1 y β2) y V, laminina y fibronectina
- 21. Matriz extracelular del glomérulo: MBG La MBG está formada por una lámina basal fusionada de células endoteliales y podocitos Contiene 3 capas: -Lámina rara interna -Lámina densa central -Lámina rara externa 300-350 nm de grosor
- 23. Barrera de filtración glomerular Células endoteliales MBG Diafragma de hendidura Espacio subpodocítico Esos compartimentos restringen el flujo de moléculas en el filtrado a partir de su carga, forma y tamaño
- 24. Matriz extracelular del glomérulo: cápsula de Bowman La cápsula de Bowman es una barrera de tejido conjuntivo entre el intersticio y el espacio urinario -Los componentes son colágeno tipo IV (αl , α2, α,5, α6), laminina y entactina
- 25. Aparato yuxtaglomerular Se localiza en el polo vascular glomerular Conformado por: -Arteriola aferente terminal y la porción inicial de la arteriola eferente -Mácula densa -Células mesangiales extraglomerulares (Células de Lacis, células de Polkissen o células de Goormaghtigh)
- 26. Bibliografía • Diagnóstico en Patología: Enfermedades renales. Colvin. Editorial Marban • KidneyPathology.com • Fundamentals of Renal Pathology. Agnes B. Fogo. 2nd edition. Springer • Brenner y Rector. El riñón. 10ma edición. Karl Skorecki Glenn Chertow Philip Marsden Maarten Taal & Alan S. • Jonh Feehally, Jurgen Floege, Marcello Tonelli. (2019). Comprehensive Clinical Nephrology. USA: Elsevier
Notas del editor
- 1RA IMAGEN Las muestras de biopsia renal obtenidas con aguja de 16 G miden en torno a 1 mm de diámetro y 10-20 mm ele longitud (las de la imagen miden - 13 mm). Los glomérulos aparecen como protrusiones pálidas o congestionadas y los cilindros hemáticos como estrías o puntos marrones. 2DA IMAGEN La muestra de biopsia renal se divide en porciones para MO, IF y ME. Primero se examina a bajo aumento para determinar la naturaleza de la muestra y buscar lesiones focales.
- 1RA IMAGEN: Los glomérulos tienen puntos rojos, que son los eritrocitos. 2DA IMAGEN ZONA CORTICOMEDULAR : Si el 50% de la muestra tiene médula, se tiene que analizar otro cilindro extra. La médula se procesa de todos modos, pero no tiene sentido para Dx 3RA IMAGEN: Todos los glomérulos están amontonados, algunos están esclerosados globalmente. Se tiene que pedir otro cilindro, a pesar de que hubiera 30 glomérulos porque con la hoja del bisturí al seccionar el cilindro, como están todos amontonados, voy a lesionar muchos glomérulos y mi cuenta va a disminuir mucho 4TA IMAGEN: Acercamiento de los glomérulos, los blancos están esclerosados
- 4 TINCIONES BÁSICAS, NO SON ESPECIALES En muchos centros hospitalarios, el H&E es lo único que hacen y lo demás lo manejan como tinciones especiales; en el riñón lo ideal es no dar Dx si no tengo las 4 tinciones porque son complementarias -PAS -H&E -TRICRÓMICO DE MASON -METENAMINA DE PLATA 2 PAS, 2 H&E, 1 MASON y 1 METENAMINA DE PLATA es la rutina internacional. Cada laminilla debe llevar montados 2 cilindros En el riñón se corta un corte y se monta, se corta el sig y se monta, por eso del primer corte al último, el número de glomérulos puede ser muy variable.
- -HEMATOXILINA & EOSINA: Núcleos, citoplasma, vasos. La HEMATOXILINA, que por ser catiónica o básica, tiñe estructuras ácidas (basófilas) en tonos azul y púrpura, como por ejemplo los núcleos celulares; y el uso de EOSINA que tiñe componentes básicos (acidófilos),como por ejemplo estructuras citoplasmáticas y sustancias intercelulares; en tonos de color rosa. -PAS (ácido periódico de Schiff): Tiñe membranas basales glomerulares, tubulares. Se tiñe rosa o violeta y el fondo se tiñe azul -TRICRÓMICO (MASSON, MALLORY): Intersticio, vasos. Fibras de colágeno = Azul. Estructuras oxidadas + Citoplasma = Rojo. Núcleo celular = Lila, marrón. -METENAMINA DE PLATA (JONES): Tiñe la Membrana basal glomerular. La tinción de Jones muestra las proyecciones membranoides prominentes (spikes) de la membrana basal glomerular causadas por depósitos subepiteliales que se observan en la nefropatía membranosa .
- En la literatura ha sido definido el glomérulo de una manera variable, para algunos el glomérulo es sólo el penacho de capilares y para otros es la estructura que forman el penacho, el espacio y la cápsula de Bowman y el aparato yuxtaglomerular. Aquí nos referiremos al glomérulo como la estructura formada por el penacho, el espacio y la cápsula de Bowman y el aparato yuxtaglomerular. Quienes llaman glomérulo sólo al penacho, suelen llamar corpúsculo renal al conjunto penacho- cápsula-espacio de Bowman.
- Pensemos en su función principal: filtración de moléculas de la sangre para eliminarlas a través de la orina, así podremos comprender que la sangre llega por una arteriola (aferente) que se divide, dicotómicamente, para formar capilares, y luego estos confluyen nuevamente para formar otra arteriola de salida (eferente). Entendemos entonces que el glomérulo es una red de capilares en medio de una arteriola que en un extremo, de acuerdo al flujo sanguíneo, se llama aferente, y en el otro eferente. Esa red capilar tiene múltiples anastomosis y está sostenida por una matriz de colágeno y otros componentes que se llama mesangio. Además, cada uno de los capilares de esta red está rodeada por una capa de células planas que forma algo así como un tapiz que los envuelve: los podocitos o células epiteliales viscerales. La red de capilares, el mesangio y los podocitos forman el penacho glomerular.
- El diámetro medio de un glomérulo en el adulto es de 200 µm; los glomérulos yuxtamedulares son algo mayores Este penacho está contenido en una cápsula de Bowman, la cual está formada por una membrana basal y un epitelio plano: células epiteliales parietales. Entre la cápsula de Bowman y el penacho está el espacio de Bowman, que in vivo es un espacio estrecho en el que casi están adosadas las células epiteliales parietales y las células epiteliales viscerales. Este espacio suele verse amplio en los cortes histológicos debido a la retracción que sufren los capilares al procesar el tejido TINCIÓN HEMATOXILINA & EOSINA: Glomérulo normal. Observe la celularidad del penacho. Las flechas señalan núcleos de células parietales recubriendo la cápsula de Bowman. In vivo el espacio de Bowman es más estrecho de lo que se ve en los cortes procesados de manera convencional.
- Los componentes celulares son: la célula endotelial, la célula mesangial, el podocito y la célula epitelial parietal Hay evidencias de la existencia de vías de señalización entrelazadas entre varias células del glomérulo Las citocinas sintetizadas por un tipo de célula puede influir en los receptores de otras células. Por ejemplo, el factor de crecimiento endotelial vascular (VEGF) producido por los podocitos tiene efectos significativos en las células endoteliales
- IMAGEN 1 MICROFOTOGRAFÍA ELECTRÓNICA DE UN GLOMÉRULO NORMAL DE RATA Muestra los 4 componentes celulares principales: -Células endoteliales (E) -Célula mesangial (M) -célula epitelial parietal (P) -Célula epitelial visceral (V) IMAGEN 2 FOTOGRAFÍA DE MICROSCOPÍA ELECTRÓNICA DE UN GLOMÉRULO CON SUS NUMEROSAS ASAS CAPILARES (CL) Y VASOS RENALES ADYACENTES. La arteriola aferente (A) se origina en una arteria interlobulillar en la parte inferior izquierda. La arteriola eferente (E) se bifurca para formar el plexo capilar peritubular (superior izquierda) x 300
- El citoplasma endotelial rodea completamente la cara interior del asa capilar, con microtúbulos y filamentos que proporcionan soporte al citoesqueleto o El núcleo y el citoplasma no fenestrado normalmente residen sobre la interfase mesangial o La capa fina y atenuada del citoplasma fenestrado se extiende a lo largo de la MBG • Las fenestraciones miden 70-100 nm de diámetro o Las glucoproteínas polianiónicas de superficie, como la podocalixina, confieren una carga negativa y, por tanto, restringen la filtración de las moléculas plasmáticas o La «Capa de la superficie endotelial» es una red rica en hidratos de carbono que recubre la cara luminal de las células endoteliales y se reconoce como un componente importante de la barrera de filtración glomerular o Las células endoteliales segregan varias moléculas implicadas en la respuesta inmunitaria y en el sistema de coagulación y expresan moléculas de clase II del MHC TINCIÓN TRICRÓMICO DE MASSON X400 En esta imagen se evidencian muy bien las paredes capilares, los podocitos (flechas verdes), núcleos de células endoteliales (flechas azules), células mesangiales (flechas amarillas) y células epiteliales parietales (flechas rojas).
- Se restringe a 1-2 por área de matriz o Numerosas prolongaciones citoplasmáticas se extienden hasta las células endoteliales, la MBG mesangial y otras células mesangiales • Están en contacto directo y forman uniones de hendidura con células endoteliales a través de las fenestraciones en la interfase o Las propiedades de músculo liso de las células mesangiales están mediadas por los filamentos intermedios de vimentina, citoesqueleto de actina y proteínas contráctiles o Las propiedades fagocíticas les permiten participar en la degradación de los inmunocomplejos o Segregan moléculas que participan en la producción y degradación de la matriz en respuesta a una agresión FIGURA 2: TINCIÓN TRICRÓMICO DE MASSON X300 Los lóbulos aparecen resaltados en rojo; en glomérulos normales es difícil determinar con precisión su límite. Dentro de cada lóbulo hay varias áreas mesangiales (algunas de ellas señaladas con flechas verdes) en las que no debe de haber, si el corte es delgado, más de 2 ó 3 núcleos de células. IMAGEN COMPREHENSIVE: PARTE PERIFÉRICA DE UN LÓBULO GLOMERULAR Esta parte muestra un capilar, la posición axial del mesangio y el epitelio visceral (podocitos). En la matriz mesangial capilar, el endotelio capilar colinda directamente el mesangio
- TINCIÓN TRICRÓMICO DE MASSON X400) En esta imagen de un lóbulo del penacho glomerular, las flechas rojas señalan varias áreas mesangiales en las que hay 1 ó 2 núcleos. La flechas verdes señalan núcleos de células endoteliales
- El podocito es una célula especializada con un cuerpo grande y múltiples extensiones celulares ramificadas y alargadas que terminan en estructuras terminales denominadas prolongaciones o Esas células con diferenciación terminal tienen ciclos celulares estrictamente controlados pero son capaces de proliferar (desregulación) ante la exposición a una lesión o Los podocitos participan en la síntesis de la MBG, contribuyen a la barrera de filtración glomerular y ayudan a mantener la regulación hidráulica del diámetro del asa capilar o Expresan un grupo exclusivo de moléculas, como WTl, receptores C3b y vimentina, pero no filamentos intermedios de citoqueratina o Los podocitos residen en el espacio urinario y se unen a la MBG mediante sus prolongaciones o El cuerpo celular reside cerca de una deflexión de la MBG de asas capilares adyacentes, y contiene los orgánulos mayores • El cuerpo celular está separado de la MBG por un espacio subpodocítico y una capa de prolongaciones • El espacio subpodocítico es un compartimento dinámico y restrictivo que cubre el 60% de la barrera de filtración glomerular y, por tanto, ayuda a los podocitos a modular la permeabilidad glomerular Las prolongaciones celulares son ricas en microtúbulos y filamentos intermedios o Las prolongaciones son extensiones citoplasmáticas organizadas en ángulos rectos respecto al eje largo de la MBG • Presentan interdigitaciones extensas con las prolongaciones de los podocitos adyacentes • Las prolongaciones están ancladas en la MBG por integrinas a,3~ 1 y distroglucanos • Entre las prolongaciones se encuentran las hendiduras, unidas a través de diafragmas de hendiduras a modo de cremalleras • La estructura del podocito se mantiene mediante su citoesqueleto de actina • Se han descrito varias moléculas en las prolongaciones de los podocitos y del diafragma de hendidura que contribuyen a la integridad estructural y a la permeabilidad selectiva de la barrera de filtración IMAGEN: FOTOGRAFÍA DE MICROSCOPÍA ELECTRÓNICA DE BARRIDO Muestra un glomérulo con una luz endotelial expuesta (contorno en rojo) en el que se observan fenestraciones. EC, célula endotelial, Pod (podocito) IMAGEN: FOTOGRAFÍA DE MICROSCOPIA ELECTRÓNICA DE BARRIDO DEL GLOMÉRULO DEL RIÑÓN DE UNA RATA SANA Las células epiteliales viscerales o podocitos (P), extienden múltiples proyecciones hacia fuera desde el cuerpo celular principal para envolver asas capilares individuales. Los pedicelos o pedículos, inmediatamente adyacentes salen de diferentes podocitos (X 6000)
- TINCIÓN METENAMINA DE PLATA X400 Con la tinción de plata las membranas basales se ven delgadas y lisas (flechas verdes); esta es una buena técnica para ver su estructura. Las flechas azules señalan núcleos de podocitos, el citoplasma es plano y no permite delimitarse claramente con el microscopio de luz convencional. Las flechas rojas marcan algunas áreas y núcleos de células mesangiales. TINCIÓN METENAMINA DE PLATA X1000 La MBG se ve perfectamente lisa, sin irregularidades ni proyecciones perpendiculares (flechas rojas). Sutilmente puede apreciarse el citoplasma eosinofílico, plano, de las células epiteliales viscerales y, en algunos puntos, de las células endoteliales. El núcleo de un podocito aparece marcado con la flecha verde. Los núcleos de las células endoteliales se suelen evidenciar hacia la parte mesangial del capilar (flecha azul) (Plata-metenamina, X1000).
- Son células aplanadas que recubren la superficie interior de la cápsula de Bowman o En continuidad con los podocitos en el polo vascular y con células epiteliales tubulares en el polo urinario o Contienen filamentos intermedios de citoqueratina y son capaces de proliferar en respuesta a una agresión Figura 1. TINCIÓN HEMATOXILINA & EOSINA aumento X300 Glomérulo normal. Observe la celularidad del penacho. Las flechas señalan núcleos de células epiteliales parietales recubriendo la cápsula de Bowman. In vivo el espacio de Bowman es más estrecho de lo que se ve en los cortes procesados de manera convencional. (H&E, X300).
- La matriz extracelular comprende la matriz mesangial, la MBG y la Cápsula de Bowman
- La matriz mesangial y las células forman una infraestructura que soporta el glomérulo Compuesta de microfibrillas, colágeno tipo IV (α1 y β2) y V, laminina y fibronectina Es más poroso ante las macromoléculas que la MBG TINCIÓN DE PLATA-METENAMINA X400 La matriz mesangial, al igual que las basales de capilares, cápsula de Bowman y de los túbulos, ricas en colágeno tipo IV, tiene afinidad por la tinción de plata. Observe la trama irregular característica (en negro) de la matriz mesangial en un glomérulo normal. (Plata-metenamina, X400). TINCIÓN PAS X300 La matriz mesangial también tiñe con el PAS, al igual que las membranas basales, debido a la afinidad de este colorante por el colágeno tipo IV. (PAS, X300).
- -La MBG está formada por una lámina basal fusionada de células endoteliales y podocitos -Contiene 3 capas (es decir, lamina infrecuente interna de la lámina interior, lamina densa central y lamina infrecuente externa de la lámina exterior) ***Mide aproximadamente 300-350 nm de grosor, con un grosor algo mayor de la MBG en los hombres -Los niños tienen membranas basales más finas que alcanzan el grosor del adulto a los 10-12 años - La MBG está compuesta predominantemente por colágeno tipo IV, glucoproteínas no colagenósicas (laminina o entactina) y proteoglucanos sulfatados • El colágeno tipo IV es una subestructura de triple hélice compuesta de heterodímeros de combinaciones de 3 cadenas a (desde α1 a α6) • La MBG está compuesta por colágeno tipo IV con una red de cadenas a3.a4.a5 • La estructura de colágeno tipo IV tiene sitios de inserción para otras moléculas de la membrana basal • Las glucoproteínas no colagenósicas y el colágeno tipo IV forman una estructura reticular para lograr la integridad estructural • Los proteoglucanos sulfatados confieren una carga aniónica o La MBG restringe el flujo de las moléculas en el filtrado, proporciona soporte estructural y posee sitio~ de inserción para varias moléculas que afectan a la señalización celular y a la polaridad IMAGEN 1: FOTOGRAFÍA DE MICROSCOPÍA ELECTRÓNICA DEL GLOMÉRULO NORMAL DE RATA Observar la relación entre las tres capas de la MBG y en la presencia de los pedicelos (P) inmersos en la lámina rara externa (punta de flecha). El diafragma de hendidura de filtración con la mancha densa central (flecha fina) es especialmente evidente entre los pedicelos individuales IMAGEN 2: P (pedicelos), LD (lámina densa), EU (espacio urinario), Cap (capilar), LRI (lámina rara interna), LRE (lámina rara externa)
- TINCIÓN DE METENAMINA DE PLATA DE JONES Resalta el mesangio (flecha gruesa), las membranas basales glomerulares (flecha negra delgada) y la Cápsula de Bowman (flecha curva) Obsérvese la escasa matriz mesangial en un glomérulo normal. Se ve una arteriola cerca del polo vascular del glomérulo (flecha blanca)
- La barrera de filtración glomerular está compuesta por una capa superficial de células endoteliales, células endoteliales, MBG, diafragma de la hendidura y espacio Subpodocítico Esos compartimentos restringen el flujo de moléculas en el filtrado a partir de su carga, forma y tamaño
- TINCIÓN HEMATOXILINA & EOSINA (X300) Glomérulo normal. Observe la celularidad del penacho. Las flechas señalan núcleos de células epiteliales parietales recubriendo la cápsula de Bowman. In vivo el espacio de Bowman es más estrecho de lo que se ve en los cortes procesados de manera convencional. FIGURA 2.14 FOTOGRAFÍA DE MICROSCOPIA ELECTRÓNICA DE BARRIDO Se observa la transición de las células epiteliales parietales de la cápsula de Bowman (fondo) a las células del túbulo proximal, con su borde en cepillo bien desarrollado, en el riñón de rata (x 3200)
- Se localiza en el polo vascular glomerular que entra en contacto con el túbulo distal cuando asciende hacia su glomerulo • El componente glomerular incluye la arteriola aferente terminal y la porción inicial de la arteriola eferente • El componente tubular incluye la «macula densa», que se refiere a células epiteliales tubulares distales especializadas - Las células de la macula densa son alargadas, con una polaridad invertida de los núcleos apicales o Es responsable de la «retroalimentación tubuloglomerular» que regula el flujo sanguíneo glomerular en función de la concentración de NaCl en la luz tubular distal • Las células mesangiales extraglomerulares son continuidad de las células musculares lisas arteriolares • Las células granulares yuxtaglomerulares secretoras de renina se encuentran principalmente dentro de la capa muscular de las arteriolas aferentes o Reciben una abundante inervación simpática, que regula la secreción de renina o La secreción de renina también está regulada por el NaCl dentro de la luz tubular, cerca de la macula densa TINCIÓN HEMATOXILINA & EOSINA X400 El aparato yuxtaglomerular se evidencia aquí perfectamente. Las flechas amarillas señalan la mácula densa en el túbulo recto distal, observe los núcleos apicales. Casi en contacto con las células de la mácula densa está el mesangio extraglomerular, con las células Lacis o de Goormaghtigh, señaladas con las flechas negras. La flecha verde marca la arteriola eferente y la azul la aferente. TINCIÓN TRICRÓMICO DE GOMORI X400 Otra imagen del aparato yuxtaglomerular nos permite ver muy bien las células Lacis (rodeadas por flechas negras), la mácula densa (flechas amarillas) y dos núcleos de células peripolares, en ambos ángulos del polo vascular del glomérulo (flechas azules).