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Proposta Formação do Sistema Respiratório Sistema Respiratório no adulto Sistema Respiratório O s órgãos respiratórios inferiores (laringe, traqueia, brônquios e pulmões) começam a se formar durante a quarta semana de desenvolvimento. O sistema respiratório é iniciado como um crescimento mediano – o sulco laringotraqueal – que aparece no assoalho da extremidade caudal da faringe primitiva. Sistema Respiratório O primórdio da árvore traqueobrônquica se desenvolve caudalmente ao quarto par das bolsas faríngeas. O revestimento endodérmico do sulco laringotraqueal dá origem ao epitélio pulmonar e glândulas da laringe, da traqueia e dos brônquios. O tecido conjuntivo, a cartilagem e a musculatura lisa dessas estruturas se desenvolvem a partir do mesoderma esplâncnico em torno do intestino anterior Sistema Respiratório Estágios sucessivos do desenvolvimento da laringe. A, 4 semanas. B, 5 semanas. C, 6 semanas. D, 10 semanas. O epitélio que reveste a laringe é de origem endodérmica. As cartilagens e os músculos da laringe surgem do mesênquima nos quarto e sexto pares de arcos faríngeos. Observe as mudanças da abertura da laringe na forma de fenda para o formato de T conforme ocorre a proliferação do mesênquima que circunda a laringe em desenvolvimento. Sistema respiratório Estágios sucessivos no desenvolvimento do septo traqueosofágico durante a quarta e quinta semanas de desenvolvimento. A a C, Vistas laterais da parte caudal da faringe primitiva, mostrando o divertículo laringotraqueal e a divisão do intestino anterior para a formação do esôfago e do tubo laringotraqueal. D a F, Seções transversais, ilustrando a formação do septo traqueosofágico e como ele separa o intestino anterior para formar o tubo laringotraqueal e o esôfago. As setas representam alterações celulares decorrentes do crescimento. Desenvolvimento da laringe • O revestimento epitelial da laringe se desenvolve a partir do endoderma da extremidade cefálica do tubo laringotraqueal; as cartilagens da laringe, a partir de populações de células nos quarto e sexto pares dos arcos faríngeos. • O mesênquima na extremidade cranial do tubo laringotraqueal prolifera rapidamente, produzindo o par de saliências aritenoides. Tais saliências crescem em direção à língua, convertendo a glote primitiva em um orifício laríngeo em formato de T. Desenvolvimento da laringe Desenvolvimento da laringe Atresia laríngea • A atresia laríngea (obstrução) é uma malformação congênita rara, que resulta na obstrução das vias aéreas superiores do feto – síndrome congênita da obstrução das vias aéreas superiores. • Distalmente à atresia ou estenose (estreitamento), as vias aéreas se tornam dilatadas, os pulmões são hiperplásicos (causando compressão do coração e grandes vasos), o diafragma é achatado ou invertido e há ocorrência de hidropsia fetal (acúmulo de fluido em dois ou mais compartimentos) e/ou ascite (fluido abdominal). • A ultrassonografia pré-natal torna possível o diagnóstico dessas anomalias. Desenvolvimento da traqueia • O revestimento endodérmico do tubo laringotraqueal distal à laringe se diferencia no epitélio e nas glândulas da traqueia e do epitélio pulmonar. • A cartilagem, o tecido conjuntivo e os músculos da traqueia são derivados do mesoderma esplâncnico envolvendo o tubo laringotraqueal Desenvolvimento da traqueia Seções transversais do tubo laringotraqueal que ilustram etapas progressivas no desenvolvimento da traqueia. A, 4 semanas. B, 10 semanas. C, 11 semanas (desenho da micrografia em D). Observe que o endoderma do tubo dá origem ao epitélio e às glândulas da traqueia e que o mesênquima em torno do tubo dá forma ao tecido conjuntivo, muscular e cartilagem Desenvolvimento da traqueia Fístula traqueoesofágica (FTE) • É uma passagem anormal entre a traqueia e o esôfago.Este defeito de nascença ocorre a uma taxa em torno de 1 a cada 3.000 a 4.500 nascidos vivos, e afeta predominantemente o sexo masculino. Na maioria dos casos, a fístula está associada à atresia esofágica. • A FTE resulta da divisão incompleta da parte cranial do intestino anterior nas partes respiratória e esofágica durante a quarta semana. A fusão incompleta das pregas traqueoesofágicas resulta em um septo traqueoesofágico defeituoso e na comunicação entre a traqueia e o esôfago. Desenvolvimento da traqueia As quatro principais variedades de fístula traqueoesofágica (FTE) são mostradas em ordem de frequência. Possíveis direções do fluxo do conteúdo são indicadas por setas. A, A atresia esofágica está associada à FTE em mais de 85% dos casos. B, A Fístula entre a traqueia e o esôfago; este tipo de defeito de nascença representa em torno de 4% dos casos. C, Atresia do esôfago proximal terminando em uma fístula traqueoesofágica com o esôfago distal tendo uma bolsa cega. O ar não pode entrar no esôfago distal e no estômago. D, Atresia do segmento proximal do esôfago com fístulas entre a traqueia e ambos os segmentos proximal e distal do esôfago. O ar pode entrar no esôfago distal e estômago. Todos os recém-nascidos com FTE têm distúrbios de motilidade esofágica, e a maioria tem refluxo (regurgitação do conteúdo do estômago) Desenvolvimento da traqueia Fístula traqueoesofágica em um feto de 17 semanas. O segmento superior do esôfago termina em fundo cego (seta). Desenvolvimento dos brônquios e dos pulmões • O broto respiratório (broto pulmonar) se desenvolve na extremidade caudal do divertículo laringotraqueal durante a quarta semana. • O broto logo se divide em duas evaginações – brotos brônquicos primários. Posteriormente, os brotos brônquicos secundários e terciários se formam e crescem lateralmente nos canais pericardioperitoneais. • Juntamente com o mesoderma esplâncnico circundante, os brotos brônquicos se diferenciam nos brônquios e suas ramificações nos pulmões. • No início da quinta semana, a conexão de cada broto brônquico com a traqueia se dilata para formar o primórdio dos brônquios principais. Desenvolvimento dos brônquios e dos pulmões Esquemas do crescimento dos pulmões em desenvolvimento. A, 5 semanas. B, 6 semanas. Desenvolvimento dos brônquios e dos pulmões • O brônquio principal direito embrionário é ligeiramente maior que o esquerdo, e é orientado mais verticalmente. Essa relação embrionária persiste em adultos; consequentemente, um corpo estranho é mais suscetível de entrar no brônquio principal direito, e não no esquerdo. • O brônquio principal é subdividido em brônquios secundários, que formam os ramos lobar, segmentar e intrassegmentar. • À direita, o brônquio secundário superior supre o lobo superior do pulmão, enquanto o brônquio secundário inferior subdivide-se em dois brônquios – um se conecta ao lobo médio do pulmão direito e o outro, ao lobo inferior. • Do lado esquerdo, os dois brônquios secundários suprem os lobos superior e inferior do pulmão. • Cada brônquio secundário se ramifica progressivamente. Desenvolvimento dos brônquios e dos pulmões Estágios sucessivos no desenvolvimento dos brotos dos brônquicos, brônquiolos e dos pulmões Maturação dos Pulmões A maturação dos pulmões é dividida em quatro fases histológicas: 1. pseudoglandular, 2. canalicular, 3. saco terminal e 4. alveolar. Maturação dos Pulmões Período Pseudoglandular (5 a 17 semanas) • Durante a primeira parte deste período, os pulmões em desenvolvimento se assemelham histologicamente a uma glândula exócrina. • Durante 16 semanas, todos os principais elementos do pulmão se formam, exceto aqueles envolvidos com a troca gasosa. • A respiração não é possível; consequentemente, os fetos nascidos durante esse período são incapazes de sobreviver. Maturação dos Pulmões Período Canalicular (16 a 25 semanas) • Este período se sobrepõe ao período pseudoglandular, visto que os segmentos craniais dos pulmões amadurecem mais rápido que os segmentos caudais.• Durante o período canalicular, os lúmenes dos brônquios e bronquíolos terminais aumentam e o tecido pulmonar torna-se altamente vascularizado. • Durante 24 semanas, cada bronquíolo terminal dá origem a dois ou mais bronquíolos respiratórios, cada um dos quais se divide em três a seis passagens tubulares – os ductos alveolares primordiais. Maturação dos Pulmões Período Canalicular (16 a 25 semanas) • A respiração é possível ao final da fase canalicular, pois alguns sacos terminais de parede fina (alvéolos primordiais) se desenvolveram nas extremidades dos bronquíolos respiratórios, e o tecido pulmonar é bem vascularizado. • Embora um feto nascido em 24 a 26 semanas possa sobreviver se receber cuidado intensivo, muitas vezes, ele morre pelo fato de o seu sistema respiratório e outros sistemas serem relativamente imaturos. Maturação dos Pulmões Período do Saco Terminal (24 semanas ao nascimento) • Durante este período, muitos mais sacos terminais se desenvolvem, e seu epitélio torna-se muito fino (alvéolos primordiais). Os capilares começam a formar protuberâncias nesses sacos. O contato íntimo entre as células epiteliais e endoteliais forma a barreira sangue-ar (hematoaérea), que possibilita a troca de gases adequada à sobrevivência. Maturação dos Pulmões Período do Saco Terminal (24 semanas ao nascimento) • Durante 26 semanas, os sacos terminais estão revestidos por células epiteliais pavimentosas de origem endodérmica (pneumócitos tipo I), por meio das quais ocorre a troca gasosa. • A rede capilar prolifera rapidamente no mesênquima em torno dos alvéolos em formação, sem desenvolvimento concomitante de capilares linfáticos. As células epiteliais secretoras arredondadas e espalhadas por entre as células epiteliais pavimentosas são pneumócitos tipo II, que secretam o surfactante pulmonar. Maturação dos Pulmões Período do Saco Terminal (24 semanas ao nascimento) • O surfactante forma um filme monomolecular sobre as paredes interiores dos sacos alveolares e neutraliza a força da tensão superficial na interface ar-alvéolo. Isso facilita a expansão dos sacos terminais. A maturação das células alveolares do tipo II e a produção de surfactante variam amplamente em fetos de diferentes idades. • A produção de surfactante tem início entre a 20ª e a 22ª semana, mas o surfactante está presente apenas em pequenas quantidades em crianças prematuras. Ele não alcança níveis adequados até o final do período fetal. O aumento da produção de surfactante, induzida por corticosteroides pré-natais e o tratamento com reposição de surfactante pós-natal têm aumentado as taxas de sobrevivência dessas crianças. Maturação dos Pulmões Período Alveolar (Final do Período Fetal a 8 Anos) No início do período alveolar, cada bronquíolo respiratório termina em um conjunto de sacos terminais de paredes finas que são separadas umas da outras por tecido conjuntivo frouxo. Esses sacos terminais representam futuros ductos alveolares. A membrana alveolocapilar (barreira de difusão pulmonar ou membrana respiratória) é suficientemente fina para possibilitar a troca gasosa. A transição da troca gasosa dependente da placenta para a troca gasosa autônoma após o nascimento requer as seguintes mudanças adaptativas nos pulmões: • Produção de surfactante nos sacos alveolares • Transformação dos pulmões em órgãos de trocas gasosas • Estabelecimento simultâneo das circulações pulmonar e sistêmica. Maturação dos Pulmões Período Alveolar (Final do Período Fetal a 8 Anos) • Aproximadamente 95% dos alvéolos maduros se desenvolvem no período pós-natal. • Após o nascimento, os alvéolos primitivos aumentam conforme os pulmões se expandem; no entanto, o aumento do tamanho dos pulmões resulta muito mais de um aumento contínuo no número de bronquíolos respiratórios e alvéolos primitivos do que simplesmente o aumento em tamanho dos alvéolos. • O desenvolvimento alveolar é geralmente concluído até os 3 anos de idade, mas novos alvéolos podem ser adicionados até aproximadamente 8 anos de idade. Ao contrário dos alvéolos maduros, os alvéolos imaturos têm o potencial para a formação de alvéolos primitivos adicionais. Maturação dos Pulmões Período Alveolar (Final do Período Fetal a 8 Anos) Cerca de 150 milhões de alvéolos primitivos (metade do número nos adultos) estão presentes nos pulmões dos recém-nascidos a termo. Entre o terceiro e o oitavo ano, é alcançado o complemento de 300 milhões de alvéolos no adulto. Três fatores essenciais para o desenvolvimento normal do pulmão consistem em: • Espaço torácico adequado para o crescimento do pulmão • Volume adequado de líquido amniótico • Movimentos respiratórios fetais. Maturação dos Pulmões Período Alveolar (Final do Período Fetal a 8 Anos) No nascimento, cerca de metade dos pulmões está preenchida com líquido derivado da cavidade amniótica, dos pulmões e das glândulas da traqueia. O líquido dos pulmões é limpo no nascimento por três vias: • Boca e nariz, por pressão no tórax durante o parto vaginal • Drenagem a partir dos capilares pulmonares e artérias e veias pulmonares • Drenagem linfática https://www.youtube.com/watch?v=_y6bU4kdfeg BIBLIOGRAFIA • MOORE, K. L.; PERSAUD, T. V. N. Embriologia Básica. 5 ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2000, CAP 16 , 251 – 275 pag.