Mecanismos de defesa da via respiratória

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Mecanismo de defesa da via respiratória
o sistema respiratório está sujeito a exposição a diversos agentes tóxicos do ar, incluindo gases, particulados e microrganismos, e os mecanismos de defesa pulmonar são mobilizados por meio de condicionamento, filtração e limpeza do ar inspirado
Condicionamento do ar:
Esse condicionamento (aquecer, umidificar e filtrar) é feita nas vias aéreas superiores (boca, nariz e faringe), devido à grande perfusão dessas regiões
Na traqueia e brônquios isso não ocorre, por terem menor perfusão
Atuação do condicionamento no aquecimento e umidificação:
Inspiração em climas frios ou quentes: calor e água são transferidos da mucosa das vias respiratórias para o ar inspirado (calor por turbulência e água por evaporação)
Expiração: parte do calor e do vapor d’agua voltam para a mucosa (são reabsorvidos), saindo do gás alveolar/ expirado, para preservar eles dentro do corpo
Mecanismo de filtração e limpeza:
É importante por várias razões:
1. Remove partículas estranhas, como a sílica ( que pode causar fibrose pulmonar), fibras de asbesto( que podem provocar mesotelioma pleural) ou poeiras inertes( que podem acarretar broncoconstrição, além de secreção excessiva de muco
2. Remove bactérias em suspensão no ar e outras bactérias, vírus e alguns gases ou vapores irritante ou tóxicos(incluindo carcinogênicos) que estejam adsorvidos a partículas maiores. A menos que seja sobrecarregado, o mecanismo de filtração mantem os alvéolos praticamente estéreis
Impactação das partículas:
· Muco: O atrito da corrente aérea com a parede do sistema respiratório predispõe a retenção de material na camada mucosa, onde fica impactado
· Anatomia das vias aéreas:
· favorece a deposição devido às ramificações sucessivas observadas desde a nasofaringe até as bifurcações bronquiolares
· As vias respiratórias mais largas propiciam uma corrente de ar turbilhonar, atrito e deposição de material maiores, enquanto a mais estreitas comportam um fluxo laminar com menor resistência local
· A presença de pelos nasais e anatomia da própria faringe, língua e laringe contribuem para elevação resistência a esse nível. Esses elementos funcionam como filtro na manutenção da integridade das vias respiratórias inferiores
· Respiração:
· Respiração mais rápida e superficial retenção de partículas nas vias respiratórias altas
· Respiração lenta e profunda deposição alveolar 
· Tamanho das partículas impactas em cada região:
· Nasofaringe: 5um e maiores que 10um
· Parede da traqueia, brônquios e bronquíolos: 2 e 10 um
· Ductos alveolares e alvéolos: 0,3 e 2 um
· Menores que 0,3um agem como vapores/aerossóis e permanecem no ar expirado
IMAGEM:
A figura mostra de modo esquemático, o local de deposição das partículas de acordo com seu diâmetro
Posteriormente, essas partículas que se depositaram nas paredes de nariz, faringe, traqueia, brônquios ou bronquíolos são daí retiradas parcialmente pelos jatos explosivos de ar provocados pelo espirro e pela tosse e, em grande parte, removidas pelo sistema mucociliar e pela atividade fagocitária dos macrófagos
Sistema mucociliar:
O muco é formado a partir de:
1. Glândulas submucosas
2. células caliciformes mais presentes na traqueia e vias de maior diâmetro 
3. Células de Clara mais presente nos brônquios 
Função das células produtoras de muco: servir de veículo para a absorção e transporte de substâncias e lise de microrganismos pela produção do muco
Estímulo para liberação do muco: liberados por estímulos de irritação local, mecânica ou química. Não é necessário um estímulo nervoso para a liberação de muco, mas estímulos nervosos podem aumentar uma secreção que já está ocorrendo
As glândulas tubuloacinosas comunicam-se com o lúmen brônquico por um canal que se abre entre as células ciliadas, sendo reguladas por impulsos vagais e sua secreção diminuída pela ação da atropina. As vias bronquiolares representam as zonas de preferência das células de Clara, que se salientam das células ciliadas circunvizinhas pela aparência convexa de seu topo rodeado de muco
Composição do muco:
· Glicoproteínas e proteoglicanos (microrganismos se aderem)
· Substâncias antioxidantes
· Tampões o Imunoglobulinas (IgA): (impede aderência e neutraliza microrganismos)
· Lisozima, lactoferrina e peroxidases (enzimas que interagir com microrganismos)
OBS: Quando o indivíduo está desidratado, o muco se torna menos fluido, aumentando sua viscosidade, condição que dificulta o bom funcionamento ciliar
Transporte mucociliar:
O epitélio ciliado com células secretoras reveste da traqueia até os bronquíolos, mas o número de células reduz em direção a periferia e o número de cílios aumenta em direções proximais 
Este epitélio é revestido por um fluido formado pela secreção das células serosas, mucosas e de clara, pela transdução de líquido de alvéolos e vias respiratórias, por mecanismos ativos de transporte iônico e de líquido pelo epitélio
Esse fluido pode alterar sua espessura (de 2 a 5 um de espessura)
Tem duas camadas:
1. Camada sol: líquido periciliarformado por água e eletrólitos: muco mais fluido, células da clara e componentes do plasma e linfa, camada contínua da traqueia até os brônquios
2. Camada gel: maior contato com o ar que passa na via respiratória, muco mais espesso células caliciformes e submucosas, não é continua, mas sim fragmentada em vários pontos pela ação do batimento ciliar
A regulação da quantidade de fluido da camada sol depende das células epiteliais, que tem capacidade de secretar e absorver líquido, usando energia células para movimentações iônicas contra gradiente eletroquímico. Elas são polarizadas anatomia e funcionalmente e tem uma membrana apical em contato com a luz e de uma basolateral que tem contato com interstício e vasos sanguíneos
Tem as junções oclusivas, que restringe a difusão e determina seletividade no espaço intercelular
O transporte de solutos pelo epitélio causa alteração na concentração iônica transepitelail e uma diferença de pressão osmótica pelo epitélio a água se move do maior para menor concentração pelo espaço intercelular
Canais de Na+( absorção de água da face luminal para o interstício) e Cl-( responsáveis pela secreção de água para face luminal) tem papel importante para acoplamento entre muco e cílio
OBS: em pacientes com fibrose cística esse acoplamento não existe, tendo uma desorganização na distribuição da camada gel e sol, e uma redução dessa camada, prejudicando os batimentos ciliares, e um favorecimento no acúmulo de muco, sendo mais fácil desenvolver infecções
Interação mucociliar:
A propulsão do muco pelos cílios é feita pelo batimento ciliar assimétrico e metacrônico. O ciclo completo do batimento é em duas fases:
1. Fase de batimento efetivo: cílios se esticam ao máximo e entram na camada gel, e fazem um movimento de arco
2. Fase de batimento de recuperação: os cílios voltam em direção a camada epitelial e camada sol
Aumento do volume da camada solpropicia um deslocamento entre o cílio e o muco da camada gel, com retardo do transporte ciliar
Diminuição da camada sol, ou aumento da camada gel faz o batimento de recuperação ocorrer em meio de maior viscosidade, reduzindo o transporte ciliar
Efeitos da tosse no transporte mucociliar:
O clearence de muco pode ser feito por meio da tosse, mecanismo pouco relevante em indivíduos normais, mas fundamental com presença de acúmulo de secreção na arvore traqueobrônquica.
Indivíduos normais fina camada de muco que depende do transporte mucociliar para ser removida não se desloca com fluxo aéreo 
Patologias com hipersecreção brônquica interação fluxo aéreo com muco se tornam acentuadas, resultado importante modo de transporte do muco 
Resposta mucociliar às agressões:
Processos irritativos (infecções recorrentes, gases, fumo) podem alterar o epitélio celular e glandular, modificando a composição do muco, dificultando a eliminação de microrganismos inalados, facilitando infecções e pode causar alteração da ação ciliar
Fatores que alteram o muco e dificultam funcionamento ciliar:
· Aumento das secreções/muco (bronquite crônica, pneumonia, tabagismo)
· Modificações nas propriedades do muco/muco mais viscoso (infecções virais e bacterianas, desidratação) 
· Redução da camada sol (fibrose cística)
· Alterações estruturais das vias respiratórias (bronquiectasias)
· Inalantes irritativos (fumo, CO, SO2, NO2, ozônio)
· Químicos (álcool, sedativos)
· Baixas temperaturas
· Hipóxia
· Se esse lesão for crônica pode ter substituição do epitélio respiratório normal por um estratificado, mais rígido (semelhante a pele ou esôfago)
OBS: O excesso de secreção também reduz a velocidade do clearance mucociliar, e, se a infecção estiver presente, o edema inflamatório age na mucosa brônquica, reduzindo seus elementos de defesa, como IgA, IgG, complemento e outros, além de dificultar a distribuição local da medicação.
Clearence alveolar(sistema fagocitário):
O clearence alveolar é feito pelo macrófago alveolar pulmonar, que bloqueia as agressões dirigidas ao meio alveolar, contribuindo para trocas gasosas, pois permite junto com o surfactante, a integridade dos pneumócitos tipo I
O líquido alveolar se continua com a camada mucosa bronquiolar, que exerce tração sobre o fluido, deslocando-o no sentido central e colabora para o clearence alveolar que pode variar de 24h a 100 dias
As vias respiratórias distais e os alvéolos não tem clearence mucocliar, sendo a depuração de pequenas partículas e microrganismos nessa região feita por fagocito pelos macrófagos alveolares e recrutamento de neutrófilos polimorfonucleares a partir da circulação
Função dos macrófagos alveolares:
· Partículas estranhas ou agentes infecciosos no pulmão ativa macrófagos alveolares, com elevação do seu metabolismo, taxa de fagocitose e liberação de enzimas que degradam proteínas da matriz extracelular(elastina)
· Destroem os agentes infecciosos fagocitados, pela liberação de radicais livres de O2( como peróxido de hidrogênio) ou derivados halogênicos(como ácido hipoclorídrico)
· Ativas, sintetizam várias substâncias bioativas e tem vários receptores interagem com outros tipos celulares regulam a resposta imune e inflamatória e detectam e destroem células neoplásicas
Após interiorização das partículas, os macrófagos podem ficar no espaço alveolar ou sair do pulmão por várias vias:
· Vias respiratórias(até a faringe pelo movimento mucociliar
· Sistema linfático
· Quando morrem, são retirados por outros macrófagos
OBS: quanto mais tempo a permanência do material inalado no pulmão, maior probabilidade de lesão. Os macrófagos alveolares promovem rápida degradação desse material, evitando sua passagem para o espaço intersticial, onde a remoção do material é mais lenta e, portanto, é maior o risco de lesão tecidual.
Os macrófagos podem contribuir para lesão tecidual em algumas situações, por concentrarem partículas tóxicas ou radioativas fagocitadas em pequenas regiões pulmonares (pós de sílica, fibras de asbesto)
 A morte de macrófagos causa liberação de fatores quimiotáticos que atraem fibroblastos, com consequente estímulo à síntese de colágeno. Dessa forma, inicia-se um círculo vicioso com migração de novos macrófagos, fagocitose de células mortas, maior atração de fibroblastos e aumento de síntese de colágeno, podendo evoluir para fibrose intersticial pulmonar – doença associada a redução da complacência pulmonar, distúrbio da troca gasosa e aumento do trabalho respiratório.
Pulmões de indivíduos saldáveis tem enzimas(antiproteases) capazes de inativas as proteases liberadas na fagocitose e ativação dos macrófagos alveolares, limitando a destruição tecidual. Mas, o balanço entre inativação de proteases e liberação de antiproteases pode estar afetados em pessoas fumantes ou que inalam muitas partículas. Esse desiquilíbrio estabelece uma inflamação crônica, podendo levar a destruição de septos alveolares e enfisema pulmonar.
Esse desequilíbrio estabelece um estado de inflamação crônica, podendo levar a destruição de septos alveolares e enfisema pulmonar. Alguns indivíduos apresentam, ainda, deficiência congênita de α1-antitripsina e, por isso, não sintetizam quantidade suficiente dessa antiprotease, predispondo-os ao desenvolvimento precoce de enfisema
Apesar de todos os macrófagos existentes no organismo partilharem de um precursor comum (o monócito circulante) e terem funções semelhantes, cada tipo apresenta características próprias