APG 19- Embriologia do sistema respiratório

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Quando o embrião tem aproximadamente 4 semanas, surge o divertículo respiratório (broto pulmonar),
uma protuberância na parede ventral do intestino anterior. 
O aparecimento e a localização do broto pulmonar dependem do aumento do ácido retinoico (AR)
produzido pelo mesoderma adjacente, que eleva a expressão do fator de transcrição TBX4 no endoderma
do tubo intestinal no local do divertículo respiratório. TBX4 induz a formação do broto, a continuidade de
seu crescimento e a diferenciação dos pulmões. 
Assim, o epitélio do revestimento interno da laringe, da traqueia e dos brônquios, bem como o do
pulmão, são integralmente de origem endodérmica. 
Os tecidos cartilaginosos muscular e conjuntivo, que compõem a traqueia e os pulmões, são derivados do
mesoderma visceral (esplâncnico) que cerca o intestino anterior.
Inicialmente, o broto pulmonar está em comunicação aberta com o intestino anterior. 
Entretanto, quando o divertículo se expande caudalmente, duas pregas longitudinais, as pregas
traqueoesofágicas, separam-no do intestino.
 Subsequentemente, quando essas pregas se fusionam para formar o septo traqueoesofágico, o intestino
anterior é dividido em uma porção anterior, o esôfago, e em uma porção ventral, a traqueia.
O primórdio respiratório mantém sua comunicação com a faringe pelo orifício faríngeo.
Embriologia do sistema respiratório
Compreender a embriologia do sistema respiratório;
Explicar o papel da substância surfactante e sua importância para o sistema;
Objetivos
1.
2.
Formação dos brotos pulmonares
Primórdio respiratório
O sistema respiratório começa a ser formado na quarta semana do desenvolvimento, no assoalho da
extremidade caudal da faringe primitiva (originada do intestino anterior) a partir do sulco laringotraqueal. 
Esse primórdio da árvore traqueobrônquica se desenvolve caudal ao quarto par de bolsas faríngeas. O
revestimento endodérmico do sulco laringotraqueal forma o epitélio pulmonar e as glândulas da laringe, da
traqueia e dos brônquios. 
O tecido conjuntivo, a cartilagem e o músculo liso dessas estruturas se desenvolvem a partir do mesoderma
esplâncnico ao redor do intestino anterior.
Desenvolvimento da laringe
O epitélio de revestimento da laringe desenvolve-se a partir do endoderma da extremidade cranial do
tubo laringotraqueal. 
As cartilagens da laringe desenvolvem-se do quarto e sexto pares de arcos faríngeos, a partir do
mesênquima que é derivado das células da crista neural. O mesênquima da extremidade cranial do tubo
laringotraqueal rapidamente prolifera, produzindo um par de brotos aritenóideos. 
Os brotos crescem em direção à língua, convertendo a abertura em forma de fenda, a glote primitiva, em
um canal laríngeo em forma de T e reduzindo o lúmen da laringe em desenvolvimento a uma estreita fenda.
O epitélio da laringe prolifera rapidamente, resultando
em uma oclusão temporária do lúmen da laringe. A
recanalização, processo em que os ventrículos da
laringe são formados, normalmente ocorre na 10a
semana. Esses recessos são delimitados por pregas da
membrana mucosa que se tornam as pregas vocais
(cordas) e pregas vestibulares.
Uma vez que a musculatura da laringe é derivada do mesênquima do quarto e sexto arcos faríngeos, todos
os músculos laríngeos são inervados por ramos do décimo nervo craniano, o nervo vago.
Desenvolvimento da traqueia
Durante a separação do divertículo laringotraqueal do intestino anterior, forma-se a traqueia e duas
evaginações laterais, os brotos brônquicos primários. 
O epitélio e as glândulas da traqueia são derivadas do endoderma do tubo laringotraqueal, e as cartilagens,
o tecido conjuntivo e os músculos derivam do mesênquima esplâncnico que envolve o tubo laringotraqueal.
O revestimento endodérmico do tubo laringotraqueal distal à laringe se diferencia no epitélio e nas
glândulas da traqueia e no epitélio pulmonar. A cartilagem, o tecido conjuntivo e os músculos da traqueia
são derivados do mesênquima esplâncnico que envolve o tubo laringotraqueal .
Desenvolvimento dos brônquios e dos pulmões
No início da quinta semana, cada broto
brônquico se alarga para formar os brônquios
principais direito e esquerdo. 
O brônquio principal direito constitui três
brônquios secundários, e o brônquio principal
esquerdo forma dois, prenunciando assim, os
três lobos pulmonares do lado direito e dois
lobos pulmonares do lado esquerdo.
Com o crescimento subsequente nos sentidos
caudal e lateral, os brotos pulmonares se
expandem para a cavidade corporal, os canais
pericardioperitoneais – primórdios das
cavidades pleurais. 
O mesoderma esplâncnico que cobre o exterior
dos pulmões, torna-se a pleura visceral, e a
camada de mesoderma somático, que cobre a
superfície interna da parede corporal, torna-se a
pleura parietal. 
O espaço entre as pleuras é a cavidade
pleural.
O broto respiratório (broto pulmonar) desenvolve-se na extremidade caudal do divertículo laringotraqueal
durante a quarta semana. 
O broto logo se divide em duas evaginações, os brotos brônquicos primários. Esses brotos crescem
lateralmente para dentro dos canais pericardioperitoneais, o primórdio das cavidades pleurais. Brotos
brônquicos secundários e terciários logo se desenvolvem.
Junto com o mesênquima esplâncnico circundante, os brotos brônquicos se diferenciam em brônquios e
suas ramificações nos pulmões. No início da 5a semana, a conexão de cada broto brônquico com a traqueia
aumenta para formar o primórdio dos brônquios principais.
O brônquio principal direito embrionário é ligeiramente maior do que o esquerdo e está orientado
mais verticalmente. Essa relação persiste no adulto; consequentemente, um corpo estranho entra com
mais facilidade no brônquio principal direito do que no esquerdo.
Os brônquios principais subdividem-se em brônquios secundários, que formam os ramos lobares; estes se
dividem em segmentares, que originam os intrassegmentares. 
No lado direito, o brônquio lobar superior suprirá o lobo superior do pulmão, enquanto o brônquio lobar
inferior se subdivide em dois brônquios, o brônquio lobar médio e o brônquio lobar inferior. 
No lado esquerdo, dois brônquios secundários suprem o lobo superior e o lobo inferior dos pulmões. Cada
brônquio lobar sofrerá progressivas ramificações.
Os brônquios secundários se dividem repetidamente de modo dicotomizado, formando dez brônquios
terciários (segmentares) no pulmão direito e oito no lago esquerdo, criando os segmentos
broncopulmonares do pulmão adulto. 
Até o final do sexto mês, estabeleceram-se 17 gerações de subdivisões, porém, antes que a árvore brônquica
chegue a sua configuração final, ainda se formam 6 divisões adicionais durante a vida pós natal.
Conforme os brônquios se desenvolvem, as placas de cartilagem se desenvolvem a partir do mesênquima
esplâncnico circundante. 
O músculo liso e o tecido conjuntivo dos brônquios, o tecido conjuntivo pulmonar e os capilares também são
derivados desse mesênquima. 
Quando os pulmões se desenvolvem, adquirem uma camada de pleura visceral derivada do mesênquima
esplâncnico. Com a expansão, os pulmões e a cavidade pleural crescem caudalmente para o mesênquima da
parede corporal e logo se aproximam do coração. A parede torácica corporal torna-se revestida por uma
camada de pleura parietal derivada do mesoderma somático. 
Maturação dos pulmões
A maturação dos pulmões é dividida em quatro estágios histologicamente superpostos: pseudoglandular,
canalicular, saco terminal (sacular) e alveolar.
Do ponto de vista histológico, durante
o estágio pseudoglandular, o pulmão
tem aparência de glândulas
exócrinas. 
Com 16 semanas, todos os principais
componentes dos pulmões estão
formados, exceto aqueles envolvidos
com as trocas gasosas. 
A respiração não é possível;
portanto, fetos nascidos durante esse
período não conseguem sobreviver.
Estágio pseudoglandular (da 5a à 17a
semana)
Estágio canalicular (da 16a à 25a semana)
O estágio canalicular sobrepõe-se ao estágio pseudoglandular porque os segmentos craniais dos
pulmões amadurecem mais rápido do que os segmentos caudais. 
Duranteo estágio canalicular, os lumens dos brônquios e dos bronquíolos terminais tornam-se maiores e
o tecido pulmonar torna-se altamente vascularizado.
 Na 24a semana, cada bronquíolo terminal forma dois ou mais bronquíolos respiratórios, que irão se
dividir em três a seis passagens: os ductos alveolares primitivos.
A respiração é possível ao final do estágio canalicular (26 semanas), pois alguns sacos terminais de
parede delgada (alvéolos primitivos) se desenvolvem no fim dos bronquíolos respiratórios e o tecido
pulmonar está bem vascularizado.
 Embora fetos nascidos ao término desse período consigam sobreviver se tiverem cuidados intensivos,
recém-nascidos prematuros muitas vezes não sobrevivem, porque o sistema respiratório e os outros
sistemas ainda estão relativamente imaturos.
Estágio de saco terminal (sacular) (da 24a semana ao final do período fetal)
No início deste período, os sacos terminais são revestidos principalmente por células epiteliais
pavimentosas de origem endodérmica – pneumócitos do tipo I – responsáveis pelas trocas gasosas. 
Entre essas células, de forma dispersa, estão células epiteliais arredondadas secretoras – pneumócitos do
tipo II (células septais) que secretam o surfactante pulmonar, uma mistura complexa de fosfolipídios e
proteínas, formando uma película sobre as paredes internas dos sacos alveolares, neutralizando as forças
de tensão superficial na interface alvéolo. A rede de capilares sanguíneos e linfáticos prolifera rapidamente
no mesênquima ao redor dos alvéolos em desenvolvimento. 
O íntimo contato entre as células epiteliais e endoteliais estabelece a barreira hematoaérea, que possibilita
as trocas gasosas adequadas para a sobrevivência do feto no caso de ele nascer prematuramente. 
Deve-se salientar que a produção de surfactante começa entre a 20ª e a 22ª semana, mas ele está presente
somente em níveis adequados nas duas últimas semanas de gestação.
Estágio alveolar (do fim do período fetal aos 8 anos)
A definição do momento exato quando o estágio de saco terminal acaba e se inicia o estágio alveolar
depende da definição do termo alvéolos. Os sacos terminais análogos aos alvéolos já existem na 32a
semana. 
O epitélio de revestimento desses sacos atenua-se para uma fina camada epitelial pavimentosa. Os
pneumócitos do tipo I tornam-se tão delgados que os capilares adjacentes projetam-se para os sacos
alveolares. 
Ao fim do período fetal (38 semanas), os pulmões são capazes de realizar a respiração, pois a
membrana alveolocapilar (barreira de difusão pulmonar ou membrana respiratória) é delgada o suficiente
para realizar as trocas gasosas. 
Embora os pulmões não comecem a realizar essa função vital até o nascimento, estão bem desenvolvidos e,
portanto, capazes de funcionar prontamente após o nascimento.
No início do estágio alveolar (34 semanas), cada bronquíolo respiratório termina em um aglomerado de
sacos alveolares de paredes delgadas, separados uns dos outros por tecido conjuntivo frouxo. Esses
sacos representam os futuros ductos alveolares.
 A transição da troca gasosa dependente da placenta para a troca gasosa autônoma requer as seguintes
mudanças adaptativas dos pulmões:
Produção de surfactante nos sacos alveolares
Transformação dos pulmões de órgãos secretores para órgãos capazes de realizar as trocas gasosas
Estabelecimento das circulações sistêmica e pulmonar em paralelo.
Aproximadamente 95% dos alvéolos maduros desenvolvem- se no período pós-natal. Antes do
nascimento, os alvéolos primordiais aparecem como pequenas projeções nas paredes dos bronquíolos
respiratórios e dos sacos alveolares, dilatações terminais dos ductos alveolares.
Após o nascimento, os alvéolos primitivos se ampliam conforme a expansão dos pulmões, mas o maior
aumento no tamanho dos pulmões resulta do aumento no número de bronquíolos respiratórios e alvéolos
primitivos, mais do que do aumento no tamanho dos alvéolos. 
O desenvolvimento alveolar está, em grande parte, completo aos 3 anos de idade, mas novos alvéolos são
acrescentados até aproximadamente 8 anos de idade.
1.
2.
3.
Os alvéolos imaturos têm o potencial para formar alvéolos primitivos adicionais. À medida que esses
alvéolos aumentam em tamanho, eles se tornam alvéolos maduros. 
No entanto, o principal mecanismo para o aumento do número de alvéolos é a formação de septos
secundários de tecido conjuntivo que subdividem os alvéolos primitivos existentes. Inicialmente, os septos
são relativamente espessos, mas eles logo são transformados em septos delgados maduros que são
capazes de realizar as trocas gasosas.
O desenvolvimento dos pulmões durante os primeiros meses após o nascimento é caracterizado
pelo aumento exponencial na superfície da barreira hematoaérea graças à multiplicação dos
alvéolos e capilares. 
Aproximadamente 150 milhões de alvéolos primitivos, metade do número em adultos, estão presentes nos
pulmões de um recém-nascido a termo. 
Na radiografia de tórax, portanto, os pulmões dos recém-nascidos são mais densos que os pulmões dos
adultos. Entre o terceiro e o oitavo ano de vida, são alcançados os 300 milhões de alvéolos dos adultos.
Resumo do sistema respiratório
Na 4a semana, um divertículo laringotraqueal se desenvolve no assoalho da faringe primitiva;
O divertículo laringotraqueal torna-se separado do intestino anterior pelas pregas traqueoesofágicas que se
fusionam para formar o septo traqueoesofágico. Esse septo resulta na formação do esôfago e do tubo
laringotraqueal;
O endoderma do tubo laringotraqueal origina o epitélio dos órgãos respiratórios inferiores e das glândulas
traqueobrônquicas. O mesênquima esplâncnico ao redor do tubo laringotraqueal forma o tecido
conjuntivo, a cartilagem, o músculo, os vasos sanguíneos e os vasos linfáticos desses órgãos;
O mesênquima do arco faríngeo contribui para a formação da epiglote e do tecido conjuntivo da laringe. Os
músculos da laringe são derivados do mesênquima dos arcos faríngeos caudais. As cartilagens da laringe
são derivadas das células da crista neural;
A extremidade distal do divertículo laringotraqueal forma o broto respiratório que se divide em dois brotos
brônquicos. Cada broto brônquico logo se expande para formar o brônquio principal e, em seguida, o
brônquio principal subdivide-se para formar os ramos brônquicos lobares, segmentares e subsegmentares;
Cada broto brônquico terciário (broto brônquico segmentar), com seu mesênquima ao redor, é o primórdio
do segmento broncopulmonar. A ramificação continua até aproximadamente 17 ordens de ramos serem
formadas. Vias respiratórias adicionais são formadas após o nascimento, até haver aproximadamente 24
ordens de ramos;
O desenvolvimento dos pulmões é dividido em quatro estágios: pseudoglandular (6 a 16 semanas),
canalicular (16 a 26 semanas), saco terminal (26 semanas até o nascimento) e alveolar (32 semanas até
aproximadamente 8 anos de idade);
Entre a 20a e a 22a semana, o pneumócito do tipo II começa a secretar o surfactante pulmonar. A
deficiência do surfactante resulta na SAR ou doença da membrana hialina;
A FTE, que resulta da divisão defeituosa do intestino anterior em esôfago e traqueia, é geralmente
associada à atresia esofágica;
A produção de surfactante começa entre a 20a e a 22a semana, mas o surfactante está presente apenas em
pequenas quantidades em recém-nascidos prematuros, não existindo em níveis adequados até o fim do
período fetal. 
Por volta da 26a à 28a semana, o feto frequentemente pesa cerca de 1.000 g, e existem sacos alveolares e
surfactante suficientes para permitir a sobrevida de recém-nascidos prematuros. Antes disso, os pulmões
não conseguem, geralmente, realizar trocas gasosas adequadas, em parte, porque a área de superfície
alveolar é insuficiente e a vascularização é pouco desenvolvida.
A presença de sacos terminais delgados ou um epitélio alveolar primitivo não é tão importante para a
sobrevida e o desenvolvimento neurológico de recém-nascidos prematuros quanto a adequada
vascularização pulmonar e produção de surfactante suficiente.
Fetos nascidos entre a 24a ea 26a semana após a fecundação conseguem sobreviver se tiverem cuidados
intensivos; entretanto, eles podem sofrer de angústia respiratória (desconforto respiratório) pela deficiência
de surfactante. 
A sobrevida desses recém-nascidos tem aumentado pelo uso pré-natal de corticosteroides (esteroides
produzidos pelo córtex das glândulas suprarrenais), que induz a produção de surfactante, e também com
a terapia pós-natal de reposição de surfactante.
O mau funcionamento do surfactante tem sido relacionado com certo número de doenças respiratórias. Na
Síndrome do Desconforto Respiratório (SDR) em recém-nascidos, baixas quantidades de surfactante
presente em pulmões neonatais levam ao colapso alveolar. 
A deficiência do surfactante pulmonar no recém-nascido está associada a diversos distúrbios respiratórios
neonatais além da SDR. O principal fator de risco para a ocorrência dessa síndrome é a prematuridade. 
Para suprir a deficiência de surfactante pulmonar em recém-nascidos, utiliza-se tratamento com surfactante
exógeno. Esse procedimento também tem sido utilizado em adultos com problemas respiratórios, mas não
tem tido os mesmos resultados por causa de problemas como infecções e inflamações. Nesses casos,
utilizam-se tratamentos com antibióticos.
Surfactante pulmonar
O surfactante pulmonar é uma mistura de lipídios e proteínas que formam um filme na interface de
transferência entre o alvéolo pulmonar e o ar. 
A principal função do surfactante pulmonar é o de reduzir a tensão superficial na interface ar-líquido do
alvéolo, evitando o colapso alveolar e facilitando a respiração.
O surfactante se forma como uma película
monomolecular na parede interna dos sacos
alveolares, as unidades funcionais dos pulmões,
e neutraliza as forças de tensão superficial na
interface ar-alvéolo. Isso facilita a expansão dos
sacos terminais, prevenindo a atelectasia
(colapso dos sacos durante a expiração). 
A maturação dos pneumócitos do tipo II e a
produção do surfactante variam amplamente
entre os fetos de diferentes idades gestacionais.
A produção do surfactante aumenta durante
os estágios terminais da gestação,
particularmente durante as últimas 2
semanas.