APG - embriologia sistema respiratório

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APG 20 – 10/04 
 
Objetivos: 
1. Compreender a embriologia do Sistema Respiratório 
2. Entender como é o funcionamento e a composição do surfactante 
Resumo: O zigoto sofre sucessivas clivagens, isto é, repetidas divisões mitóticas, resultando em rápido aumento do 
número de células – blastômeros. Ocorre a compactação mediada por glicoproteínas de adesão da superfície celular. 
Quando já existem 12 a 32 blastômeros, o concepto é chamado de mórula. O fluído da cavidade uterina passa através da 
zona pelúcida para formar um espaço preenchido por fluido, denominado de cavidade blastocística, localizado no interior 
da mórula. À medida que o fluido aumenta na cavidade, os blastômeros são separados em duas partes: 
 • O trofoblasto, uma delgada camada celular externa que formará a parte embrionária da placenta 
 • O embrioblasto, um grupo discreto de blastômeros que representam o primórdio do embrião 
Durante esta fase do desenvolvimento, denominada blastogênese, o concepto é chamado de blastocisto. 
O ectoderma é a camada germinativa que formará a epiderme e os anexos epidérmicos, além do sistema nervoso, através 
do tubo neural, e as cavidades do corpo. O mesoderma formará a derme, os ossos e músculos e os sistemas circulatório e 
reprodutor. Por fim, o endoderma formará os órgãos do sistema digestório e, ainda, o sistema respiratório, que será o 
foco deste material. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Embriologia do Sistema Respiratório 
As células de cada camada germinativa se dividem, migram, se agregam e se diferenciam seguindo padrões bastante 
precisos ao formar os vários órgãos e sistemas, em um processo chamado de organogênese. 
É na quarta semana do desenvolvimento que o sistema respiratório começa a surgir a partir do divertículo respiratório, 
que é uma protuberância na parede ventral do intestino anterior. O aparecimento e a localização do broto pulmonar 
dependem do aumento do ácido retinóico (AR) produzido pelo mesoderma adjacente, que eleva a expressão do fator de 
transcrição TBX4 no endoderma do tubo intestinal, no local do divertículo respiratório. 
Sendo assim, O TBX4 induz a formação do broto pulmonar, a continuidade de seu crescimento e a diferenciação dos 
pulmões. Assim, os epitélios 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 esplâncnico que cerca o intestino anterior. 
Inicialmente, o divertículo está em comunicação aberta com o intestino anterior, entretanto, quando o divertículo se 
expande na direção caudal, duas pregas longitudinais, denominadas de pregas traqueoe-sofágicas, separam-no do 
intestino. Subsequentemente, quando estas 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 e os brotos pulmonares. O 
primórdio respiratório mantém sua comunicação com a faringe pelo orifício faríngeo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Laringe 
O revestimento interno da laringe se origina no endoderma, mas as cartilagens e os músculos têm origem no mesênquima 
do quarto e sexto arcos faríngeos. Subsequentemente, quando o mesênquima dos dois arcos se transforma nas cartilagens 
tireóidea, cricóidea e aritenóidea, o formato característico do orifício laríngeo no adulto pode ser reconhecido. Por volta 
do período em que as cartilagens se formam, o epitélio laríngeo também prolifera rapidamente, resultando em oclusão 
temporária do lúmen. Subsequentemente, a vacuolização e a recanalização produzem um par de recessos laterais, os 
ventrículos laríngeos. Esses recessos são limitados por pregas teciduais que se diferenciam em pregas vocais falsas e 
verdadeiras. 
 
Brônquios e Pulmões 
Período Pseudoglandular (5 a 16 semanas) 
Durante a separação do intestino anterior, o broto pulmonar forma a traqueia e duas evaginações laterais, os brotos 
brônquicos. No início da quinta semana, cada um desses brotos se alarga para formar os brônquios principais direito e 
esquerdo, sendo que o brônquio principal direito constitui três brônquios secundários, e o brônquio principal esquerdo 
forma dois, prenunciando, assim, os três lobos do pulmão no lado direito e os dois no lado esquerdo. 
Com o crescimento subsequente nos sentidos caudal e lateral, os brotos pulmonares se expandem para a cavidade 
corporal. Os espaços para os pulmões, que são conhecidos como canais pericardioperitoneais, são estreitos. Eles se 
encontram de cada lado do intestino anterior e gradualmente são preenchidos pelos brotos pulmonares em expansão. 
Finalmente, as pregas pleuroperitoneais e pleuropericárdicas separam os canais pericardioperitoneais das cavidades 
peritoneal e pericárdica, respectivamente, e os espaços restantes formam as cavidades pleurais primitivas. O mesoderma, 
que cobre o exterior dos pulmões, torna-se a pleura visceral. A camada de mesoderma somático, que cobre a superfície 
interna da parede corporal, torna-se a pleura parietal. O espaço entre a pleura parietal e a visceral é a cavidade pleural. 
Período Canalicular (16 a 25 semanas) 
Até o sétimo mês pré-natal, os bronquíolos se dividem continuamente em 
um número maior de canais cada vez menores, enquanto o suprimento 
vascular aumenta constantemente. Os bronquíolos terminais se dividem 
para formar os bronquíolos respiratórios, e cada um deles se divide em três 
a seis ductos alveolares. Os ductos terminam nos sacos terminais (alvéolos 
primitivos), que são cercados por células alveolares achatadas em contato 
próximo com os capilares vizinhos. O feto nascido a partir de 24 a 26 
semanas tem uma pequena chance de sobreviver com cuidados intensivos. 
Observação: Uma fístula traqueoesofágica (FTE) é uma passagem anormal entre a traqueia e o esôfago, que resulta 
da divisão incompleta da parte cranial do intestino anterior nas partes respiratórias e esofágica durante a quarta 
semana do desenvolvimento embriológico. A fusão incompleta das pregas traqueoesofágicas resulta em um septo 
traqueoesofágico defeituoso e na comunicação entre a traqueia e o esôfago. A FTE é a anomalia mais comum do trato 
respiratório inferior. Estas anomalias ocorrem em aproximadamente 1 a cada 3.000 nascimentos. 
Obs: durante essas 16 semanas, todos os 
principais elementos do pulmão se 
formam, exceto aqueles envolvidos com a 
troca gasosa (alvéolos), portanto a 
respiração ainda não é possível; 
consequentemente, os fetos nascidos 
durante este período são incapazes de 
sobreviver. 
Período do Saco Terminal (24 semanas ao nascimento) 
Durante este período, muitos sacos terminais se desenvolvem e seu epitélio torna-se muito fino (alvéolos primordiais). Os 
capilares começam a formar protuberâncias nestes sacos. O contato íntimo entre as células epiteliais e endoteliais forma 
a barreira sangue-ar (hematoaérea), que possibilita a troca de gases adequada 
a sobrevivência. 
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, induzido por corticosteroides pré-natais e o tratamento com 
reposição de surfactante pós-natal têm aumentado as taxas de sobrevivência 
dessas crianças prematuras. 
 
Período Alveolar (final do período fetal até os 8 anos) 
No início do período alveolar, cada bronquíolo respiratório termina em um conjunto de sacos terminais de paredes finas 
que são separados uns dos outros por tecido conjuntivo frouxo. 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 placentapara a troca gasosa autônoma após o nascimento, requer algumas mudanças adaptativas nos pulmões. 
Aproximadamente 95% dos alvéolos maduros se desenvolvem no período pós-natal. Antes do nascimento, os alvéolos 
primitivos aparecem como pequenas saliências nas paredes dos bronquíolos respiratórios e sacos alveolares. 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. 
O tempo de produção do surfactante em quantidades suficientes depende de um aumento nos níveis de cortisol do feto, 
o que acontece entre 32 e 34 semanas. Ao redor de 34 a 36 semanas há material de superfície ativo suficiente secretado 
no lúmen alveolar e excretado no fluido amniótico. 
 
 
 
 
Surfactante 
Funcionamento 
O surfactante previne atelectasia e edema devido a diminuição da tensão superficial devido a diminuição da tensão 
superficial na interface ar – líquido alveolar; com isso melhora as trocas gasosas e diminui o trabalho respiratório tendo 
ainda trabalho lubrificante, protegendo as vias aéreas e promovendo o transporte mucociliar. Desse modo temos que as 
funções principais do surfactante são: diminuir a tensão superficial ar- líquido, manter a estabilidade alveolar impedindo 
o seu colapso no final da expiração, diminuir a vasoconstricção do leito sanguíneo pulmonar, diminuir a resistência 
vascular pulmonar aumentando assim a perfusão pulmonar. 
A tensão superficial é a força que atua através de uma linha imaginaria na superfície do líquido. Ela se origina porque as 
forças de atração entre as moléculas adjacentes do líquido são muito mais fortes do que aquelas entre o líquido e o gás, 
resultando em diminuição da superfície liquida, gerando uma pressão dentro do alvéolo. Nesse sentido, o surfactante 
Quando a quantidade de surfactante é 
insuficiente, desenvolve- se a Síndrome 
da Angústia Respiratória do Recém-
Nascido (SARRN), que é uma causa 
comum de morte de prematuros. Nesses 
casos, os alvéolos parcialmente 
colapsados contêm líquido com alto teor 
proteico, muitas membranas hialinas e 
corpúsculos lamelares, provavelmente 
derivados da camada de surfactante. 
pulmonar reduz de forma significativa a tensão superficial dentro do alvéolo pulmonar, prevenindo o colapso durante a 
expiração. 
A diminuição da tensão superficial ocorre do seguinte modo: A molécula de um surfactante, como no caso dos fosfolipídios 
(os fosfolipídios representam 80% a 90% de sua massa), possui duas partes distintas: uma hidrofóbica constituída de 
cadeias hidrocarbônicas (“cauda”), e outra hidrofílica (“grupo polar”) uma parte interage com a água, enquanto a outra a 
repele. Quando uma pequena quantidade de fosfolipídios é misturada com água, suas moléculas se orientam na interface 
formando uma fina camada com a espessura de apenas uma molécula. Devido a essa orientação, os fosfolipídios 
diminuem a atração entre as moléculas de H2O da superfície. Isto pode ser entendido como se elas estivessem causando 
“defeitos” na membrana elástica, diminuindo a tensão superficial da água (ou a tensão interfacial ar-água). Assim, durante 
o ciclo respiratório, os fosfolipídios se aderem nas paredes internas dos alvéolos, formando uma monocamada. Além de 
evitar que as paredes dos alvéolos grudem, o que impediria a passagem de ar, a monocamada aumenta a permeabilidade 
das moléculas de O2. 
O surfactante é produzido no pneumócito tipo II. Os fosfolipídeos e as proteínas SP-B e SP-C são sintetizados no retículo 
endoplasmático rugoso, onde são armazenados; inicialmente, no complexo de Golgi, e, posteriormente, nos corpos 
lamelares. Periodicamente, estes últimos são expulsos do pneumócito II, quando o surfactante é liberado para a luz 
alveolar, organizando a mielina tubular. 
 
Composição 
O surfactante é constituído, de modo geral, por lipídeos e proteínas. Cerca de 80 a 90% de sua composição em massa é 
composta por lípides, incluindo lípides neutros e fosfolípides. Cerca de 70 a 80% dos fosfolípides consiste de 
fosfatidilcolina, presente em sua maioria na forma saturada (45% da massa do surfactante). O fosfatidilglicerol representa 
5 a 10% (em massa), enquanto o fosfatidilinositol, fosfatidiletanolamina e a fosfatidilserina constituem menos que 10% 
do total de lípides. O colesterol e os ésteres do colesterol representam menos do que 5% do surfactante em massa, sendo 
que o seu papel não é bem conhecido até o momento, embora ele modifique a fluidez e a organização das membranas 
lipídicas. 
A principal função dos fosfolípides é a de atuar como uma molécula que reduz a tensão superficial na interface ar-líquido 
do interior do alvéolo. Esta característica única permite evitar o colabamento alveolar no final da expiração, quando as 
forças que causam o colapso alveolar estão maximizadas, sendo inversamente proporcionais ao quadrado do raio alveolar. 
Após a secreção para o interior do alvéolo, o surfactante passa por um complexo ciclo. Inicialmente, as moléculas de 
gordura se organizam (particularmente com ajuda das proteínas), para formar a monocamada que reveste a superfície 
alveolar, a mielina tubular. Com sucessivos movimentos de contração e estiramento, que ocorrem a cada ciclo 
respiratório, parte da mielina tubular se desorganiza e se desprende do filme principal, na forma de pequenas vesículas, 
que são reabsorvidas para o interior do pneumócito II. 
No entanto, a fosfatidilcolina sozinha não é capaz de explicar as principais características do surfactante: estabilidade 
durante a compressão, rápida adsorção da subfase para a superfície alveolar e a capacidade de reorganizar a 
monocamada, quando dispersa em um ambiente aquoso. Na realidade, à 37º C a fosfatidilcolina assume a forma gel, 
passando para a forma "líquida" e dispersa a 41º C (9). Portanto, ela depende dos outros componentes do surfactante 
para a formação de uma camada estável na superfície alveolar, quando em temperatura fisiológica. 
As proteínas representam cerca de 10% da massa do surfactante, sendo reconhecidas quatro proteínas, SP-A, SP-B, SP-C 
e SP-D. 
A SP-A parece influenciar no metabolismo do surfactante apenas nos estudos in vitro, pois em animais transgênicos com 
deficiência desta proteína, não há influência sobre o metabolismo ou a função do surfactante. 
A SP-B é uma pequena proteína hidrofóbica de 18 KD, fundamental para a função do surfactante pulmonar, sendo sua 
ausência congênita incompatível com a vida (12,13). 
 
 
 
 
 
 
 
REFERÊNCIAS 
Langman, Embriologia Médica, 13a ed. 
Embriologia Básica, 9a edição. 
A case of neonatal respiratory distress. Sociedade Brasileira de Pediatria. 
Margotto P R. Surfactante Pulmonar. Capturado no site http://www.medico.org.br em 10/01/2006. 
Levitzky, M. G. Mecânica da Respiração. In: Levitzky, M. G. Fisiologia Pulmonar 6ª ed. São Paulo: ed. Manole, 2004. 
https://www.scielo.br/j/jped/a/nBsRZ6xbLkW4VfxkZvdQkQk/?lang=pt#:~:text=O%20surfactante%20%C3%A9%20constit
u%C3%ADdo%2C%20de,%25%20da%20massa%20do%20surfactante). 
 
https://www.scielo.br/j/jped/a/nBsRZ6xbLkW4VfxkZvdQkQk/?lang=pt#:~:text=O%20surfactante%20%C3%A9%20constitu%C3%ADdo%2C%20de,%25%20da%20massa%20do%20surfactante).
https://www.scielo.br/j/jped/a/nBsRZ6xbLkW4VfxkZvdQkQk/?lang=pt#:~:text=O%20surfactante%20%C3%A9%20constitu%C3%ADdo%2C%20de,%25%20da%20massa%20do%20surfactante).