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UNIVERSIDADE FEDERAL DE PELOTAS INSTITUTO DE BIOLOGIA DEPARTAMENTO DE MORFOLOGIA DISCIPLINA DE HISTOLOGIA ESPECIAL COMPARADA PROFESSORA DR. MARLA PIUMBINI ROCHA CIÊNCIAS BIOLÓGICAS HISTOLOGIA COMPARADA DO SISTEMA RESPIRATÓRIO DE PEIXES, AVES, HUMANOS E MAMÍFEROS Graduandos: Carolina Caetano dos Santos Elisa Teixeira Aires Paulo Roberto Boeira Fuculo Jr. Fevereiro, 2013 P á g i n a | 2 Sumário 1. Introdução......................................................................................................................................4 2. Histologia do Sistema Respiratório de Quati ( Nasua nasua )......................................................5 Nariz de Quati ( Nasua nasua )..............................................................................................5 Laringe de Quati ( Nasua nasua )..........................................................................................5 Traqueia de Quati ( Nasua nasua ).........................................................................................6 Pulmões de Quati ( Nasua nasua ).........................................................................................7 3. Histologia das Brânquias Respiratórias de Peixe (Steindachnerina brevipinna)......................................9 Brânquias de Peixe (Steindachnerina brevipinna)..............................................................................9 4. Histologia do Sistema Respiratório de Humano (Homo sapiens)................................................11 Traqueia de Humano (Homo sapiens)...................................................................................11 Brônquios de Humano (Homo sapiens)................................................................................11 Bronquíolos de Humano (Homo sapiens).............................................................................12 Ductos alveolares de Humano (Homo sapiens)....................................................................13 Alvéolos de Humano (Homo sapiens)..................................................................................13 5. Histologia do Sistema Respiratório de Galinha (Gallus gallus domesticus)..............................15 Narinas de Galinha (Gallus gallus domesticus).....................................................................15 Cavidade Nasal de Galinha (Gallus gallus domesticus).........................................................15 Conchas nasais de Galinha (Gallus gallus domesticus)..........................................................15 Seio infra-orbitário de Galinha (Gallus gallus domesticus)....................................................15 Coana de Galinha (Gallus gallus domesticus)........................................................................15 Faringe de Galinha (Gallus gallus domesticus)......................................................................15 Sacos aéreos cérvoco-cefálicos de Galinha (Gallus gallus domesticus).................................15 Traquéia de Galinha (Gallus gallus domesticus).....................................................................15 Laringe de Galinha (Gallus gallus domesticus)......................................................................16 Seringe de Galinha (Gallus gallus domesticus)......................................................................16 Pulmão de Galinha (Gallus gallus domesticus)......................................................................16 Brônquios primários e secundários de Galinha (Gallus gallus domesticus)..........................17 P á g i n a | 3 Brônquios terciários (parabrônquios) de Galinha (Gallus gallus domesticus).......................18 Capilar aéreo de Galinha (Gallus gallus domesticus)............................................................18 Sacos aéreos de Galinha (Gallus gallus domesticus).............................................................18 6. Comparativo entre Quati, Peixes e Aves frente ao Sistema Respiratório Humano...............................19 Tabela comparativa............................................................................................................................24 7 Referências.............................................................................................................................................25 P á g i n a | 4 1. Introdução Todo organismo vivo é derivado de um ancestral comum, trazendo consigo características que comprovam essa teoria de evolução. Mesmo que aparentemente em nada se pareçam, os humanos guardam semelhanças com os organismos menos derivados (HICKMAN et al, 2004). Nas primitivas formas de vida a respiração predominante é mediada pela difusão simples, mas com o desenvolvimento dos organismos estruturas mais especializadas surgiram, pois a difusão já não era suficiente. Respiração é o mecanismo que efetua as troca gasosas (O2 e CO2) de um ser vivo com o meio onde vive (MOORE & PERSAUD, 2000 s/p). Existem basicamente três tipos de órgãos respiratórios: brânquias, pulmões e traqueias. O quati é um animal mamífero que pertence ao Filo Chordata, à Classe Mammalia, à Ordem Carnívora, à Família Procyonidae e ao gênero Nasua (ZELLER, 1999). Esse animal tem respiração pulmonar e não contínua por variação de volume da caixa torácica e diafragma. A Galinha é uma ave pertencente ao Filo Chordata, da Classe Galliformes, Família Phasianidae e Gênero Gallus. Esses animais apresentam respiração pulmonar com sacos aéreos, que garantem um fluxo unidirecional. Peixes são animais vertebrados, aquáticos, pertencentes ao Filo Chordata. A espécie usada no presente trabalho é a Steindachnerina brevipinna, pertencente à Família Curimatidae. Os peixes respiram o Oxigênio dissolvido na água e apresentam respiração branquial. A respiração nas aves é realizada em dois ciclos respiratórios, na inspiração uma pequena quantidade de ar passa pelos pulmões enquanto a maioria flui diretamente para os sacos aéreos posteriores, na expiração todo esse ar fresco passa pelos pulmões (1º ciclo) indo para os sacos aéreos anteriores de onde o ar é liberado para o exterior (2º ciclo) (SCHMIDT-NIELSEN, 2002). Esse sistema é considerado o mais eficiente, pois os pulmões recebem ar fresco tanto na inspiração quanto na expiração, satisfazendo sua alta demanda metabólica (HICKMAN et al, 2004). O sistema respiratório do quati compreende os pulmões e um sistema de tubos que o comunicam com o meio externo. Este sistema é dividido por uma porção condutora, formada pelo nariz, fossas nasais, nasofaringe, laringe, traqueia, brônquios e bronquíolos, e uma porção respiratória formada pelos bronquíolos respiratórios, ductos alveolares, sacos alveolares e alvéolos pulmonares (JUNQUEIRA; CARNEIRO, 1999). Na maioria dos peixes, as brânquias ou guelras são os seus órgãos respiratórios e encontram-se, em número de quatro pares, de cada lado da cabeça, na câmara branquial, cobertas por uma lâmina óssea, o opérculo. São muito irrigadas pelo sangue e a sua forma, muito recortada, aumenta a superfície de contato com a água. Cada uma delas fixa-se a um arco ósseo. As brânquias comunicam-se com a boca e, pela fenda opercular, com o exterior. A corrente da agua circula da boca para as fendasoperculares, banhando as brânquias. Para a entrada da água o peixe abre a boca e para a saída levanta o opérculo. O objetivo desse trabalho foi comparar histologicamente o sistema respiratório de humanos com as espécies citadas acima (mamíferos, aves e peixes), usando para isso alguns de seus órgãos respiratórios. P á g i n a | 5 2. Histologia do Sistema Respiratório de Quati ( Nasua nasua) • Nariz: É revestido por tecido epitelial pavimentoso estratificado queratinizado, com glândulas sebáceas ou holócrinas, ácinos mistos, folículos pilosos, regiões com fibroblastos e ácinos serosos. As conchas nasais são estruturas ósseas revestidas por mucosa, possuem epitélio colunar pseudoestratificado ciliado com células caliciformes, sendo apoiado em tecido conjuntivo frouxo ricamente vascularizado. Fi gura 1: A) Epitélio estratificado pavimentoso queratinizado (seta branca) e acinos mistos (seta preta). B) Folículo piloso (seta branca) e glândula sebácea (seta preta). C) Ácinos serosos (seta). D) Fotomicrografia das conchas nasais do quati, apresentam células caliciformes (seta fina) e epitélio colunar pseudoestratificado ciliado (seta grossa). • Laringe: É composta por quatro cartilagens: cricóide, tireóide e aritenóide (com processo corniculado) e a epiglote. A cartilagem aritenoíde é formada por cartilagem hialina com grupos isógenos de condrócitos, pericôndrio, músculo estriado esquelético, ácinos mistos, mucosos e serosos, é revestida por epitélio estratificado pavimentoso queratinizado na parte ventral e sobre a parte dorsal são cobertas por epitélio pavimentoso estratificado não queratinizado. A cartilagem cricóide é revestida por epitélio pavimentoso estratificado não queratinizado na região ventral, enquanto que, a região dorsal é revestida pelo epitélio pavimentoso estratificado queratinizado, foram observados ácinos mucosos e músculo estriado esquelético, é composta por cartilagem hialina que formam grupos isógenos de condrócitos e por um pericôndrio bem desenvolvido. A cartilagem epiglote é formada por cartilagem elástica, onde se formam as fibras elásticas, observou-se ácinos mistos e o epitélio de revestimento tipo pavimentoso estratificado não queratinizado. A cartilagem tireóide é composta por músculo liso transversal e músculo liso longitudinal, possui cartilagem hialina com grupos isógenos de condrócitos, sendo recoberta por músculo liso. P á g i n a | 6 Figura 2: Fotomicrografias das cartilagens da laringe do quati (Nasua nasua). A) Cartilagem aritenóide com músculo liso (M), cartilagem hialina (C) com grupos isógenos de condrócitos (seta). B) Cartilagem cricóide, com cartilagem hialina (C), pericôndrio (seta preta), ácino mucoso (seta branca) e músculo estriado esquelético (M). C-D) apresenta a cartilagem epiglote, com fibras elásticas (C), epitélio pavimentoso não queratinizado (seta preta), grupos isógenos de condrócitos (E) e ácinos mistos (seta branca). E) Direção nas fibras musculares da cartilagem tireóide com músculo liso transversalmente (seta branca) e músculo liso longitudinalmente (seta preta). F) Cartilagem tireóide mostrando cartilagem hialina, grupos isógenos de condrócitos (seta) e músculo liso (M). • Traquéia: É revestida pelo epitélio respiratório, contendo células ciliadas e mucosas. Seu epitélio é do tipo pseudoestratificado ciliado com células caliciformes e próximo da superfície epitelial encontram- se células epitéliais cilíndricas, que possuem cílios móveis ou microvilos. Dentro do epitélio, em uma P á g i n a | 7 camada média, localizam-se os núcleos das células caliciformes, enquanto os núcleos adjacentes à membrana basal pertencem às células cilíndricas que não chegam à superfície epitelial. Figura 3: Fotomicrografias da traqueia do quati. A) Epitélio pseudoestratificado ciliado (seta preta), ácinos serosos (seta branca), músculo liso (M) e cartilagem hialina com grupos isógenos de condrócitos (H). B) Ácinos serosos (seta branca), pericôndrio (seta preta), músculo liso transversal (Mt) e músculo liso longitudinal (ML). • Pulmões: Divididos em direito e esquerdo, são cobertos pela pleura visceral e as costelas pela pleura parietal. Encontram-se subdivididos em lobos por profundas fissuras interlobares. Os brônquios extrapulmonares primários nascem da bifurcação com a traqueia e conforme se ramificam, decrescem progressivamente em diâmetro e tamanho, por esse motivo foram observadas várias mudanças que incluem a cartilagem hialina que diminui em quantidade e espessura, a quantidade de células caliciformes do epitélio diminui também em grande quantidade. O epitélio é do tipo pseudoestratificado ciliado, foram encontrados ácinos serosos, cartilagem hialina com grupos isógenos de condrócitos e músculo liso. Nos bronquíolos, vasos sanguíneos, artérias, sacos alveolares e ductos alveolares. Os alvéolos dos pulmões estavam revestidos por dois tipos celulares, pneumócitos tipo I e II, o pneumócito tipo I tem a região do núcleo mais larga e abriga à maioria das organelas celulares, esse tipo celular ocupa mais de 95% da superfície da área de cada alvéolo e esta intimamente associada ao tecido conjuntivo subjacente que é ricamente vascularizado. O pneumócito tipo II é cúbico e forma uma zona de oclusão com os pneumócitos do tipo I. Sua superfície projeta-se para dentro do lúmen do alvéolo, possuem núcleo situado centralmente. P á g i n a | 8 Figura 4: Fotomicrografias do pulmão e dos brônquios do quati (Nasua nasua) A) Bronquíolo (seta), vasos sanguíneos (V), artéria (Ar), alvéolos (A). B) Brônquio primário notar epitélio pseudoestratificado ciliado (seta branca) e ácino seroso (seta preta). C) Brônquio secundário o epitélio pseudoestratificado ciliado (seta branca) e cartilagem hialina com grupos isógenos de condrócitos (seta preta). D) Brônquio terciário o epitélio pseudoestratificado ciliado (seta) e músculo liso (M). E) Sacos alveolares (A) e ducto alveolar (seta). F) Pneumócito tipo I (seta preta), pneumócito tipo II (seta branca) nos alvéolos pulmonares e macrófagos (M). P á g i n a | 9 3. Histologia das Brânquias Respiratórias de Peixe (Steindachnerina brevipinna) As brânquias dos peixes exercem funções vitais, além de serem sítios de trocas gasosas, exercem função de osmorregulação, equilíbrio ácido-básico, excreção de compostos nitrogenados e gustação. As diferenças encontradas em S. brevipinna estão relacionadas a hábitos particulares, como a grande quantidade de rastros de tamanhos reduzidos, presença de corpúsculos gustativos e células mucosas. Deste arco branquial partem duas colunas de filamentos, constituídos por lamelas paralelas entre si e na superfície oposta, os rastros. Observou-se que, o arco é formado por osso misto (Figura 5A), cartilagem hialina, musculatura estriada e variedades de tecido conjuntivo de sustentação, os quais penetram nos filamentos branquiais, levando consigo os ramos de artérias branquiais, facilmente visíveis (Figura 5B). Fi gura 5: Componentes histológicos do arco branquial de S. brevipinna. A) Osso misto (a); irrigação principal (b); filamentos (c). Tricrômico de Goldner 100X. B) Artérias branquiais (b); Cartilagem hialina (d); musculatura estriada (e); tecido conjuntivo (f). TG. 400X. Como afirma Sabóia-Moraes (1991), as arteríolas do filamento capilarizam-se e emitem seus ramos para as lamelas branquiais, as quais possuem fluxo contracorrente, mecanismo que auxilia nas trocas gasosas. Os rastros branquiais estão localizados na curvatura interna do arco, sendo estruturas espinhosas, relacionadas à cavidade bucofaríngea, de tamanhos semelhantes entre si e de pequeno porte quando comparados às espécies de hábitos alimentares diferentes. Estes rastros sãoformados por um eixo cartilaginoso, revestido por um epitélio estratificado com presença de corpúsculos gustativos, células mucosas e claviformes (Figura 6, abaixo). Figura 6: Rastros branquiais de S. brevipinna. Epitélio (a); corpúsculo gustativo (b); células mucosas (c) e claviformes (d). HE. 100X. P á g i n a | 10 Os filamentos possuem um eixo de cartilagem hialina, revestidos por epitélio branquial multilamelar, com células mucosas e clorídricas (Figura 7, abaixo). Figura 7: Filamento branquial de S. brevipinna. Células pilares (a); mucosas (b) e clorídrica (c), lamelas (L), filamentos (F) HE 400X. A presença de células clorídricas está relacionada com a capacidade de osmorregulação. São observadas células mucosas encobertas pelas pavimentosas, tanto nos filamentos quanto nas lamelas, sendo responsáveis pela proteção das brânquias contra agentes externos. Através da técnica de P.A.S. é possível confirmar reação positiva de glicoproteínas (Gps) neutras ou levemente ácidas das células mucosas (Figura 8, abaixo). Figura 8: Filamento branquial de S. brevipinna. Células mucosas (seta). Reação positiva. P.A.S.400X. A presença de GPs com dióis vizinhos oxidáveis nas células mucosas teve uma reação fortemente positiva nos rastros (Figura 9, abaixo), apresentando uma camada espessa logo abaixo das células epiteliais pavimentosas superficiais. P á g i n a | 11 Figura 9: Rastro (R) das brânquias de S. brevipinna, epitélio (a); camada espessa de células mucosas (b), reação positiva. P.A.S. 400 X. 4. Histologia do Sistema Respiratório de Humano (Homo sapiens) • Traqueia: É revestida por epitélio do tipo respiratório, que é o epitélio pseudoestratificado cilíndrico ciliado com células caliciformes. Há uma lâmina própria com tecido conjuntivo frouxo, rico em fibras elásticas que separa-o da submucosa. A submucosa é formada por tecido conjuntivo e glândulas mucosas e serosas. Acima encontramos uma grande camada de cartilagem hialina e a camada adventícia que é mais externa formada por tecido conjuntivo. Figura 10: Microscopias da traqueia de humano. A) Camada mucosa (M) de tecido epitelial pseudo-estratificado cilíndrico com células caliciformes e lâmina própria de tecido conjuntivo. Camada submucosa de tecido conjuntivo com glândulas serosas e mucosas. Camada de cartilagem hialina (C) e camada adventícia(D) de tecido conjuntivo. B) Mucosa (M), submucosa (S), glândulas (G) e cartilagem (C). C) Glândulas seromucosas da traqueia. D) Epitélio respiratório da traqueia. • Brônquios: Começam logo após a bifurcação da traqueia e é a maior estrutura encontrada. É forrado por epitélio passa de pseudoestratificado cilíndrico ciliado para cilíndrico simples ciliado conforme vai diminuindo o calibre, apresentando menor número de células caliciformes que a traqueia. Junto ao epitélio apresenta uma lâmina própria rica em fibras elásticas formando a camada mucosa. Abaixo da mucosa há presença de feixes de músculo liso em espiral. Abaixo do músculo liso encontramos as glândulas seromucosas. Ainda encontramos placas irregulares de cartilagem hialina. Externamente apresentam uma camada adventícia de tecido conjuntivo. P á g i n a | 12 Figura 11: Microscopias de brônquios de humanos. A) Mucosa (M) formada por tecido epitelial pseudo-estratificado cilíndrico ciliado a cilíndrico simples ciliado, os dois apresentando células caliciformes, mais lamina própria; camada de tecido muscular liso (B); camada de tecido conjuntivo com glândulas seromucosas (C); placas de cartilagem hialina (D); adventícia (E). B) Mucosa do brônquio: epitélio (Ep) e células caliciformes (*). • Bronquíolos: Há dois tipos de bronquíolos: os terminais e os respiratórios. O bronquíolo terminal começa nas últimas porções da árvore brônquica, é semelhante ao bronquíolo, porém menor e mais delgado. Apresenta epitélio cúbico, com ou sem cílios e as células de Clara que secretam proteínas que protegem o epitélio contra poluentes. O bronquíolo respiratório representa a transição entre a porção condutora e a respiratória. Apresentam epitélio cúbico simples e células de Clara, camada de músculo liso mais delgado que os terminais. Há presença de alvéolo. Figura 12: Microscopias de bronquíolos. A) Bronquíolo (40x). B) Camada mucosa (A) de tecido epitelial varia de cilíndrico simples ciliado, com algumas células caliciformes, a cúbico simples, ciliado ou não, mais lâmina própria de P á g i n a | 13 tecido conjuntivo frouxo; camada de tecido muscular liso (B) (100X). C) Mucosa do bronquíolo (400x). D) Bronquíolo respiratório com alvéolos (setas) (100x). • Ductos alveolares: É observado quando o bronquíolo respiratório está todo formado por alvéolos. São condutos formados principalmente por alvéolos e sacos alveolares. Apresenta epitélio simples cúbico a pavimentoso revestindo os coxins formados por conjuntivo e músculo liso entre os alvéolos. Conforme mais distante diminui a presença de músculo. Há presença de fibras elásticas, reticulares. Figura 13: Microscopias de ductos alveolares de humanos. A) Ductos alveolares em corte longitudinal (setas pretas indicando o trajeto), Coxins (seta branca), (40x). B) Ductos alveolares em corte longitudinal (setas indicando o trajeto), (40x). C) Coxins de ductos alveolares (c), (400x). • Alvéolos: É a ultima porção da árvore brônquica e funcional primária do sistema respiratório. São invaginações em forma de saco revestidas por um epitélio plano simples delgado, abaixo do qual há capilares. O epitélio apresenta desmossomos e zônula de oclusão. Também há presença de dois tipos de células especiais chamadas pneumócitos do tipo I e II. As células do tipo I são pavimentosas e fazem trocas gasosas. As células do tipo II são cúbicas e produzem a substancia surfactante que reduz a tensão superficial dos alvéolos, evitando que colem. A parede alveolar é comum a dois alvéolos vizinhos, pois isso é chamada de septo interalveolar. P á g i n a | 14 Figura 14: Microscopias de alvéolo pulmonar humano. A) Parede indicada pela seta (septo interalveolar), (400x). B) Alvéolo pulmonar, (400x). C) Pneumócito tipo I (seta), (400x). D) Pneumócito tipo II (setas), (400x). P á g i n a | 15 5. Histologia do Sistema Respiratório de Galinha (Gallus gallus domesticus) • Narinas: São duas aberturas simétricas sobre o bico. A pele entra nas narinas até a primeira parte da cavidade nasal (o vestíbulo), que é recoberta por epitélio escamoso estratificado queratinizado modificado. Este se caracteriza por células epiteliais organizadas em colunas, conferindo uma aparência de cera à superfície. (Não encontramos imagens) • Cavidade Nasal: Sua maior parte possui um revestimento respiratório com a região vestibular contendo um epitélio pavimentoso estratificado e a porção dorso-caudal contendo epitélio olfatório. O epitélio respiratório possui glândulas intra-epiteliais, que consistem em grupos de células secretoras de mucos organizadas em ácinos simples. É dividido por uma parede medial cartilaginosa, o opérculo (evita a entrada de organismos estranhos em seu interior). A região respiratória da cavidade nasal é revestida por um epitélio colunar pseudoestratificado ciliado. Há glândulas mucosas no interior. O epitélio olfatório é colunar pseudoestratificado. Sua estrutura, semelhantemente à de mamíferos, é composta de células basais, sensoriais e de sustentação. Encontram-se presentes glândulas de Bowman. (Não encontramos imagens) • Conchas nasais (rostral, média e caudal): São delicadas, espiraladas e bem vascularizadas. Aumentam a área de contato com o ar, removem partículas suspensas, aquecem e umidificam o ar inspirado. (Não encontramos imagens) • Seio infra-orbitário:Único seio paranasal na maioria das aves. Ele se estende medialmente a partir da cavidade nasal e ventralmente a partir da cavidade oral, comunicando-se caudalmente com o sistema de sacos aéreos cérvico-cefálicos. Abre-se por um estreito ducto na cavidade nasal localizado de tal forma que a drenagem natural é impedida. A parede do seio é fina diretamente subcutânea rostral e ventral ao olho. (Não encontramos imagens) • Coana: É uma abertura em forma de V no palato da ave, formando uma ligação entre a cavidade nasal e a orofaringe. Em algumas espécies possui papilas em suas bordas. (Não encontramos imagens) • Faringe: Revestida por um epitélio escamoso estratificado, uma lâmina própria densa e uma submucosa menos densa se situam abaixo do epitélio. Há glândulas salivares (mucosas) dentro da lâmina própria ou da submucosa. Ocorrem feixes de musculatura esquelética abaixo do assoalho da faringe. (Não encontramos imagens) • Sacos aéreos cérvico-cefálicos: Não se conectam aos pulmões e são divididos em duas porções, uma porção cefálica e outra cervical. Estão conectados à porção caudal do seio infra-orbitário. Acredita-se P á g i n a | 16 que funcionem como bolsas de ar isoladas que contribuem para a retenção de calor e auxiliam no apoio da cabeça durante o voo e sono. (Não encontramos imagens) • Traqueia: Constituída como a dos mamíferos, inclusive com anéis traqueais cartilaginosos (Figura 15A, abaixo). Porém, os anéis traqueais das aves circundam completamente a traqueia, ao contrário do que ocorre nos mamíferos, nos quais são incompletos. A musculatura lisa que reveste a traqueia dos mamíferos está ausente nas aves. As glândulas intra-epiteliais associadas ao epitélio respiratório das aves são especialmente bem desenvolvidos na traqueia. Sua função é umidificar e aquecer o ar antes que entre nos pulmões. Na extremidade anterior da traqueia, há uma laringe cranial, que é reforçada por um anel cartilaginoso. Uma laringe caudal (siringe) se localiza na extremidade posterior da traqueia. Revestida por um epitélio colunar pseudo-estratificado ciliado, que contém numerosas glândulas mucosas alveolares simples. Na porção posterior da traqueia, as glândulas são substituídas por células caliciformes (Figura 15B, abaixo). Encontram-se presentes lâmina própria e submucosa. Cada uma delas consiste de tecido conjuntivo denso. A submucosa é rica em fibras elásticas (Figura 15C, abaixo). Figura 15: Corte da traquéia de galinha: A) ER, Epitélio respiratório da traquéia; CH, Cartilagem Hialina. (Hematoxilina-eosina; 10X). B) ER, Epitélio respirarório; CH, cartilagem hialina; P, Pericôndrio. (Hematoxilina-eosina; 40X). C) CH, cartilagem hialina (anel cartilaginoso) (Hematoxilina-eosina; 5X). • Laringe (ou parte superior expandida da traquéia): Se assemelha à estrutura dos mamíferos; porém, ao contrário destes, a laringe das aves não possui cordas vocais e tem pouca habilidade para criar sons úteis. Composta de estruturas ósseas e cartilaginosas, revestida por um epitélio colunar pseudoestratificado ciliado, com numerosas glândulas mucosas alveolares simples. Na porção P á g i n a | 17 posterior da traqueia, as glândulas são substituídas por células caliciformes. Sustentada por anéis cartilaginosos completos e sobrepostos. Encontram-se presentes lâmina própria e submucosa. Cada uma delas consiste de tecido conjuntivo denso. A submucosa é rica em fibras elásticas. Sua função é evitar a entrada de corpos estranhos na traqueia. (Não encontramos imagens) • Siringe: É um divertículo localizado na junção da traqueia e dos brônquios primários extrapulmonares. É uma estrutura com formato de Y invertido, com uma dobra vocal mediana no lúmen do órgão, onde a siringe se bifurca. Esta e as outras duas dobras vocais laterais (membranas timpânicas laterais) são usadas para a fonação e são revestidas por uma fina camada de epitélio pavimentoso estratificado. Por meio da contração e relaxamento dos músculos esqueléticos dorsal e ventral associados à siringe, uma ave pode controlar sutilmente as vias aéreas deste órgão, regular o tempo de fonação e determinar a frequência do som. A siringe ou caixa vocal se localiza na cavidade torácica, no ponto da bifurcação traqueal em dois brônquios. Membranas timpânicas interna e externa, localizadas na região da bifurcação traqueal, caracterizam a parede da siringe. As cartilagens inter- siringianas e uma cunha óssea (o péssulo) proporcionam sustentação na região da siringe. (Não encontramos imagens) • Pulmão: Ocupa uma área consideravelmente menor da cavidade torácica que o dos mamíferos, não muda de volume durante a inalação e expiração. Cada pulmão é contínuo com os sacos aéreos que mudam de volume durante a respiração. Não são lobados, possuem coloração vermelho-viva, suaves e aveludados ao toque. Ocupam a parte cranio-dorsal da cavidade corpórea, localizados contra as vértebras torácicas e costelas vertebrais, sendo profundamente marcados pelas mesmas. Não existe uma cavidade pleural correspondente à dos mamíferos. Apresentam cada um três subdivisões brônquicas. Encontram-se numerosas fibras elásticas por todo o tecido conjuntivo bronquial (Figuras 16). Figura 16: Corte de pulmão de galinha. A) (Hematoxilina-eosina; 5X) B) (Hematoxilina-eosina; 10X). • Brônquios primários: São chamados de mesobrânquios ao entrarem nos pulmões. Cada mesobrânquio tem ramos laterais que formam os brônquios secundários (Figura 17, abaixo). O epitélio dos mesobrânquios e brônquios extrapulmonares são semelhantes ao que reveste os brônquios primários e a traqueia dos mamíferos, pois incluem cartilagem hialina e musculatura lisa. Os anéis cartilaginosos, porém, são substituídos por placas de cartilagem e desaparecem em porção inicial do mesobrânquio. Os brônquios primários extrapulmonares possuem cartilagens em forma de C, já as paredes dos brônquios primários intrapulmonares contêm placas cartilaginosas, que se tornam escassas distalmente. P á g i n a | 18 Figura 17: Diagrama do padrão de ramificação bronquial no pulmão das aves. MB, mesobrânquio; BS, brônquio secundário; PB, parabrônquio (brônquio terciário). • Brônquios secundários: Terminam em sacos aéreos ou em brônquios terciários (Figura 18A, abaixo). Os brônquios terciários (parabrônquios) ficam dentro do pulmão e se conectam aos brônquios secundários, dá origem a muitos átrios, também conhecidos como pequenas vesículas de ar, que se estendem radialmente (Figura 18B, abaixo). Os átrios originam os capilares de ar. Tanto os brônquios secundários quanto os terciários são interrompidos pelos átrios. Revestidos por epitélio colunar ciliado com células mucosas, há lâmina própria e uma camada muscular lisa bem desenvolvida. Figuras 18: A) Fotomicrografia do brônquio terciário (parabrônquio) (PB) e átrios (setas) do pulmão das aves. (Hematoxilina- eosina; 20X). B) Fotomicrografia de átrios (A), capilares aéreos (setas) no pulmão de uma ave. (Hematoxilina-eosina; 100X) • Brônquios terciários ou parabrônquios: São revestidos por epitélio cúbico, uma camada fina de tecido conjuntivo que se situa abaixo do epitélio, feixes de células musculares lisas que se situam abaixo da camada de tecido conjuntivo. A parede interna de cada brônquio terciário é perfurada por numerosas aberturas. (Não encontramos imagens) • Capilares aéreos: Não existem alvéolos como observado nos mamíferos, mas tubos contendo ar. São pequeninas alças contínuas de delicadas vias aéreas onde ocorre a troca gasosa, formam redes extensas que interconectam os brônquios terciários. O revestimento epitelial dos capilares aéreos inclui células tipo I e tipo II, ambas similares vistas nos pulmõesde mamíferos. Ainda existe uma camada muscular de mucosa, porém menos confluente e mais multidirecional do que nos brônquios primários. São revestidos por epitélio colunar pseudoestratificado ciliado com glândulas mucosas e células caliciformes. (Não encontramos imagens) P á g i n a | 19 • Sacos aéreos: São estruturas de paredes finas pareadas ou não, que ocorrem nas regiões cervicais, claviculares, torácica e abdominal do corpo. Eles se conectam aos pulmões através dos brônquios. Muitos dos ossos ocos das aves contêm extensões dos sacos aéreos (esses ossos incluem esterno, úmeros, cintura pélvica e a maior parte das vértebras torácicas e cervicais). São revestidos por células colunares escamosas, cubóides ciliadas e colunares ciliadas. O epitélio é sustentado por uma camada fina de tecido conjuntivo que consiste de fibras colagenosas e elásticas. Os sacos são fracamente vascularizados e não participam na troca gasosa, apenas da circulação do ar, tornando a ventilação mais eficiente. (Não encontramos imagens) • Saco aéreo clavicular: Localiza-se na entrada do tórax, apresenta porções intra e extratorácicas (sua porção torácica ocupa o espaço cranial e ao redor do coração, estendendo-se ao esterno). Seus divertículos extratorácicos passam entre os músculos e ossos do cíngulo do ombro e arejam o úmero (quando ocorrem fraturas compostas do úmero podem, portanto, introduzir infecção nos sacos aéreos e pulmões). (Não encontramos imagens) • Sacos aéreos torácicos: Os sacos aéreos torácicos craniais pares ficam ventrais aos pulmões, entre as costelas esternais, o coração e o fígado. Recebem ar dos parabrônquios medioventrais. Os sacos aéreos torácicos caudais pares situam-se mais caudalmente entre a parede corpórea e os sacos abdominais, e recebem ar dos parabrônquios latero-ventrais. (Não encontramos imagens) • Sacos aéreos abdominais: São os maiores sacos aéreos, ocupando as partes caudodorsais da cavidade abdominal onde ficam em amplo contato com os 73 intestinos, a moela, os órgãos genitais e os rins. Seus divertículos entram em recessos do sinsacro e do acetábulo. É revestido por epitélio cúbico a pavimentoso simples. Como nos mamíferos, a ventilação das aves é governada pela atividade da musculatura abdominal. Essa atividade influencia diretamente no volume dos sacos aéreos, resultando no movimento das passagens de ar, incluindo nos capilares aéreos. (Não encontramos imagens) 6. Comparativo entre Quati, Peixes e Aves frente ao Sistema Respiratório Humano. • Narinas Humano: Predomina tecido cartilaginoso. É dividido em três áreas: vestíbulo, área olfatória e área respiratória. O vestíbulo é a porção mais anterior e é revestida por epitélio estratificado pavimentoso que torna-se cada vez mais delgado e desaparece entre os pêlos e glândulas sebáceas na transição para a área olfatória. Apresenta uma lâmina própria de conjuntivo denso, com numerosas glândulas seromucosas. As áreas olfatórias apresentam epitélio pseudoestratificado cilíndrico rico em cílios observando também a presença de glândulas seromucosas e caliciformes e esta assentada sobre uma lâmina própria de tecido conjuntivo, onde também observamos a presença das glândulas de Bown. . As conchas nasais possuem epitélio colunar pseudoestratificado ciliado com células caliciformes, sendo apoiado em tecido conjuntivo frouxo e ricamente vascularizado. Quati: Foi observado revestimento por tecido epitelial pavimentoso estratificado queratinizado, com glândulas sebáceas ou holócrinas, ácinos mistos, folículos pilosos, regiões com fibroblastos e ácinos serosos. As conchas se assemelham aos humanos. Ave: Semelhante ao humano, onde a pele entra nas narinas até o vestíbulo, porém é recoberto por epitélio escamoso estratificado queratinizado modificado, que se caracteriza por apresentar células epiteliais organizadas em colunas. Peixe: Apresentam este órgão, porém ele está ligado a percepção olfativa e não participa da respiração. P á g i n a | 20 • Seios paranasais Humano: São espaços cheios de ar dos ossos da cabeça revestidos de epitélio do tipo respiratório com poucas células caliciformes. Apresenta uma lâmina própria de conjuntiva muito fina com poucas glândulas. Quati: Apresenta o mesmo epitélio das narinas, diferentemente do humano. O epitélio é do tipo estratificado pavimentoso com glândulas. Ave: Apresenta apenas um único seio chamado infra-orbitário, com histologia semelhante a do quati. Peixe: Apresenta esta estrutura, porém ela não faz parte do sistema em questão. • Faringe Humano: Subdividida em três regiões, porém a que participa da respiração é a nasofaringe que apresenta epitélio do tipo pseudoestratificado colunar ciliado e células caliciformes. Sob o epitélio está a lâmina própria constituída por tecido conjuntivo fibroelástico. Externamente ao tecido conjuntivo está o tecido muscular estriado dos músculos faríngeos e externamente a estes há mais tecido conjuntivo. Quati: Também é subdividida em três regiões, porém é revestida por epitélio escamoso estratificado, diferente do humano. Apresenta uma lâmina própria densa. Ave: Semelhante ao quati também apresenta revestimento por epitélio escamoso estratificado, uma lâmina própria densa e uma submucosa menos densa se situam abaixo do epitélio. Também ocorrem como no humano com feixes de musculatura esquelética abaixo do assoalho da faringe. Peixe: Apresentam este órgão, porém ele está ligado ao sistema digestivo, e não ao respiratório. • Laringe Humano: É um tubo irregular que une a faringe à traqueia. Suas paredes são compostas por peças cartilaginosas irregulares, unidas entre si por tecido conjuntivo fibroelástico. As maiores peças cartilaginosas (tireóide, cricóide) são formadas por cartilagem do tipo hialina; as demais peças são cartilagens do tipo elástico. A laringe não tem um revestimento epitelial uniforme ao longo da via. Na face ventral e parte da face dorsal da epiglote e nas cordas vocais, o epitélio está sujeito a atritos e desgastes por isso o revestimento desses locais é feito por um epitélio do tipo estratificado plano não-queratinizado. Nas demais regiões, o epitélio de revestimento é do tipo respiratório. Este epitélio está sob uma lâmina própria rica em fibras elásticas e contém pequenas glândulas do tipo misto. Essas glândulas não estão presentes nas cordas vocais verdadeiras. Quati: Composta por quatro cartilagens: cricóide, tireóide e aritenóide com o processo corniculado e a epiglote. A cartilagem aritenoíde é formada por cartilagem hialina com grupos isógenos de condrócitos, pericôndrio, músculo estriado esquelético, ácinos mistos, mucosos e serosos. Revestida por epitélio estratificado pavimentoso queratinizado na parte ventral e sobre a parte dorsal são cobertas por epitélio pavimentoso estratificado não queratinizado. A cartilagem cricóide é revestida por epitélio pavimentoso estratificado não queratinizado na região ventral, enquanto que, a região dorsal é revestida pelo epitélio pavimentoso estratificado queratinizado. Foram observados ácinos mucosos e músculo estriado esquelético. É composta por cartilagem hialina que formam grupos isógenos de condrócitos e por um pericôndrio bem desenvolvido. A cartilagem epiglote é formada por cartilagem elástica, onde se formam as fibras elásticas, observou-se ácinos mistos e o epitélio de revestimento encontrado foi do tipo pavimentoso estratificado não P á g i n a | 21 queratinizado. A cartilagem tireóide é composta por músculo liso transversal e músculo liso longitudinal, possui cartilagem hialina com grupos isógenos de condrócitos, sendo recoberta por músculo liso. Ave: Se assemelha à estrutura dos mamíferos;porém, ao contrário destes, a laringe das aves não possui cordas vocais e tem pouca habilidade para criar sons úteis. Composta de estruturas ósseas e cartilaginosas. Revestida por um epitélio colunar pseudoestratificado ciliado, que contém numerosas glândulas mucosas alveolares simples. Na porção posterior da traqueia, as glândulas são substituídas por células caliciformes. Sustentada por anéis cartilaginosos completos e sobrepostos. Encontram-se presentes lâmina própria e submucosa. Cada uma delas consiste de tecido conjuntivo denso. A submucosa é rica em fibras elásticas. Sua função é evitar a entrada de corpos estranhos na traqueia. Peixe: Não possui este órgão. • Traquéia Humano: Revestida por epitélio do tipo respiratório, que é o epitélio pseudoestratificado cilíndrico ciliado com células caliciformes. Acima há uma lâmina própria com tecido conjuntivo frouxo, rico em fibras elásticas que separa da submucosa. A submucosa é formada por tecido conjuntivo e glândulas mucosas e serosas. Acima encontramos uma grande camada de cartilagem hialina e a camada adventícia que é mais externa formada por tecido conjuntivo. Quati: Semelhante ao humano também apresentando epitélio respiratório, contendo células ciliadas e mucosas. Também apresentam células caliciformes, ácino seroso, músculo liso, grupos isógenos de condrócitos, pericôndrio, músculo liso longitudinal e músculo liso transversal. Ave: Apresenta constituição semelhante aos humanos, porém a musculatura lisa que reveste a traqueia esta ausente. Nas aves há uma divisão de regiões: a laringe cranial e a caudal, que é denominada seringe que apresenta epitélio colunar pseudo-estratificado ciliado, que contém numerosas glândulas mucosas alveolares simples. As glândulas associadas ao epitélio respiratório das aves são especialmente bem mais desenvolvidas. Também apresenta lâmina própria e submucosa. Peixes: Não apresentam este órgão. • Órgão respiratório Humano: Apresenta pulmões como órgão respiratório. São cobertos pela pleura visceral e as costelas pela pleura parietal. Apresentam-se divididos em direito e esquerdo e se encontram invaginados dentro de um saco pleural, na cavidade torácica, onde se apresentavam livres. Estão subdivididos em lobos por profundas fissuras interlobares, devido ao tecido conjuntivo que entra no órgão formando septos. Quati: Apresenta pulmões como órgão respiratório. São cobertos pela pleura visceral e as costelas pela pleura parietal. Apresentam-se divididos em direito e esquerdo e se encontram invaginados dentro de um saco pleural, na cavidade torácica, onde se apresentavam livres. Estão subdivididos em lobos por profundas fissuras interlobares, devido ao tecido conjuntivo que entra no órgão formando septos. Ave: Apresenta pulmão como órgão respiratório, porém ocupa uma área consideravelmente menor da cavidade torácica que o dos mamíferos, não muda de volume durante a inalação e expiração. Contudo, cada pulmão é contínuo com os sacos aéreos que mudam de volume durante a respiração. Não são lobados, possuem coloração vermelho-viva, suaves e aveludados ao toque. Ocupam a parte crânio-dorsal da cavidade corpórea, localizados contra as vértebras torácicas e costelas vertebrais, sendo profundamente marcados pelas P á g i n a | 22 mesmas. Não existe uma cavidade pleural correspondente à dos mamíferos. Apresentam cada um três subdivisões brônquicas. Encontram-se numerosas fibras elásticas por todo o tecido conjuntivo bronquial. Peixe: Apresentam brânquias como órgão respiratório que exercem funções vitais ao peixe. Além de realizar as trocas gasosas, também exercem outras funções como osmorregulação, equilíbrio ácido-básico, excreção de compostos nitrogenados e gustação. • Brônquio Humano: Começam logo após a bifurcação da traqueia e é a maior estrutura encontrada. É forrado por epitélio e passa de pseudoestratificado cilíndrico ciliado para cilíndrico simples ciliado conforme vai diminuindo o calibre, apresentando menor número de células caliciformes que a traqueia. Junto ao epitélio apresenta uma lâmina própria rica em fibras elásticas formando a camada mucosa. Abaixo da mucosa há presença de feixes de músculo liso em espiral. Abaixo do músculo liso encontramos as glândulas seromucosas. Ainda encontramos placas irregulares de cartilagem hialina. Externamente apresentam uma camada adventícia de tecido conjuntivo. Quati: Começam como nos humanos e histologicamente é muito semelhante. O epitélio é do tipo pseudoestratificado ciliado, foram encontrados ácinos serosos, cartilagem hialina com grupos isógenos de condrócitos e músculo liso. Ave: Brônquios primários: São chamados de mesobrânquios ao entrarem nos pulmões. Cada mesobrânquio tem ramos laterais que formam os brônquios secundários. O epitélio dos mesobrânquios e brônquios extrapulmonares são semelhantes ao que reveste os brônquios primários e a traqueia dos mamíferos, pois incluem cartilagem hialina e musculatura lisa. Os anéis cartilaginosos, porém, são substituídos por placas de cartilagem e desaparecem em porção inicial do mesobrânquio. Os brônquios primários extrapulmonares possuem cartilagens em forma de C, já as paredes dos brônquios primários intrapulmonares contêm placas cartilaginosas, que se tornam escassas distalmente. · Brônquios secundários: Terminam em sacos aéreos ou em brônquios terciários. Os brônquios terciários (parabrônquios) ficam dentro do pulmão e se conectam aos brônquios secundários, dá origem a muitos átrios, também conhecidos como pequenas vesículas de ar, que se estendem radialmente. Os átrios originam os capilares de ar. Tanto os brônquios secundários quanto os terciários são interrompidos pelos átrios. Revestidos por epitélio colunar ciliado com células mucosas, há lâmina própria e uma camada muscular lisa bem desenvolvida. · Brônquios terciários ou parabrônquios: Os parabrônquios são revestidos por epitélio cúbico, uma camada fina de tecido conjuntivo que se situa abaixo do epitélio, feixes de células musculares lisas que se situam abaixo da camada de tecido conjuntivo. A parede interna de cada brônquio terciário é perfurada por numerosas aberturas. Peixe: Não possui. • Bronquíolo Humano: Dois tipos de bronquíolos: os terminais e os respiratórios. O bronquíolo terminal começa nas últimas porções da árvore brônquica, é semelhante ao bronquíolo respiratório, porém menor e mais delgado. Apresenta epitélio cúbico, com ou sem cílios e as células de Clara que secretam proteínas que protegem o epitélio contra poluentes. O bronquíolo respiratório representa a transição entre a porção condutora e a respiratória. Apresentam epitélio cúbico simples e células de Clara, camada de músculo liso mais delgado que os terminais. Há presença de alvéolo. Quati: Igual ao humano. Ave: Semelhante o humano, porém não termina em alvéolos. P á g i n a | 23 Peixe: Não possui bronquíolos. • Ductos Alveolares Humano: São condutos formados principalmente por alvéolos e sacos alveolares. Apresenta epitélio simples cúbico a pavimentoso revestindo os coxins formados por conjuntivo e músculo liso entre os alvéolos. Conforme mais distante diminui a presença de músculo. Há presença de fibras elásticas, reticulares. Quati: Igual ao humano. Ave: Não possui. Peixe: Não possui. • Alvéolos Humano: Última porção da árvore brônquica e unidade estrutural e funcional primária do sistema respiratório. São invaginações em forma de saco revestidas por um epitélio plano simples delgado, abaixo do qual onde há capilares. O epitélio apresenta desmossomos e zônula de oclusão. Também há presença de dois tipos de células especiais chamadas pneumócitosdo tipo I e II. As células do tipo I são pavimentosas e fazem trocas gasosas. As células do tipo II são cúbicas e produzem a substancia surfactante que reduz a tensão superficial dos alvéolos, evitando que colem. A parede alveolar é comum a dois alvéolos vizinhos, pois isso é chamada de septo interalveolar. Quati: Revestidos por dois tipos celulares, pneumócitos tipo I e II, o pneumócito tipo I tem a região do núcleo mais larga e abriga à maioria das organelas celulares, esse tipo celular ocupa mais de 95% da superfície da área de cada alvéolo e esta intimamente associada ao tecido conjuntivo subjacente que é ricamente vascularizado. O pneumócito tipo II é cúbico e forma uma zona de oclusão com os pneumócitos do tipo I. Sua superfície projeta-se para dentro do lúmen do alvéolo, possuem núcleo situado centralmente. Ave: Não possui alvéolos. Peixe: Não possui alvéolos • Sacos aéreos: Humano: Não possui. Quati: Não possui. Ave: Revestidos por células colunares escamosas, cubóides ciliadas e colunares ciliadas. O epitélio é sustentado por uma camada fina de tecido conjuntivo que consiste de fibras colagenosas e elásticas. Peixe: Não possui. • Brânquias: Humano: Não possui. P á g i n a | 24 Quati: Não possui. Ave: Não possui. Peixe: Os arcos branquiais são formados por osso misto, cartilagem hialina, musculatura estriada e variedades de tecido conjuntivo de sustentação, nos quais penetram nos filamentos branquiais, levando consigo os ramos de artérias branquiais. Os rastros são formados por um eixo cartilaginoso, revestido por um epitélio estratificado com presença de corpúsculos gustativos, células mucosas e claviformes. Os filamentos possuem um eixo de cartilagem hialina, revestidos por epitélio branquial multilamelar, com células mucosas e clorídricas. Humano Quati Ave Peixe Narinas X X X Seios paranasais X X X Faringe X X X Laringe X X X Traquéia X X X Brônquios X X X Bronquíolos X X X Ductos Alveolares X X Alvéolos X X Sacos aéreos X Brânquias X Tabela 1: Comparativo sobre possuir (X) ou não tal estrutura. P á g i n a | 25 7. Referências HICKMAN, C. P; ROBERTS, L. S; LARSON, A. Princípios Integrados de Zoologia. 11ª ed. Rio deJaneiro: Guanabara Koogan, 2004. 846 p. MOORE, K. L & PERSAUD, T. V. N. Embriologia Clínica. 6ª ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2000. 543 p. ZELLER, U. Mammalian reproduction: origin and evolutionary transformations. Zoologischer Anzeiger, Berlin, v. 6, n. 2, p. 117-130, 1999. SCHMIDT-NIELSEN, K. Fisiologia Animal: adaptação e meio ambiente. 5ª ed. São Paulo: Livraria Santos Editora, 2002. 611 p. GENESER, F. Histologia com bases biomoleculares. 3ª ed. Rio de Janeiro: Editora Guanabara Koogan S. A., 2003. FRANCO, M. R. Embriologia Comparada do Sistema Respiratório. 7ª mostra acadêmica UNIMEP. Site : http://www.icb.ufg.br/histologia/respi/menu.htm. Acessado em 04/01/2013 às 23:42. Site: http://www.uff.br/atlashistovet/Sistrespiratoriogalinha.htm. Acessado em 05/01/2014 às 14:30. Samuelson, Don A. Tratado de Histologia Veterinária. 1ªEd, Editor Elsevier, 2007. GENESER, F. Histologia com bases biomoleculares. 3ª
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