desenvolvimento sistema respiratorio

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Desenvolvimento do Sistema 
Respiratório 
Cavidade nasal e seios 
paranasais 
Nasofaringe 
Laringe 
Traqueia 
Brônquio 
primário 
Pulmão 
Órgãos 
superiores 
Órgãos 
inferiores 
Órgãos Inferiores 
 Laringe, traqueia, brônquios e pulmões 
 Formados a partir do endoderma da porção ventral do intestino 
primitivo anterior: DIVERTÍCULO RESPIRATÓRIO (28º dia do 
desenvolvimento) 
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Maki Nakamura
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Maki Nakamura
Realce
Maki Nakamura
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 Região ventral do intestino anterior, na região caudal ao 4º par de bolsas 
faríngeas forma-se o primórdio respiratório  endoderma desta região 
evagina-se formando o divertículo respiratório (ou broto pulmonar ou tubo 
laringotraqueal) 
 Divertículo cresce ventrocaudalmente e vai sendo envolvido pelo 
mesoderme esplâncnico adjacente 
 
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Maki Nakamura
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Maki Nakamura
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(Junqueira e Carneiro, 2006) 
Estrutura Básica do Sistema Respiratório 
 Epitélio respiratório e glândulas  origem endodérmica 
 Tecidos conectivos, precursores endoteliais, musculatura lisa das vias 
aéreas e vasos sanguíneos, vasos linfáticos, cartilagem e células mesoteliais 
(pleura)  origem mesodérmica (mesoderma placa lateral esplâncnico) 
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 Inicialmente o divertículo respiratório 
comunica-se totalmente com o intestino 
anterior 
 Com a expansão caudal do divertículo, duas 
pregas (cristas) longitudinais começam a se 
desenvolver uma em direção à outra e 
acabam se fundindo 
Fusão das cristas = septo traqueoesofágico 
 
 
(Sadler, 2005) 
Maki Nakamura
Realce
Maki Nakamura
Realce
 
 Septo traqueoesofágico  divide a porção cranial do intestino interior em 
porção ventral, o tubo laringotraqueal e dorsal, a orofaringe e o esôfago 
 Septo separa quase completamente a parte respiratória da digestiva, 
exceto pelo orifício da entrada da laringe, que mantém comunicação com a 
faringe, o orifício laríngeo 
Maki Nakamura
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Orifício 
laríngeo 
Comunicação da 
laringe com a 
faringe 
 Epiglote  cartilagem que evita a comunicação entre o sistema 
respiratório e o digestivo, se desenvolve da a partir da proliferação dos 
arcos faríngeos 
Desenvolvimento da Laringe 
 A laringe se desenvolve da porção cranial do tubo laringotraqueal 
 Cartilagem e músculo da laringe se desenvolvem do mesênquima dos 
arcos faríngeos (arcos caudais) 
 Musculatura inervada pelo nervo vago (nervo cranial X) 
 
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 Se desenvolve pelo alongamento da extremidade caudal do 
tubo laringotraqueal 
Desenvolvimento da Traquéia 
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 Endoderma do tubo forma o epitélio e glândulas. 
 Mesoderma esplâncnico forma o tecido conjuntivo , músculo 
liso e cartilagem. 
Desenvolvimento da Traquéia 
Maki Nakamura
Realce
Desenvolvimento dos Brônquios e Pulmões 
 
 Traquéia divide em duas tumefações: os brotos brônquicos 
primitivos: 5ª semana. 
 Brotos brônquicos crescem lateralmente para os canais 
pericardioperitoneais (primórdio das cavidades pleurais). 
 
 Brônquios primários se subdividem-se em brônquios secundários. 
Direito forma 3 brotos: lobo superior, lobo médio e inferior. 
Esquerdo forma 2 brotos: lobo superior e inferior. 
 Progressão do desenvolvimento pulmonar: pleura visceral (origem 
mesoderma esplâncnico). 
Desenvolvimento dos Brônquios e Pulmões 
 
 Cada brônquio lobar sofre sucessivas ramificações. 
 24ª semana: 17 gerações de ramos formados e formação de bronquíolos 
respiratórios 
 Cada brônquio adquire uma massa de mesênquima circundante 
(mesoderma esplâncnico)  placas cartilaginosas, musculatura lisa e tecido 
conjuntivo brônquico; capilares pulmonares. 
 
 A medida que os pulmões se desenvolvem eles adquirem uma camada 
de pleura visceral originada do mesoderme esplâncnico. 
 
 Com a expansão pulmonar a camada de mesoderme somático que 
reveste a parede corporal acaba formando a pleura parietal. 
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(Junqueira e Carneiro, 2006) 
Maturação dos Pulmões 
 Último órgão a estar totalmente 
diferenciado 
 Apenas com a primeira respiração é 
que os pulmões estarão aptos a captar 
oxigênio 
 Maturação dividida em 4 períodos: 
 - Pseudoglandular 
 - Canalicular 
 - Sacular 
 - Alveolar 
Maki Nakamura
Realce
(Junqueira e Carneiro, 2006) 
Período Pseudoglandular (6ª a 16ª semana) 
 Pulmão semelhante a uma glândula exócrina. 
 16ª semana todos os elementos principais estão formados, exceto 
aqueles envolvidos com as trocas gasosas (bronquíolos terminais). 
 Fetos nascidos neste período são incapazes de sobreviver. 
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Persau
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Maki Nakamura
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(M
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Período Canalicular (16ª à 26ª semana) 
 Bronquíolos terminais se dividem em bronquíolos respiratórios. 
 Bronquíolos respiratórios formam ductos alveolares (passagens tubulares). 
 Vascularização do sistema respiratório começa a se desenvolver. 
 Vasos sanguíneos ficam em justaposição com o epitélio pulmonar. 
 Respiração possível: alguns alvéolos primitivos (sacos terminais) já estão 
formados. 
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Período Sacular (26ª à 36ª semana) 
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 Muitos sacos terminais (alvéolos primitivos) se desenvolvem. 
 Células epiteliais dos sacos tornam-se muito delgadas. 
 Capilares começam a fazer protuberância para o interior dos alvéolos em 
desenvolvimento . 
 Rede capilar prolifera no mesênquima ao redor os alvéolos e há desenvolvimento 
de capilares linfáticos. 
 
 Sacos terminais 
continuam a ser 
produzidos até a infância. 
 
(Moore &Persaud, 2008) 
Período Sacular (26ª a 36ª semana) 
 Contato íntimo entre as células epiteliais e endoteliais estabelece a barreira 
hematoáerea  trocas gasosas. 
 Sacos terminais revestidos principalmente por células epiteliais de origem 
endodérmica  células alveolares do tipo I ou pneumatócitos. 
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Período Sacular (26ª à 36ª semana) 
 Dispersas entre as células pavimentosas estão as células epiteliais 
arredondadas secretoras de surfactante pulmonar  células alveolares do 
tipo II. 
 A produção de surfactante inicia na 20ª semana, mas está presente em 
pequenas quantidades. 
 Aumento da produção nas últimas duas semanas da gravidez. 
 26ª a 28ª semana: quantidades suficientes de surfactante para permitir a 
sobrevivência de um bebê prematuro. 
 
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Maki Nakamura
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Maki Nakamura
Realce
Maturação dos Pulmões 
Período Alveolar (32ª semana aos 8 anos) 
 Revestimento epitelial se adelgaça para uma camada epitelial 
extremamente fina: caracteriza um alvéolo maduro. 
 Aumento no número de bronquíolos respiratórios e alvéolos. 
 
(A
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(Schoenwolf et al., 2009) 
Estágios finais da gravidez 
 
Aumento da produção de surfactante  para que o feto 
possa encher o pulmão de ar. 
Células alveolares do tipo I ficam mais finas e os 
capilares fazem muitas protrusões e a membrana 
hematoaérea é bastante delgada para permitir trocas 
gasosas. 
Movimentos respiratórios fetais (MRF)s começam antes 
do nascimento, ocorrendo aspiração do líquido amniótico. 
Movimentos respiratórios, quantidade de líquido 
aspirado e o espaço torácico adequado são muito 
importantes para o desenvolvimento do pulmão e 
condicionamento da musculatura.Maki Nakamura
Realce
(Gilbert, 2010) 
Surfactante 
 = 
 fosfolipídeos e 
proteínas 
Produção de sufarctante e trabalho de parto 
 
Nascimento 
 
Líquido pulmonar deve ser rapidamente reabsorvido: 
 vasos linfáticos maiores e mais numerosos; 
 veias e artérias pulmonares; 
 pressionamento do tórax durante o parto = saída pela 
boca e nariz. 
Expansão dos alvéolos e dos pulmões. 
Até 8º ano aumenta o número de alvéolos e capilares = 
aumento da superfície de troca gasosa. 
Aumento do número de alvéolos ocorre por divisões de 
alvéolos primitivos (não maduros) por septação por tecido 
conjuntivo. 
O que leva a formação do broto respiratório? 
Mecanismos moleculares do desenvolvimento do sistema 
respiratório 
 Expressão de Ft ao longo do eixo A/P do intestino primitivo marca 
regiões (domínios) específicos 
 Pdx1 = região IA presuntivo do pâncreas 
 Hex = fígado 
 Nkx2.1 (fator tireoidinao) = região presuntiva da tireóide e divertículo 
respiratório 
Development 133, 1611-1624 (2006) 
 Formação inicial do broto  mediada pela sinalização FGF10. 
 FGF10 expressa no mesênquima e atua como quimioatraente e sinal 
proliferativo. 
 Células endodérmicas do broto possuem o receptor para FGF10, o FGFr2b. 
 Animais nocautes para estas proteínas não formam pulmões. 
 
Development 133, 1611-1624 (2006) 
Mecanismos moleculares do desenvolvimento do 
sistema respiratório 
Uma vez formado o broto se formou o que impede que ele cresça 
indefinidamente numa única região? 
1. Shh altamente expresso no 
porção distal do epitélio do 
broto. 
- Mesoderme possui o 
receptor para SHH. 
- Sinalização de Shh leva a um 
bloqueio na expressão de 
FGF10. 
2. Inibição da proliferação e 
migração pelo bloqueio da 
via FGF10/FGFr2b. 
 
(Alberts et al., 2008) 
 Quando ocorre o bloqueio de FGF10 no mesênquima próximo á região 
distal do broto pela sinalização de Shh, ocorre uma redistribuição de 
FGF10 para regiões adjacentes (duas regiões uma de cada lado da antiga 
região). 
 Formação de novos brotos que crescem em direção a estas novas 
fontes de FGF10 = divisão dicotômica. 
(Alberts et al., 2008) 
Desenvolvimento anormal dos pulmões e da árvore respiratória 
 
 Agenesia pulmonar: falha do divertículo pulmonar em formar os 
brotos brônquicos 
 
 Hipoplasia pulmonar: número reduzido de segmentos pulmonares 
e sacos terminais 
 Defeitos moleculares intrínsecos da morfogênese da ramificação 
 Condições que reduzem o volume da cavidade pleural, reduzindo o 
crescimento dos pulmões 
 Hérnia diafragmática congênita: vísceras abdominais invadem a 
cavidade pleural 
 Oligoidrâmico (baixo volume de líquido amniótico): redução na 
quantidade de líquido aspirado pelo feto 
(Schoenwolf et al., 2009) 
 Atresia esofágica: esôfago com fundo cego 
 Fístula traqueoesofágica: ligação anormal entre a luz da traquéia e do esôfago 
 Permitem que o leite seja aspirado para o pulmão 
 Correção cirúrgica 
 Atresia esofágica pode estar associada com defeitos cardiovasculares (tetralogia 
de Fallot) 
 Fístula esofágica associação de VATER ou VACTERL 
(Sch
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w
o
lf et al., 2
0
0
9
) 
Bibliografia complementar: 
 
 
ALBERTS, B.; BRAY, D.; LEWIS, J.; RAFF, M.; ROBERTS, K.; 
WATSON, J.D. Biologia molecular da célula. Rio de Janeiro: 
Artmed. 5ª Ed. 2009. 
 
GILBERT, S.F. Developmental Biology. 9th edition. Sinauer, 
2010. 
 
WELLINGTON V. CARDOSO & JINING LÜ. Regulation of early 
lung morphogenesis: questions, facts and controversies. 
Development 133, 1611-1624 (2006).