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VISÃO GERAL DO SISTEMA RESPIRATÓRIO CAVIDADES NASAIS Vestíbulo do nariz Região respiratória da cavidade nasal Região olfatória da cavidade nasal Seios paranasais FARINGE LARINGE TRAQUEIA Epitélio da traqueia Membrana basal, lâmina própria e submucosa BRÔNQUIOS BRONQUÍOLOS Estrutura dos bronquíolos Função dos bronquíolos ALVÉOLOS SUPRIMENTO SANGUÍNEO VASOS LINFÁTICOS NERVOS Boxe 19.1 Correlação clínica | Metaplasia escamosa no trato respiratório Boxe 19.2 Correlação clínica | Asma Boxe 19.3 Correlação clínica | Fibrose cística Boxe 19.4 Correlação clínica | Ensema e pneumonia RESUMO ����������������������������������� • O sistema respiratório consiste em um par de pulmões e em uma série de vias respiratórias que levam o ar para dentro e para fora dos pulmões. No pulmão, as vias respiratórias ramificamse em tubos cada vez menores, até alcançar os menores espaços aéreos, denominados alvéolos (Figura 19.1). Esse sistema desempenha três funções principais: a condução de ar, a filtração do ar e a troca de gases (respiração). Esta última ocorre nos alvéolos. Além disso, o ar que passa pela laringe é usado para produzir a fala, enquanto o ar que passa sobre a mucosa olfatória nas cavidades nasais transporta estímulos para o olfato. O sistema respiratório também participa, em menor grau, de funções endócrinas (produção e secreção de hormônios), bem como da regulação das respostas imunes a antígenos inalados. Os pulmões desenvolvemse a partir do divertículo laringotraqueal do endoderma do intestino anterior e seu mesênquima esplâncnico torácico circundante. O desenvolvimento da parte superior do sistema respiratório formada pelas cavidades nasais, seios paranasais, nasofaringe e orofaringe está associado ao desenvolvimento da cavidade oral. A parte inferior do sistema respiratório, que consiste em laringe, traqueia, brônquios com suas divisões e pulmões, desenvolvese no embrião como uma evaginação ventral do intestino anterior, denominada divertículo laringotraqueal (respiratório). Assim, o epitélio do sistema respiratório é de origem endodérmica. Esse divertículo inicial cresce no mesênquima esplâncnico torácico que circunda o intestino anterior. À medida que a sua extremidade distal se desenvolve, o divertículo forma um broto pulmonar em formato de ampola. Este se ramifica nos brotos brônquicos direito e esquerdo, os quais aumentam de tamanho e formam o primórdio dos brônquios principais direito e esquerdo. Os brotos brônquicos, juntamente com o mesênquima torácico circundante, diferenciamse em brônquios lobares, os quais, após subdivisões progressivas subsequentes, formam os brônquios segmentares. Cada brônquio segmentar associado ao mesênquima que o envolve diferenciase ainda mais e dividese para formar os segmentos broncopulmonares do pulmão. As cartilagens brônquicas, o músculo liso e outros elementos do tecido conjuntivo originamse do mesênquima torácico. As vias respiratórias do sistema respiratório consistem em uma porção condutora e em uma porção respiratória. A porção condutora do sistema respiratório é formada pelas vias aéreas que levam ao interior do pulmão, em que ocorre a troca de gases. As porções condutoras incluem aquelas localizadas fora e dentro dos pulmões. As vias respiratórias externas aos pulmões consistem nas seguintes: As cavidades nasais, que representam dois grandes espaços preenchidos por ar na parte mais superior do sistema respiratório (e, durante a respiração forçada, a cavidade oral, localizada abaixo das cavidades nasais) • • • • • • • • Figura 19.1 Diagrama das vias respiratórias. As cavidades nasais, a nasofaringe, a orofaringe, a laringe, a traqueia, os brônquios e os bronquíolos constituem a porção condutora do sistema respiratório. A porção respiratória do sistema, em que ocorre a troca de gases, é formada pelos bronquíolos respiratórios, ductos alveolares, sacos alveolares e alvéolos. A nasofaringe, localizada atrás das cavidades nasais e acima do nível do palato mole; comunicase por sua porção inferior com a orofaringe, situada posteriormente à cavidade oral A laringe, um órgão tubular oco contendo um arcabouço cartilaginoso responsável pela produção de sons A traqueia, um tubo condutor de ar flexível que se estende da laringe até o tórax. Serve de conduto para o ar e, no mediastino, bifurcase em um par de brônquios principais Um par de brônquios principais (primários), que entra na raiz dos pulmões direito ou esquerdo. Nos pulmões, os brônquios principais ramificamse extensamente para, finalmente, dar origem aos bronquíolos distribuidores. Os bronquíolos representam a parte terminal das vias condutoras. Em conjunto, os brônquios internos e os bronquíolos constituem a árvore bronquial. A porção respiratória é a parte do trato respiratório em que ocorre a troca gasosa. Sequencialmente, ela é formada por: Bronquíolos respiratórios, que estão envolvidos tanto na condução de ar quanto na troca de gases Ductos alveolares, que são vias respiratórias alongadas, formadas a partir da confluência das aberturas para os alvéolos Sacos alveolares, que representam espaços circundados por grupos de alvéolos Alvéolos, que constituem os principais locais de troca de gases. Os vasos sanguíneos entram no pulmão juntamente com os brônquios. As artérias ramificamse em vasos menores à medida que acompanham a árvore bronquial no interior do pulmão. Os capilares entram em contato com as unidades respiratórias terminais, os alvéolos. Essa íntima relação entre os espaços aéreos alveolares e os capilares pulmonares constitui a base estrutural para a troca gasosa no parênquima pulmonar. As características essenciais do suprimento • • • sanguíneo pulmonar são descritas nas páginas 683 a 686. O ar que passa através das vias respiratórias precisa ser condicionado antes de alcançar as unidades respiratórias terminais. O condicionamento do ar ocorre na porção condutora do sistema respiratório e inclui aquecimento, umedecimento e a remoção de materiais particulados. As secreções mucosas e serosas desempenham importante papel no processo de condicionamento do ar. Elas umedecem o ar e também aprisionam as partículas que conseguiram passar por entre os pelos espessos e curtos especiais, denominados vibrissas, localizados nas cavidades nasais. A grande quantidade de muco resultante dessas secreções serosas também impede a desidratação do epitélio subjacente decorrente da movimentação do ar. O muco cobre quase toda a superfície luminal das vias condutoras, e é continuamente produzido por células caliciformes e por glândulas secretoras de muco localizadas nas paredes das vias respiratórias. O muco e outras secreções são movidos em direção à faringe por meio de movimentos coordenados de varredura promovidos pelos cílios e, em seguida, são normalmente deglutidos. ���������������� As cavidades nasais são formadas por um par de câmaras entremeadas por um septo ósseo e cartilaginoso; são espaços alongados com uma base larga que repousa sobre o palato duro e o palato mole. Seu ápice é estreito e aponta em direção à fossa anterior do crânio. O arcabouço esquelético das cavidades nasais é formado por ossos e cartilagens; a maioria desse arcabouço é localizada no crânio, exceto por uma pequena região anterior que está contida no nariz. Cada cavidade ou câmara comunicase por sua porção anterior com o ambiente externo por meio das narinas anteriores; posteriormente, com a nasofaringe por meio dos cóanos; e lateralmente com os seios paranasais e o ducto lacrimonasal, que drena as lágrimas dos olhos para dentro da cavidade nasal (Figura 19.2). As câmaras sãodivididas em três regiões: Vestíbulo do nariz, um espaço dilatado da cavidade nasal, imediatamente dentro das narinas e revestido por pele Região respiratória, que constitui a maior parte (os dois terços inferiores) das cavidades nasais e é revestida por mucosa respiratória Região olfatória, localizada no ápice (terço superior) de cada cavidade nasal e revestida por uma mucosa olfatória especializada. ������������������ O vestíbulo do nariz faz parte da porção externa do nariz e comunicase, anteriormente, com o ambiente externo. É revestido por epitélio estratificado pavimentoso, uma continuação da pele da face, e contém um número variável de vibrissas, que aprisionam materiais particulados antes que sejam transportados na corrente de ar para o restante da cavidade. Observase também a existência de glândulas sebáceas, cujas secreções ajudam no aprisionamento do material particulado. Posteriormente, onde o vestíbulo termina, o epitélio estratificado pavimentoso tornase mais fino e sofre uma transição para o epitélio pseudoestratificado, que caracteriza a região respiratória. Nesse local, não há glândulas sebáceas. • • • • • Figura 19.2 Diagrama da relação entre a faringe e os sistemas respiratório e digestório. A faringe é dividida em três partes: parte nasal (nasofaringe), parte oral (orofaringe) e parte laríngea (laringofaringe) da faringe. Está localizada posteriormente às cavidades nasais e oral e estende-se, inferiormente, além da laringe. A faringe tanto serve ao sistema respiratório quanto ao digestório. Esse corte sagital medial transecciona as cartilagens que formam o esqueleto da laringe (i. e., epiglote, cartilagem tireóidea e cartilagem cricóidea). Observe as pregas ventriculares e vocais na porção mediana da laringe, aproximadamente no nível da cartilagem tireóidea. Essa parte da laringe representa a porção mais estreita do sistema respiratório e é responsável pela produção do som pela vibração das pregas vocais. ������������������������������������� A região respiratória constitui a maior parte do volume das cavidades nasais. É revestida pela mucosa respiratória, que contém um epitélio pseudoestratificado colunar ciliado em sua superfície. A lâmina própria subjacente está firmemente aderida ao periósteo e ao pericôndrio do osso ou da cartilagem adjacente. A parede medial da região respiratória, o septo nasal, é lisa, mas as paredes laterais são pregueadas devido à existência de três projeções ósseas semelhantes a prateleiras, denominadas conchas. Estas dividem cada cavidade nasal em câmaras de ar separadas e desempenham papel duplo: aumentam a área de superfície e provocam turbulência no fluxo de ar e, assim, possibilitam o condicionamento mais eficiente do ar inspirado. O epitélio pseudoestratificado colunar ciliado da mucosa respiratória é composto de cinco tipos de células: Células ciliadas, que são células colunares altas com cílios que se projetam no muco que cobre a superfície do epitélio Células caliciformes, que sintetizam e secretam muco Células em escova, um termo geral para descrever as células no trato respiratório que apresentam microvilosidades arredondadas e curtas Células de grânulos pequenos (células de Kulchitsky), que se assemelham às células basais, mas que contêm grânulos secretores. Tratase de células endócrinas do sistema neuroendócrino difuso (SNED) (Boxe 17.3) Células basais, que são célulastronco a partir das quais se originam outros tipos de células. O epitélio da região respiratória da cavidade nasal é essencialmente igual ao epitélio que reveste a maioria das partes do sistema condutor. Como o epitélio respiratório da traqueia é mais bem estudado que aquele da cavidade nasal, os tipos celulares citados anteriormente serão discutidos no tópico referente à traqueia (página 674). • • • • A mucosa da região respiratória aquece, umedece e filtra o ar inspirado. A lâmina própria da mucosa respiratória contém uma rica rede vascular, que inclui um conjunto complexo de alças capilares. O arranjo dos vasos possibilita o aquecimento pelo sangue do ar inalado que flui através da parte da alça mais próxima da superfície. Os capilares localizados próximo à superfície estão dispostos em fileiras; o sangue flui perpendicularmente ao fluxo de ar, de maneira semelhante ao que pode ser encontrado em um sistema mecânico de troca de calor. Esses mesmos vasos podem tornarse ingurgitados e permeáveis durante reações alérgicas ou infecções virais, como o resfriado comum. A lâmina própria tornase então distendida pelo líquido, resultando em acentuado intumescimento da mucosa, com consequente restrição da passagem de ar, o que promove dificuldade na respiração. A lâmina própria também contém glândulas mucosas, muitas das quais exibem meiasluas serosas. Suas secreções suplementam as das células caliciformes no epitélio respiratório. Por aumentarem a área de superfície, as conchas aumentam a eficiência com que o ar inspirado é aquecido. As conchas também aumentam a eficiência de filtração do ar inspirado por um processo de precipitação por turbulência. A corrente de ar é dividida em turbilhões pelas conchas nasais. O material particulado suspenso na corrente de ar é retirado da corrente e adere à parede da cavidade nasal revestida por muco. As partículas aprisionadas nessa camada de muco são transportadas até a faringe por meio de movimentos de varredura coordenados dos cílios e, em seguida, são deglutidas. ���������������������������������� A região olfatória está localizada em parte da cúpula de cada cavidade nasal e, em grau variável, nas paredes nasais lateral e medial contíguas. Essa região é revestida por mucosa olfatória especializada. No tecido vivo, essa mucosa caracterizase pela sua ligeira coloração castanhoamarelada causada pelo pigmento do epitélio olfatório e glândulas olfatórias associadas. Nos humanos, a área de superfície total da mucosa olfatória é de apenas cerca de 10 cm2; nos animais com sentido agudo do olfato, a área de superfície total da mucosa olfatória é consideravelmente mais extensa. Por exemplo, certas espécies de cães apresentam área de superfície total de mais de 150 cm2. A lâmina própria da mucosa olfatória é diretamente contígua com o periósteo do osso subjacente (Prancha 69, página 693). Esse tecido conjuntivo contém numerosos vasos sanguíneos e linfáticos, nervos olfatórios não mielinizados, nervos mielinizados e glândulas olfatórias. O epitélio olfatório, assim como o epitélio da região respiratória, também é pseudoestratificado, mas contém tipos de células muito diferentes. Além disso, carecem de células caliciformes (Figura 19.3 e Prancha 69, página 693). O epitélio olfatório é formado pelos seguintes tipos de células: As células receptoras olfatórias são neurônios olfatórios bipolares, que se estendem pela espessura do epitélio e entram no sistema nervoso central As células de sustentação são células colunares, que se assemelham às células neurogliais e fornecem suporte mecânico e metabólico às células receptoras olfatórias. Sintetizam e secretam proteínas de ligação de odores As células basais são célulastronco a partir das quais se diferenciam novas células receptoras olfatórias e células de sustentação As células em escova são o mesmo tipo celular que ocorre no epitélio respiratório. Figura 19.3 Mucosa olfatória da cavidade nasal. A. Este diagrama mostra os três tipos principais de células localizados no epitélio olfatório: a célula olfatória, a célula de sustentação e a célula basal. A célula olfatória é a célula receptora; apresenta expansão apical, a vesícula olfatória, a partir da qual se estendem cílios longos e imóveis. Em sua superfície basal, estende um axônio até o tecido, que se une aos axônios de outras células olfatórias para formar o nervo olfatório. Ascélulas basais são pequenas e cuboides e limitam-se à parte basal do epitélio. Em contrapartida, as células de sustentação são colunares e estendem-se por toda a espessura do epitélio; seus núcleos estão localizados na porção apical da célula. Observe a glândula olfatória (de Bowman) e seu ducto, que se esvazia na superfície da mucosa. B. Fotomicrograa da mucosa olfatória. O epitélio olfatório exibe núcleos distribuídos na maior parte de sua espessura; no entanto, os tipos especícos de células aos quais pertencem não são discerníveis. O tecido conjuntivo subjacente é ocupado, em grande parte, por numerosas glândulas olfatórias (de Bowman), nervos olfatórios e vasos sanguíneos. Observe que os ductos das glândulas olfatórias se estendem da porção secretora da glândula até a superfície epitelial. 240×. As células receptoras olfatórias são neurônios bipolares que apresentam projeção apical com cílios. O domínio apical de cada célula receptora olfatória apresenta um único prolongamento dendrítico, que se projeta acima da superfície epitelial como uma estrutura semelhante a uma maçaneta, denominado vesícula olfatória. Vários cílios finos e longos (10 a 23) com corpúsculos basais típicos originamse da vesícula olfatória e estendemse radialmente, em um plano paralelo à superfície epitelial (Figura 19.3). Os cílios costumam ter 200 μm de comprimento e podem sobreporse aos cílios das células receptoras olfatórias adjacentes. Esses cílios são considerados imóveis; algumas pesquisas, no entanto, sugerem que eles podem apresentar motilidade limitada. O domínio basal da célula dá origem a um prolongamento axônico não mielinizado, que deixa o compartimento epitelial. Coleções de axônios das células receptoras olfatórias não se reúnem em um único nervo, mas se agrupam em feixes que atravessam a lâmina cribriforme delgada do etmoide, seguem o seu trajeto através da duramáter e da aracnoidemáter e, por fim, são circundados pela piamáter, entrando no bulbo olfatório do cérebro. As coleções de axônios das células receptoras olfatórias formam o nervo olfatório (nervo craniano I). Os axônios olfatórios são muito frágeis e podem ser danificados durante um traumatismo cranioencefálico. Podem ser permanentemente rompidos, resultando em anosmia (perda da olfação). Estudos radioautográficos mostram que as células receptoras olfatórias apresentam tempo de sobrevida de cerca de 1 mês. Se forem lesadas, elas são rapidamente substituídas. As células receptoras olfatórias (e alguns neurônios da divisão entérica do sistema nervoso autônomo) parecem constituir os únicos neurônios do sistema nervoso que são prontamente substituídos durante a vida pósnatal. Ocorrem vias inteiras de transdução olfatória nos cílios das células receptoras olfatórias. Todas as moléculas envolvidas na transdução olfatória estão localizadas nos longos cílios que se originam no bulbo olfatório. Os sinais químicos (odorantes) são detectados e ligamse, seletivamente, às proteínas de ligação de odorantes (OBP), que estão concentradas no muco olfatório (Figura 19.4). As OBP são pequenas proteínas (10 a 30 kDa) hidrossolúveis, sintetizadas e secretadas pelas células de sustentação. Inicialmente, as moléculas de odorantes que chegam são solubilizadas no muco olfatório; em seguida, as OBP atuam como carreadores moleculares que transportam os odorantes e os entregam aos receptores olfatórios (OR) localizados na membrana plasmática dos cílios. Os receptores olfatórios são específicos para as células receptoras olfatórias e pertencem à família dos receptores acoplados à proteína G (conhecidos como Golf). Quando estimulados por moléculas de odorantes, os OR Golf ativam a enzima adenilil ciclase e iniciam a cascata de eventos do monofosfato de adenosina cíclico (cAMP) (Figura 19.4). O processo de ativação inclui a ligação do cAMP a proteínas específicas dos canais de Na+ e Ca2+ e o influxo de Na+ e Ca2+, responsável pela despolarização da membrana plasmática que gera o potencial de ação. A detecção acurada de vários milhares de moléculas de odores conhecidos por apenas 350 OR diferentes conhecidos nos humanos requer um sistema de codificação especial para diferentes impulsos. Isso é obtido por um esquema de codificação de população, em que cada proteína OR ligase a odorantes distintos com sensibilidade diferente. Por conseguinte, é necessário que o sistema olfatório decodifique os impulsos olfatórios não a partir de uma única célula, mas de toda a população de células que compõe o epitélio olfatório. As células de sustentação proporcionam o suporte mecânico e metabólico para as células receptoras olfatórias. As células de sustentação são as células mais numerosas do epitélio olfatório. Os núcleos dessas células colunares ou de sustentação altas ocupam uma posição mais apical no epitélio do que os outros tipos de células, ajudando, assim, na sua identificação ao microscópio óptico (Figura 19.3 e Prancha 69, página 693). Apresentam numerosas microvilosidades em sua superfície apical e abundante quantidade de mitocôndrias. No citoplasma, são observados numerosos perfis de retículo endoplasmático liso (REL) e, em grau mais limitado, de retículo endoplasmático rugoso (RER). Além disso, contêm grânulos de lipofuscina. Há junções de adesão entre essas células e as células receptoras olfatórias, mas não há junções comunicantes nem zônulas de oclusão. As células de sustentação atuam de maneira comparável àquela das células neurogliais, proporcionando tanto suporte metabólico (secreção de moléculas de OBP) quanto suporte físico às células receptoras olfatórias. As células em escova são células colunares especializadas na transdução da sensação geral. O epitélio olfatório também contém quantidades muito menores de células, denominadas células em escova. Conforme assinalado anteriormente, essas células estão presentes no epitélio de outras partes das vias respiratórias condutoras. Ao microscópio eletrônico, as células em escova exibem grandes microvilosidades rombas em sua superfície apical, uma característica que lhes confere o seu nome. A superfície basal de uma célula em escova está em contato sináptico com fibras nervosas que penetram na lâmina basal. As fibras nervosas são ramos terminais do nervo trigêmeo (nervo craniano V), que atua na sensação geral, mas não na olfação. As células em escova parecem estar envolvidas na transdução da estimulação sensorial geral da mucosa. Além disso, a existência de uma borda com microvilosidades, vesículas próximas da membrana celular apical e um complexo de Golgi bemdefinido sugere que as células em escova poderiam estar envolvidas em funções absortivas, bem como secretoras. As células basais são progenitoras dos outros tipos celulares maduros. As células basais são pequenas células arredondadas, localizadas próximo da lâmina basal. Seus núcleos são frequentemente invaginados e localizados em um nível abaixo dos núcleos das células receptoras olfatórias. O citoplasma contém poucas organelas, uma característica condizente com o seu papel como célula de reserva ou célulatronco. Uma característica condizente com a sua diferenciação em células de sustentação é a observação de prolongamentos em algumas células basais que envolvem parcialmente a primeira porção do axônio da célula receptora olfatória. Por conseguinte, as células basais mantêm uma relação com a célula receptora olfatória, mesmo no seu estado indiferenciado. As glândulas olfatórias constituem aspecto característico da mucosa olfatória. As glândulas olfatórias (glândulas de Bowman), um aspecto característico da mucosa, são glândulas serosas tubuloalveolares ramificadas, que lançam suassecreções proteicas através de ductos na superfície olfatória (Figura 19.3 e Prancha 69, página 693). Os grânulos de lipofuscina são prevalentes nas células glandulares e, em combinação com os grânulos de lipofuscina nas células de sustentação do epitélio olfatório, conferem à mucosa a sua coloração amarelo acastanhada natural. Ductos curtos e compostos de células cuboides partem das glândulas, atravessam a lâmina basal e alcançam o epitélio olfatório, em que continuam até a superfície epitelial, na qual descarregam o seu conteúdo. A secreção serosa das glândulas olfatórias atua como armadilha e solvente para as substâncias odoríferas. O fluxo constante das glândulas livra a mucosa dos remanescentes de substâncias odoríferas detectadas, de modo que novos odores possam ser continuamente detectados à medida que surgem. A característica marcante da região olfatória da mucosa nasal em uma preparação histológica é a existência, na lâmina própria, dos nervos olfatórios em associação a glândulas olfatórias. Os nervos são particularmente nítidos, em virtude do diâmetro relativamente grande de cada fibra não mielinizada que eles contêm (Figuras 19.3 e 19.4). ���������������� Os seios paranasais são espaços preenchidos com ar, situados nos ossos das paredes da cavidade nasal. Os seios paranasais são extensões da região respiratória da cavidade nasal e são revestidos por epitélio respiratório. Os seios são designados de acordo com o osso no qual se encontram (i. e., etmoide, frontal, esfenoide e maxila). Os seios comunicamse com as cavidades nasais por meio de aberturas estreitas na mucosa respiratória. A superfície mucosa dos seios consiste em um fino epitélio pseudoestratificado ciliado, com numerosas células caliciformes. O muco produzido nos seios é varrido para dentro das cavidades nasais por movimentos ciliares coordenados. Com frequência, os seios são sujeitos à infecção aguda após uma infecção viral das vias respiratórias superiores. As infecções graves podem exigir drenagem física. Figura 19.4 Diagrama da via de transdução olfatória. Este diagrama mostra as interações das moléculas de odorantes com proteínas associadas à célula receptora olfatória. As moléculas de odorantes que entram com o ar inalado são solubilizadas no muco olfatório e ligam-se às proteínas de ligação olfatórias, que as liberam para os receptores olfatórios. Observe que diferentes moléculas de odorantes ligam-se com diferentes anidades aos receptores olfatórios. O sinal forte (ver receptor olfatório acoplado à proteína G verde) é produzido pela ligação de alta anidade, por meio da qual a molécula do odorante (em verde) combina-se perfeitamente com o sítio de ligação do receptor. Outros receptores olfatórios (em amarelo e rosa) apresentam uma ligação de menor anidade, produzindo, assim, sinais mais fracos. Os receptores olfatórios, estimulados pelas moléculas de odorantes, ativam a enzima adenilciclase e iniciam a cascata de eventos do cAMP, levando à abertura de canais especícos de Na+ e Ca2+. O in탍훲uxo de Na+ e Ca2+ é responsável pela despolarização da célula. O potencial de ação gerado segue pelos axônios das células receptoras olfatórias da cavidade nasal, atravessa o etmoide e os revestimentos cerebrais circundantes e alcança o bulbo olfatório do cérebro. ������� A faringe liga as cavidades nasais e oral à laringe e ao esôfago. Atua como passagem para o ar e para o alimento e também como câmara de ressonância para a fala. A faringe está localizada posteriormente às cavidades nasais e oral e é dividida regionalmente em duas partes: a parte nasal da faringe (nasofaringe) e a parte oral da faringe (orofaringe), respectivamente (Figura 19.2). As tubas auditivas (trompas de Eustáquio) ligam a nasofaringe a cada orelha média. Observase a existência de tecido linfático difuso e nódulos linfáticos na parede da nasofaringe. A concentração de nódulos linfáticos na junção entre as paredes superior e posterior da faringe é denominada tonsila faríngea. ������� A laringe é a via respiratória para a passagem de ar entre a orofaringe e a traqueia (Figura 19.2). Essa região tubular complexa do sistema respiratório é formada por placas de cartilagem hialina e elástica de formato irregular (a epiglote e os processos vocais das cartilagens aritenóideas). Além de servir de conduto para o ar, a laringe atua como órgão para produção de sons. As pregas vocais controlam o fluxo de ar através da laringe e vibram para produzir som. As pregas vocais, também denominadas cordas vocais, consistem em duas pregas de mucosa que se projetam para dentro do lúmen da laringe (Figura 19.5 e Prancha 70, página 695). Exibem uma orientação anteroposterior e definem os limites laterais da abertura da laringe, a rima da glote. Um ligamento de sustentação e músculo esquelético, o músculo vocal, estão contidos em cada prega vocal. Os ligamentos e os músculos laríngeos intrínsecos unemse nas placas cartilaginosas adjacentes e são responsáveis pela geração de tensão nas pregas vocais e pela abertura e fechamento da glote. Os músculos laríngeos extrínsecos inseremse nas cartilagens da laringe, mas originamse em estruturas extralaríngeas. Esses músculos movem a laringe durante a deglutição. Figura 19.5 Fotomicrograa de corte frontal da laringe. A. Esta fotomicrograa mostra três partes da laringe: o vestíbulo acima das pregas ventriculares, os ventrículos entre as pregas ventriculares e superiormente às pregas vocais, e a cavidade infraglótica que se estende das pregas vocais até a cartilagem cricóidea. Observe que as glândulas mucosas predominam nas pregas ventriculares e são revestidas pelo epitélio pseudoestraticado ciliado típico. A prega vocal é composta de epitélio, ligamento vocal e músculo vocal subjacente. Observa-se também a existência de numerosos nódulos linfáticos na mucosa da laringe (setas). 10×. B. Grande aumento da área da prega ventricular indicada pelo retângulo superior em A, mostrando, à esquerda, o epitélio pseudoestraticado ciliado que reveste a maior parte da laringe. Muitos adultos não fumantes e praticamente todos os fumantes exibem placas de epitélio estraticado pavimentoso, conforme observado à direita da fotomicrograa. 240×. C. Grande aumento da área da prega vocal indicada pelo retângulo inferior em A, revelando o epitélio estraticado pavimentoso normal nesse local. Logo abaixo do epitélio, está o tecido conjuntivo conhecido como espaço de Reinke. Esse local, clinicamente importante, é desprovido de vasos linfáticos e é pouco vascularizado. O ligamento vocal, indicado pela linha tracejada, é observado na parte inferior da fotomicrograa. 240×. O ar expelido dos pulmões que atravessa um espaço estreito da rima da glote provoca vibração das pregas vocais. As vibrações são alteradas pela modulação da tensão sobre as pregas vocais e pela mudança do grau de abertura da glote. Essa alteração das vibrações produz sons de diferentes tonalidades. Os sons criados pela laringe durante o processo de fonação são modificados nas partes superiores do sistema respiratório (nasofaringe, cavidades nasais e seios paranasais) e na cavidade oral (orofaringe, palatos mole e duro, língua, dentes, lábios etc.), produzindo sons específicos da fala (as diferentes vogais e consoantes). As pregas ventriculares localizadas acima das pregas vocais são denominadas “cordas vocais falsas”. Acima das pregas vocais há um recesso alongado na laringe, denominado ventrículo. Imediatamente acima do ventrículo está outro par de pregas mucosas, as pregas ventriculares ou cordas vocais falsas (Figura 19.5 e Prancha 70, página 695). Essas pregas não contêm o revestimento muscular intrínseco das cordas vocais verdadeiras e, portanto, não modulam a fonação. No entanto, tais pregas e o ventrículo são importantespara criar a ressonância sonora. A inflamação e o edema da laringe causados por vírus (como o vírus do resfriado comum) e por outros agentes microbianos são denominados laringite Boxe 19.1 • • • • aguda. Os sintomas de laringite aguda podem incluir rouquidão ou, nos casos mais graves, perda total da voz, tosse e dificuldade na deglutição e na respiração. A laringite crônica é geralmente causada por exposição prolongada a agentes irritantes, tais como fumaça de tabaco, poeira e/ou ar poluído. A laringe é revestida por epitélio estratificado pavimentoso e por epitélio pseudoestratificado colunar ciliado. A superfície luminal das pregas vocais é revestida por epitélio estratificado pavimentoso, como na maior parte da epiglote (Prancha 70, página 695). O epitélio protege a mucosa da abrasão causada pela corrente de ar que se move rapidamente. O restante da laringe é revestido por epitélio pseudoestratificado colunar ciliado, que caracteriza o trato respiratório (ver Figura 19.5 e Prancha 70, página 695). O tecido conjuntivo da laringe contém glândulas mistas mucosserosas que descarregam sua secreção através de ductos na superfície da laringe. �������� A traqueia é um tubo curto e flexível de aproximadamente 2,5 cm de diâmetro e cerca de 10 cm de comprimento. Serve de conduto para o ar; além disso, a sua parede ajuda na purificação do ar inspirado. A traqueia estendese da laringe até aproximadamente a metade do tórax, em que se divide nos dois brônquios principais (primários). O lúmen da traqueia permanece aberto devido à existência da série de anéis cartilaginosos. A parede da traqueia consiste em quatro camadas bemdefinidas: A mucosa, composta de um epitélio pseudoestratificado ciliado e uma lâmina própria rica em fibras elásticas A submucosa, composta de tecido conjuntivo ligeiramente mais denso que o da lâmina própria A camada cartilaginosa, composta de cartilagens hialinas em formato de C A adventícia, composta de tecido conjuntivo que liga a traqueia às estruturas adjacentes. Correlação clínica | Metaplasia escamosa no trato respiratório Na mucosa respiratória humana, o epitélio pseudoestraticado colunar ciliado pode sofrer transformação em epitélio estraticado pavimentoso. Essa mudança de epitélio colunar para pavimentoso é denominada metaplasia pavimentosa ou escamosa. Esses tipos de alterações epiteliais (metaplasias) são reversíveis e caracterizam-se pela transformação de um tipo de célula adulta totalmente diferenciada em um tipo diferente de célula também adulta. Portanto, a proliferação basocelular dá origem a um novo tipo de célula diferenciada. Essas alterações celulares metaplásicas não são caracterizadas como uma neoplasia, e sim como alterações adaptativas. A metaplasia escamosa é uma ocorrência normal das porções arredondas e mais expostas das conchas nasais, pregas vocais e em algumas outras regiões. No entanto, mudanças no caráter do epitélio respiratório podem ocorrer em outros locais de epitélio ciliado, quando o padrão do 탍훲uxo de ar é alterado ou quando ocorre 탍훲uxo de ar forçado, como na tosse crônica. Em geral, na bronquite crônica e na bronquiectasia, o epitélio respiratório modica-se em certas regiões para uma forma estraticada pavimentosa. O epitélio estraticado é mais resistente ao estresse físico e à agressão, mas é menos efetivo para a função das vias respiratórias. Nos fumantes, observa-se uma alteração epitelial semelhante. No início, os cílios das células ciliadas perdem o seu padrão de batimento sincrônico em consequência dos elementos nocivos presentes na fumaça. Em consequência, a remoção de muco ca comprometida. Para compensar, o indivíduo começa a tossir, facilitando, assim, a expulsão do muco acumulado nas vias respiratórias, particularmente na traqueia. Com o passar do tempo, o número de células ciliadas diminui, devido à tosse crônica. Essa redução nas células ciliadas compromete ainda mais o epitélio normal e resulta em sua substituição por epitélio estraticado pavimentoso nos locais afetados das vias respiratórias. Se os fatores (i. e., fumaça de tabaco) que predispõem à metaplasia escamosas não forem eliminados, o epitélio metaplásico pode sofrer transformação maligna. Por conseguinte, uma das duas formas mais comuns de câncer no trato respiratório, o carcinoma de células escamosas, tem a origem a partir das células metaplásicas escamosas. • • Figura 19.6 Fotomicrograa de um corte da traqueia e do esôfago. A. Esta amostra, obtida de um indivíduo idoso, mostra a relação entre a traqueia e o esôfago na base do pescoço. Os anéis traqueais cartilaginosos, que mantêm a traqueia aberta, exibem uma aparência em formato de C. A face cartilagem adjacente à parede do esôfago é preenchida por uma membrana broelástica, que contém o músculo traqueal e numerosas glândulas seromucosas. Nesta amostra, o anel traqueal foi substituído, em parte, por tecido ósseo, um processo normal que ocorre com o envelhecimento. O material de coloração mais escura corresponde à cartilagem, enquanto o material de coloração mais clara corresponde ao tecido ósseo que substituiu a cartilagem. As áreas muito claras (setas) são os espaços medulares do tecido ósseo. 3,25×. B. Esta fotomicrograa em grande aumento mostra uma área do anel cartilaginoso traqueal que foi parcialmente substituída por tecido ósseo. A parte superior da fotomicrograa mostra a mucosa e a submucosa traqueais. Abaixo, encontra-se parte do anel traqueal. No entanto, nessa região especíca, uma porção substancial da cartilagem foi substituída por tecido ósseo e medula. O tecido ósseo exibe lamelas e osteócitos típicos. Em contrapartida, o tecido cartilaginoso apresenta ninhos de condrócitos. 100×. Um aspecto característico da traqueia é a existência de uma série de cartilagens hialinas em formato de C, que estão empilhadas umas sobre as outras, formando uma estrutura de sustentação (Figura 19.6). Essas cartilagens, que podem ser descritas como um arcabouço esquelético, impedem o colapso do lúmen da traqueia, particularmente durante a expiração. O tecido fibroelástico e o músculo liso, o músculo traqueal, estabelecem uma ponte entre as extremidades livres das cartilagens em formato de C na borda posterior da traqueia, adjacente ao esôfago. �������������������� O epitélio da traqueia assemelhase ao epitélio respiratório em outras partes das vias respiratórias condutoras. As células colunares ciliadas, as células mucosas (caliciformes) e as células basais constituem os principais tipos de células encontrados no epitélio da traqueia (Figuras 19.7 e 19.8). Observase também pequena quantidade de células em escova, bem como pequenas células granulares. As células ciliadas constituem o tipo mais numeroso de células da traqueia. Em cortes histológicos, os cílios aparecem como perfis piliformes curtos, que se projetam da superfície apical da célula (Prancha 71, página 697). Cada célula tem aproximadamente 250 cílios. Imediatamente abaixo dos cílios, observase uma linha escura formada por agregados de corpúsculos basais (Figura 19.9). Os cílios executam um movimento de varredura coordenado de toda a extensão da camada mucosa das vias respiratórias em direção à faringe. De fato, as células ciliadas atuam como “escada rolante mucociliar”, que desempenha importante mecanismo protetor do pulmão pela remoção de pequenas partículas inaladas As células mucosas assemelhamse morfologicamente às células caliciformes intestinais e, portanto, são frequentemente designadas pelo mesmo nome. As células mucosas estão intercaladas entre as células ciliadas ao longo de toda a extensão do epitélio (Figura 19.9). São facilmente vistas no microscópio óptico pela existência de grânulos de mucinogênio em seu citoplasma. Embora o mucinogênio seja eliminado nas preparações rotineiras, a identidade das células tornase aparente em amostrascoradas pela hematoxilina e eosina (H&E), pela área clara remanescente no • • citoplasma e pela ausência de cílios na superfície apical. Diferentemente das células ciliadas, o número de células mucosas aumenta durante a irritação crônica das vias respiratórias As células em escova apresentam as mesmas características gerais daquelas descritas para o epitélio respiratório da cavidade nasal (Figura 19.10). Tratase de células colunares que apresentam microvilosidades com extremidades arredondadas. A superfície basal das células faz contato sináptico com uma terminação nervosa aferente (sinapse epiteliodendrítica), razão pela qual a célula em escova é considerada uma célula receptora Figura 19.7 Eletromicrograa da traqueia humana. Esta eletromicrograa mostra os três tipos principais de células desse epitélio respiratório. São representados pelas células epiteliais ciliadas, que se estendem até a superfície; as células caliciformes, com grânulos de mucinogênio; e as células basais, que se limitam à porção basal da camada epitelial próximo ao tecido conjuntivo. 1.800×. (Cortesia do Dr. Johannes A.G. Rhodin.) As células de pequenos grânulos (células de Kulchitsky) são as representantes respiratórias de células enteroendócrinas do intestino e derivados do intestino (Figura 19.10). A sua existência nas vias respiratórias decorre do fato de que o • desenvolvimento do trato respiratório e dos pulmões ocorre a partir de uma evaginação do intestino anterior primitivo. As células de pequenos grânulos geralmente ocorrem na traqueia como unidades isoladas e estão dispersas entre os outros tipos de células. É difícil distinguilas das células basais na microscopia óptica sem o auxílio de técnicas especiais, como a impregnação por prata, que reage com os grânulos. Seu núcleo está localizado próximo da membrana basal; o citoplasma é um pouco mais extenso que o das células basais menores. Com o microscópio eletrônico de transmissão (MET), observase, algumas vezes, um prolongamento citoplasmático afilado que se estende até o lúmen da traqueia. Além disso, ao MET, o citoplasma exibe numerosos grânulos contendo um centro denso e envolvidos por membrana. Em um dos tipos de células de pequenos grânulos, a secreção é uma catecolamina; um segundo tipo produz hormônios polipeptídicos, tais como serotonina, calcitonina e peptídio de liberação da gastrina (bombesina). Algumas células de pequenos grânulos parecem ser inervadas. A função dessas células não está bem elucidada. Algumas são encontradas em grupos, em associação a fibras nervosas, formando corpos neuroepiteliais, que se acredita que possam funcionar nos reflexos que regulam o calibre das vias respiratórias ou vasculares As células basais representam uma população de células de reserva que mantém uma reposição das células do epitélio. As células basais se destacam por seus núcleos proeminentes, que formam uma fileira em íntima proximidade à lâmina basal. Embora os núcleos de outras células se localizem também na camada basal, eles estão relativamente esparsos. Desse modo, a maioria dos núcleos próximo à membrana basal pertence às células basais. Figura 19.8 Eletromicrograa de varredura da superfície luminal de um brônquio. As células não ciliadas são as células caliciformes (cc). Sua superfície é caracterizada pela existência de pequenas microvilosidades, que conferem aparência pontilhada à célula neste pequeno aumento. O restante da micrograa é ocupado por cílios de células ciliadas. Observe como todas elas estão uniformemente inclinadas na mesma direção. Essa organização re탍훲ete o movimento sincronizado semelhante a ondas, sendo exatamente aquela em que os cílios se encontravam no momento da xação da amostra. 1.200×. ������������������������������������������ Uma “membrana basal” espessa caracteriza o epitélio da traqueia. Abaixo do epitélio da traqueia, há uma camada distinta típica de membrana basal (Figura 19.9) que, em geral, é vista como uma camada fracamente corada, homogênea ou vítrea, com espessura de aproximadamente 25 a 40 μm. A microscopia eletrônica revela que essa membrana consiste em fibras colágenas densamente compactadas, que se localizam imediatamente abaixo da lâmina basal epitelial. Do ponto de vista estrutural, pode ser considerada como uma lâmina reticular incomumente espessa e densa, que faz parte da lâmina própria. Nos fumantes, particularmente naqueles que apresentam tosse crônica, essa camada pode estar consideravelmente mais espessa em resposta à irritação da mucosa. Nos indivíduos com asma, a membrana basal também é mais espessa e mais pronunciada, particularmente nos bronquíolos. O limite entre a mucosa e a submucosa é definido por uma membrana elástica. A lâmina própria, excluindo a membrana basal, é formada por um tecido conjuntivo frouxo típico. É muito celularizada e contém numerosos linfócitos, muitos dos quais infiltram o epitélio. Os plasmócitos, os mastócitos, os eosinófilos e os fibroblastos são os outros tipos de células facilmente observados nessa camada. O tecido linfático, tanto o difuso quanto o nodular, é abundante na lâmina própria e na submucosa da parede traqueal. É também encontrado nas porções condutoras de ar do sistema respiratório. Esse sistema linfático é o equivalente, em termos de desenvolvimento e funcionalidade, ao tecido linfático associado aos brônquios (BALT). Intercaladas com as fibras colágenas, encontramse numerosas fibras elásticas. Amostras coradas por corantes específicos (Weigerth) mostram a membrana de tecido elástico como uma faixa distinta. Essa membrana elástica marca o limite entre a lâmina própria e a submucosa. No entanto, em preparações coradas pela H&E, esse limite não é evidente. Figura 19.9 Fotomicrograa do epitélio da traqueia. Três tipos celulares principais são evidentes no epitélio (Ep) da traqueia: as células colunares ciliadas; as células caliciformes (cc) secretoras de muco intercaladas com as células ciliadas; e as células basais localizadas próximas da membrana basal (MB). As células colunares ciliadas estendem-se da membrana basal até a superfície. Em sua superfície livre, essas células apresentam numerosos cílios que, em seu conjunto, conferem à superfície uma aparência de escova. Na base dos cílios, observa-se uma linha eosinóla densa. Tal linha é produzida pela distribuição linear de estruturas denominadas corpúsculos basais, localizados na extremidade proximal de cada cílio. Embora as membranas basais não sejam geralmente vistas em preparações coradas pela H&E, uma membrana basal é comumente observada sob o epitélio da traqueia humana. A lâmina própria (LP) subjacente consiste em tecido conjuntivo frouxo. A submucosa (SM) localiza-se mais profundamente e contém tecido conjuntivo denso não modelado com vasos sanguíneos e linfáticos, nervos e numerosas glândulas traqueais secretoras de muco. 400×. Figura 19.10 Diagrama do epitélio bronquiolar terminal. Este diagrama mostra várias células encontradas no epitélio respiratório. A célula de Clara, conforme ilustrado aqui, está interposta entre a célula em escova e a célula de pequenos grânulos. A célula de Clara é uma célula não ciliada e apresenta uma superfície apical arredondada, RER basal bem desenvolvido e complexo de Golgi, e contém vesículas secretoras preenchidas com um agente tensoativo. A célula em escova é adjacente e é caracterizada por numerosas microvilosidades existentes em sua superfície apical. O citoplasma da célula em escova exibe um complexo de Golgi, lisossomos, mitocôndrias e inclusões de glicogênio. Entre a célula de Clara e a célula ciliada, observa-se uma célula contendo pequenas vesículas secretoras localizadas predominantemente na porção basal da célula. Além das vesículas, as organelas mais evidentes dessa célula sãoo RER, o aparelho de Golgi e as mitocôndrias. Uma terminação nervosa é mostrada no interior do epitélio. A submucosa difere daquela observada na maioria dos outros órgãos, pois é formada por tecido conjuntivo denso. Na traqueia, a submucosa é constituída por um tecido conjuntivo relativamente frouxo, semelhante à lâmina própria, o que dificulta a identificação de seus limites. O tecido linfático difuso e os nódulos linfáticos penetram na submucosa a partir da lâmina própria. A submucosa contém os maiores vasos distribuidores e linfáticos da parede traqueal. Na submucosa, também observase a existência de glândulas compostas de ácinos secretores de muco (predominantemente composto por glicoproteínas) com meiasluas serosas. Seus ductos são formados por epitélio simples cuboide. Os ductos estendemse pela lâmina própria e liberam seu produto na superfície epitelial. As glândulas são particularmente numerosas nos espaços intercartilaginosos na porção posterior da traqueia. Algumas glândulas penetram na camada muscular e chegam até a camada adventícia. A camada submucosa termina na região em que as fibras de tecido conjuntivo associamse ao pericôndrio da camada cartilaginosa. As cartilagens traqueais e o músculo traqueal separam a submucosa da adventícia. As cartilagens traqueais, que são em número de aproximadamente 16 a 20 nos humanos, representam a próxima camada da parede traqueal. Conforme já assinalado, os anéis cartilaginosos têm formato em C. Algumas vezes, anastomosamse com as cartilagens adjacentes, mas o seu arranjo proporciona flexibilidade ao tubo traqueal e também mantém a abertura do lúmen. Com a idade, a cartilagem hialina pode ser parcialmente substituída por tecido ósseo (Figura 19.6), com consequente perda de grande parte de sua flexibilidade. A adventícia, a camada externa, situase perifericamente aos anéis cartilaginosos e ao músculo traqueal. Liga a traqueia às estruturas adjacentes situadas no pescoço e no mediastino e contém vasos sanguíneos e nervos de maior calibre que suprem a parede traqueal. Vasos linfáticos de maior calibre também se situam na adventícia e drenam a parede da traqueia. ��������� A traqueia é dividida em dois ramos, que formam os brônquios principais (primários), os quais são anatomicamente denominados como brônquios principais direito e esquerdo – termos mais adequados, em virtude da diferença física • • • • • existente entre os dois. O brônquio direito é mais largo e significativamente mais curto que o esquerdo. Ao entrar no hilo do pulmão, cada brônquio principal dividese em brônquios lobares (brônquios secundários). O pulmão esquerdo é dividido em dois lobos, enquanto o pulmão direito é dividido em três lobos. Por conseguinte, o brônquio direito dividese em três ramos brônquicos lobares, e o esquerdo, em dois ramos brônquicos lobares, suprindo, cada brônquio, um lobo. O pulmão esquerdo é ainda dividido em oito segmentos broncopulmonares, e o pulmão direito, em 10 desses segmentos. Consequentemente, no pulmão direito, os brônquios lobares dão origem a 10 brônquios segmentares (brônquios terciários), enquanto os brônquios lobares do pulmão esquerdo dão origem a apenas oito brônquios segmentares. Um brônquio segmentar e o parênquima pulmonar por ele suprido constituem um segmento broncopulmonar. O significado do segmento broncopulmonar no pulmão humano tornase evidente quando se considera a necessidade de ressecção cirúrgica, que pode ser necessária em certos estados patológicos. Os segmentos, cada um deles com seu próprio suprimento sanguíneo e septos de tecido conjuntivo, constituem subunidades anatômicas, que facilitam a ressecção cirúrgica. Na sua porção inicial, os brônquios apresentam a mesma estrutura histológica geral que a traqueia. A partir de sua entrada nos pulmões, onde irão se constituir os brônquios intrapulmonares, a estrutura da parede brônquica se modifica. Os anéis cartilaginosos são substituídos por placas de cartilagem de formato irregular. As placas cartilaginosas formam um cilindro que envolve toda a circunferência da parede bronquiolar, conferindolhes um formato circular ou cilíndrico, que difere do formato ovoide com uma parede posterior achatada, observado na traqueia. À medida que os brônquios se ramificam, seu diâmetro diminui. Consequentemente, as placas de cartilagem tornamse também menores e menos numerosas. Por fim, as placas desaparecem das regiões onde as vias respiratórias alcançam um diâmetro de cerca de 1 mm. Esses ramos menores são denominados bronquíolos. Os brônquios podem ser identificados pelas suas placas de cartilagem e por uma camada circular de músculo liso. A segunda mudança observada na parede do brônquio intrapulmonar é a adição de músculo liso, que forma uma camada circular completa em seu entorno. A camada de músculo liso tornase cada vez mais evidente, à medida que a quantidade de cartilagem diminui. Na porção inicial dos brônquios, o músculo liso é disposto em feixes entrelaçados, formando uma camada contínua. Nos brônquios menores, a camada de músculo liso tornase descontínua. A parede do brônquio é, portanto, composta de cinco camadas: A mucosa é composta de um epitélio pseudoestratificado similar ao da traqueia. A altura das células, no entanto, reduz à medida que os brônquios diminuem de diâmetro. Nas amostras coradas pela H&E, a “membrana basal” é evidente nos brônquios principais, mas diminui abruptamente de espessura e não mais é distinguida nos brônquios secundários. A lâmina própria assemelhase àquela da traqueia, mas sua espessura é reduzida proporcionalmente ao diâmetro dos brônquios A muscular é uma camada contínua de músculo liso nos brônquios maiores. Tornase mais atenuada e frouxamente organizada nos brônquios menores, em que pode aparecer descontínua, em virtude de sua organização espiralada. A contração do músculo regula o diâmetro da via respiratória A submucosa permanece como tecido conjuntivo relativamente frouxo. Nos brônquios maiores, observase a existência de glândulas, bem como tecido adiposo A camada cartilaginosa consiste em placas de cartilagem descontínuas, que se tornam menores à medida que o diâmetro do brônquio diminui A adventícia consiste em tecido conjuntivo moderadamente denso, que é contínuo com o das estruturas adjacentes, tais como a artéria pulmonar e o parênquima pulmonar. ����������� Os segmentos broncopulmonares são ainda subdivididos em lóbulos pulmonares. Cada lóbulo é suprido por um bronquíolo. Septos delicados de tecido conjuntivo que separam parcialmente os lóbulos adjacentes podem estar presentes na superfície do pulmão como áreas poligonais de limites imprecisos. Os ácinos pulmonares são pequenas estruturas presentes nos lóbulos. Cada ácino consiste em um bronquíolo terminal, nos bronquíolos respiratórios e nos alvéolos (Figura 19.11). Por conseguinte, a unidade bronquiolar respiratória é a menor unidade funcional da estrutura pulmonar. Consiste em um único bronquíolo respiratório e nos alvéolos que ele supre. ������������������������� Os bronquíolos são ductos condutores de ar, medindo 1 mm ou menos de diâmetro. Os bronquíolos maiores representam ramos dos brônquios segmentares. Esses ductos ramificamse repetidamente, dando origem aos bronquíolos terminais menores, que também se ramificam. Por fim, os bronquíolos terminais dão origem aos bronquíolos respiratórios. Figura 19.11 Fotomicrograa mostrando a porção respiratória da árvore bronquial. Nesta fotomicrograa, um bronquíolo terminal (BT) é mostrado em corte longitudinal, quando se ramica em dois bronquíolos respiratórios (BR). O bronquíolo terminal é a parte mais distal da porçãocondutora do sistema respiratório e não participa da troca gasosa. O bronquíolo respiratório atua na troca gasosa e constitui o início da porção respiratória da árvore bronquial. Os bronquíolos respiratórios dão origem aos ductos alveolares (DA), que são vias respiratórias alongadas, cujas paredes são formadas predominantemente pelos próprios alvéolos que circundam o espaço ductal. Os sacos alveolares (SA) são espaços situados na terminação dos ductos alveolares que, de modo semelhante, são circundados por alvéolos. 120×. Não há placas de cartilagem nem glândulas nos bronquíolos. Os bronquíolos de maior diâmetro têm inicialmente um epitélio pseudoestratificado colunar ciliado, que é gradualmente substituído por um epitélio simples colunar ciliado à medida que o ducto se estreita. As células caliciformes ainda estão presentes nos bronquíolos maiores, mas já não são encontradas nos bronquíolos terminais. Uma exceção ocorre nos fumantes e em outros indivíduos expostos a irritantes no ar. Não existem glândulas subepiteliais nos bronquíolos. As placas de cartilagem, que são características dos brônquios, estão ausentes nos bronquíolos. Na verdade, é possível observar pequenas porções de cartilagem, particularmente nos pontos de ramificação. A parede de todos os bronquíolos apresenta uma camada relativamente espessa de músculo liso. Os bronquíolos pequenos exibem epitélio simples cuboide. Os bronquíolos condutores menores, os bronquíolos terminais, são revestidos por um epitélio simples cuboide, no qual são encontradas células de Clara intercaladas com células ciliadas (Figura 19.12). As células de Clara aumentam em número à medida que as células ciliadas diminuem ao longo da extensão do bronquíolo. Observase também a existência ocasional de células em escova e células de pequenos grânulos. Há uma pequena quantidade de tecido conjuntivo subjacente ao epitélio, além de uma camada de músculo liso disposta circularmente, subjacente ao tecido conjuntivo nas porções condutoras. Figura 19.12 Eletromicrograa de varredura de um bronquíolo terminal. Esta fotomicrograa de varredura mostra um corte longitudinal realizado através do bronquíolo terminal e dos alvéolos (A) circundantes. Observe que as superfícies apicais das células de Clara não contêm cílios e exibem um aspecto característico em formato de cúpula. 150×. O detalhe mostra algumas células de Clara em maior aumento e os cílios de uma célula ciliada vizinha, que são pouco numerosas nesse nível da rede respiratória. Observe a quantidade relativamente pequena de cílios presentes nessas pequenas células. 1.200×. Boxe 19.2 Figura 19.13 Diagrama de uma célula de Clara entre células epiteliais ciliadas bronquiolares. O núcleo é de localização basal. O retículo endoplasmático rugoso (RER), o complexo de Golgi e as mitocôndrias localizam-se principalmente na região basal e paranuclear na célula. O retículo endoplasmático liso (REL) e as vesículas secretoras situam-se principalmente no citoplasma apical. Duas das vesículas secretoras estão lançando o seu conteúdo na superfície da célula. As células de Clara são células não ciliadas, que exibem uma projeção característica arredondada ou em formato de cúpula na superfície apical. No MET, apresentam características de células secretoras de proteína (Figura 19.13). Contêm um RER de localização basal bem desenvolvido, um complexo de Golgi lateral ou supranuclear, grânulos secretores de proteína e numerosas cisternas de REL no citoplasma apical. As células de Clara secretam um agente tensoativo, uma lipoproteína que impede a adesão luminal em caso de colapso das paredes das vias respiratórias, particularmente durante a expiração. Além disso, as células de Clara produzem uma proteína de 16 kDa, conhecida como proteína secretora das células de Clara (CC16), que é um componente abundante da secreção das vias respiratórias. As doenças pulmonares crônicas, como a doença pulmonar obstrutiva crônica (DPOC) e a asma, estão associadas a alterações na quantidade da CC16 no líquido das vias respiratórias e no soro. A CC16 é utilizada como marcador pulmonar mensurável no líquido do lavado broncoalveolar e no soro. A secreção de CC16 na árvore bronquial diminui durante a lesão pulmonar (devido ao dano das células de Clara), enquanto os níveis séricos de CC16 podem aumentar, devido ao extravasamento através da barreira hematoaérea. ���������������������� Os bronquíolos respiratórios constituem a primeira porção da árvore bronquial que possibilita a troca de gases. Os bronquíolos respiratórios constituem uma zona de transição no sistema respiratório; eles estão envolvidos tanto na condução de ar quanto na troca gasosa. Apresentam um pequeno diâmetro e são revestidos por epitélio cuboide. O epitélio dos segmentos iniciais dos bronquíolos respiratórios contém tanto células ciliadas quanto células de Clara (Figura 19.12). Distalmente, há um predomínio de células de Clara. Ocasionalmente, observase também a existência de células em escova e células granulares de centro denso ao longo da extensão do bronquíolo respiratório. Os alvéolos, que consistem em evaginações de paredes finas, estão dispersos e estendemse a partir do lúmen dos bronquíolos respiratórios (Figura 19.11). Os alvéolos constituem os locais em que o ar entra e sai do bronquíolo para possibilitar a troca de gases. Correlação clínica | Asma A asma é uma doença in탍훲amatória crônica que acomete as vias respiratórias dos pulmões e é causada por uma combinação de fatores genéticos e ambientais. A doença afeta pessoas de todas as idades, raças e grupos étnicos no mundo inteiro. Caracteriza-se por obstrução do 탍훲uxo de ar recorrente, causada por uma associação de in탍훲amação dos bronquíolos e constrição de seus músculos lisos (broncospasmo). Em consequência da obstrução das vias respiratórias, a entrada e a saída de ar dos alvéolos pulmonares são dicultadas, causando sintomas como sibilos, tosse, dispneia e constrição torácica. Nos pacientes com asma, ocorre in탍훲amação da mucosa respiratória, do tecido conjuntivo subjacente e dos músculos lisos dos bronquíolos. Caracteriza-se por inltração da parede bronquiolar por eosinólos (em alguns casos, neutrólos), linfócitos (principalmente células T auxiliares ativadas) e mastócitos. O epitélio bronquiolar é espesso, contém um número aumentado de células caliciformes (produzindo, portanto, maior quantidade de muco) e apresenta membrana basal espessa, devido ao aumento de bras colágenas na lâmina reticular (Figura B.19.2.1). A camada de músculo liso também é mais pronunciada e contém várias camadas de células musculares lisas hiperplásicas. Tradicionalmente, os medicamentos utilizados para o tratamento de pacientes com asma foram classicados em broncodilatadores (que provocam relaxamento do músculo liso) ou anti-in탍훲amatórios (que suprimem as reações in탍훲amatórias). Os fármacos mais recentes (p. ex., modicadores dos leucotrienos) exercem efeitos duplos. Atualmente, os medicamentos para asma são classicados de acordo com o seu tempo de ação no manejo global dessa doença. Incluem medicamentos de alívio rápido, como os broncodilatadores agonistas beta-adrenérgicos, para reverter a constrição do músculo liso, ou medicamentos de controle prolongado, como os corticosteroides inalados, os broncodilatadores β-agonistas de ação longa e os modicadores dos leucotrienos. Figura B.19.2.1 Fotomicrograa do pulmão de um paciente com asma brônquica. A. Este corte de pulmão de um paciente com asma mostra um bronquíolo no centro, com alvéolos circundantes. A parede bronquiolar está espessa, in탍훲amada e apresenta vasos sanguíneos dilatados. 100×. B. Esta fotomicrograa em grande aumento mostra a estrutura do epitélio pseudoestraticado colunar bronquiolar contendo umgrande número de células caliciformes. O muco presente no lúmen é um produto das células caliciformes. Observe a existência do grande número de eosinólos (células com citoplasma vermelho), linfócitos e outras células do tecido conjuntivo que inltraram a lâmina própria e a submucosa do bronquíolo. A membrana basal é espessa e bem-denida. A camada de músculo liso também é espessa, e a adventícia subjacente contém vasos sanguíneos (VS) dilatados. 680×. (Cortesia do Dr. Joseph P. Grande.) �������� Os alvéolos constituem o local da troca de gases. A área de superfície disponível para a troca gasosa é aumentada pelos alvéolos pulmonares. Os alvéolos são os espaços aéreos terminais do sistema respiratório e constituem os verdadeiros locais de troca gasosa entre o ar e o sangue. Cada alvéolo é circundado por uma rede de capilares que coloca o sangue em grande proximidade com o ar inalado dentro do alvéolo. Existem cerca de 150 a 250 milhões de alvéolos em cada pulmão do adulto; sua área total de superfície interna é de aproximadamente 75 m2, ou seja, aproximadamente o tamanho de uma quadra de tênis. Cada alvéolo tem uma câmara poliédrica de parede fina, de cerca de 0,2 mm de diâmetro, confluente com um saco alveolar (Figura 19.14). • • • • Figura 19.14 Fotomicrograa mostrando um saco alveolar com alvéolos adjacentes. Esta fotomicrograa mostra os componentes terminais do sistema respiratório, isto é, o saco alveolar (SA) e os alvéolos (A) circundantes. Os alvéolos são circundados e separados uns dos outros por uma na camada de tecido conjuntivo, os septos interalveolares, que contêm capilares sanguíneos. À direita, encontra-se a superfície do pulmão, que é coberta pela pleura visceral contendo epitélio simples pavimentoso e uma camada subjacente de tecido conjuntivo. 360×. Os ductos alveolares são vias respiratórias alongadas, cujas paredes são formadas quase exclusivamente por alvéolos. Observase a existência de anéis de músculo liso nos septos interalveolares semelhantes a maçanetas (ver parágrafo seguinte) Os sacos alveolares são espaços circundados por grupos de alvéolos. Os alvéolos circundantes abremse nesses espaços. Em geral, os sacos alveolares ocorrem na porção terminal de um ducto alveolar, mas podem, no entanto, ser observados em qualquer ponto ao longo de sua extensão. Os alvéolos são circundados e separados uns dos outros por uma camada de tecido conjuntivo extremamente fina, contendo capilares sanguíneos. O tecido entre os espaços aéreos alveolares adjacentes é denominado septo alveolar ou parede septal (Figura 19.15). O epitélio alveolar é composto de células alveolares dos tipos I e II e de raras células em escova. A superfície alveolar forma uma interface biológica vulnerável, que está sujeita a muitas forças de superfície desestabilizantes e à exposição contínua a partículas, patógenos e toxinas inaladas. O epitélio alveolar é composto de várias células especializadas e seus produtos – algumas das quais desempenham papel defensivo e protetor: As células alveolares do tipo I, também conhecidas como pneumócitos do tipo I, compreendem apenas 40% de todas as células de revestimento alveolar. Tratase de células pavimentosas extremamente finas, que revestem a maior parte (95%) da superfície dos alvéolos (Figura 19.15). Essas células são unidas entre si e com outras células do epitélio alveolar por zônulas de oclusão (Figura 19.16). As junções formam uma barreira efetiva entre o espaço aéreo e os componentes da parede septal. As células alveolares do tipo I não têm capacidade proliferativa As células alveolares do tipo II, também denominadas pneumócitos tipo II ou células septais, são células secretoras. Essas células têm formato cuboide e estão intercaladas com as células do tipo I, mas tendem a se concentrar nas junções septais. As células do tipo II representam 60% das células do revestimento alveolar; no entanto, em virtude de seu formato cuboide, cobrem apenas cerca de 5% da superfície aérea alveolar. À semelhança das células de Clara, as células do tipo II tendem a fazer protrusão para dentro dos alvéolos (Figura 19.16). Seu citoplasma apical é preenchido com grânulos, que podem ser vistos ao MET (Figura 19.17) como pilhas de lamelas de membrana paralelas, • • denominados corpos lamelares. São ricas em uma mistura de fosfolipídios, lipídios neutros e proteínas, que é secretada por exocitose, formando um agente tensoativo de revestimento alveolar, denominado surfactante. Além da secreção de surfactante, as células alveolares do tipo II são células progenitoras das células alveolares do tipo I. Após lesão pulmonar, elas proliferam e restauram ambos os tipos de células alveolares. A hiperplasia das células alveolares do tipo II constitui um importante marcador de lesão alveolar e recuperação dos alvéolos As células em escova também estão presentes na parede alveolar, mas em pequeno número. Podem atuar como receptores que monitoram a qualidade do ar no pulmão. O surfactante diminui a tensão superficial alveolar e participa ativamente na depuração de substâncias estranhas. A camada de surfactante produzida pelas células alveolares do tipo II diminui a tensão superficial na interface arepitélio. O agente de maior importância para a estabilidade do espaço aéreo é um fosfolipídio específico, denominado dipalmitoilfosfatidilcolina (DPPC; do inglês, dipalmitoylphosphatidylcholine), responsável por quase todas as propriedades de redução da tensão superficial do surfactante. A síntese de surfactante no feto ocorre apenas após 35 semanas de gestação e é modulada por uma variedade de hormônios, incluindo cortisol, insulina, prolactina e tiroxina. Sem a secreção adequada de surfactante, os alvéolos iriam colapsar a cada expiração sucessiva. Esse colapso ocorre nos lactentes prematuros, cujos pulmões não tiveram tempo suficiente para se desenvolver adequadamente e produzir surfactante, causando a síndrome de angústia respiratória (SAR) neonatal. A administração profilática de surfactante exógeno por ocasião do nascimento a lactentes extremamente prematuros e a administração a recémnascidos sintomáticos diminuem o risco de SAR. Além disso, a administração de cortisol às mães com ameaça de parto prematuro diminui a mortalidade neonatal. As proteínas do surfactante ajudam a organizar a camada de surfactante e modulam as respostas imunes alveolares. Além dos fosfolipídios, as proteínas hidrofóbicas são necessárias para a estrutura e a função do surfactante. Essas proteínas são as seguintes: Proteína do surfactante A (SPA), a proteína mais abundante do surfactante. A SPA é responsável pela homeostasia do surfactante (regulação da síntese e da secreção do surfactante pelas células alveolares do tipo II). Além disso, modula as respostas imunes a vírus, bactérias e fungos. • • • Figura 19.15 Eletromicrograa dos alvéolos pulmonares. Esta eletromicrograa mostra dois espaços alveolares, intercalados por um septo alveolar contendo capilares, alguns dos quais apresentam eritrócitos. Observe as áreas das porções delgada e espessa do septo alveolar. Essas áreas são mostradas em maior aumento na Figura 19.19. 5.800×. Detalhe. Fotomicrograa de um alvéolo para comparação com a parede alveolar vista em uma eletromicrograa. As setas indicam os capilares alveolares contendo eritrócitos. 480×. Proteína do surfactante B (SPB), uma importante proteína para transformação do corpo lamelar no delgado filme de superfície do surfactante. A SPB é uma proteína de importância crítica para a organização do surfactante, responsável pela sua adsorção e disseminação na superfície do epitélio alveolar Proteína do surfactante C (SPC), que representaapenas 1% da massa total da proteína do surfactante. Juntamente com a SPB, a SPC ajuda na orientação da DPPC dentro do surfactante e na manutenção da fina camada de filme no interior dos alvéolos Proteína do surfactante D (SPD), principal proteína envolvida na defesa do hospedeiro. Ligase a vários microrganismos (p. ex., bactérias gramnegativas) e aos linfócitos. A SPD participa na resposta inflamatória local à lesão pulmonar aguda e, juntamente com a SPA, modula respostas alérgicas a vários antígenos inalados. O septo alveolar constitui o local da barreira hematoaérea. A barreira hematoaérea referese às células e a produtos celulares através dos quais os gases devem se difundir entre os compartimentos alveolares e capilares. A barreira hematoaérea mais delgada consiste em uma fina camada de surfactante, uma célula epitelial do tipo I e sua lâmina basal e uma célula endotelial capilar e sua lâmina basal. Com frequência, ocorre fusão dessas duas lâminas basais (Figura 19.18). As células e fibras do tecido conjuntivo que podem estar presentes entre as duas lâminas basais ampliam a barreira hematoaérea. Esses dois arranjos produzem uma porção delgada e uma porção espessa da barreira (Figura 19.19). Acreditase que a maior parte da troca gasosa ocorra através da porção delgada da barreira e que a porção espessa constitua um local em que o líquido tecidual pode acumularse e até mesmo atravessar o alvéolo. Os vasos linfáticos no tecido conjuntivo dos bronquíolos terminais drenam o líquido que se acumula na porção espessa do septo. Os macrófagos alveolares removem o material particulado inalado dos espaços aéreos e os eritrócitos do septo. Os macrófagos alveolares são especiais, pois atuam tanto no tecido conjuntivo do septo quanto no espaço aéreo do alvéolo (Figura 19.20). Nos espaços aéreos, varrem a superfície e removem o material particulado inalado (p. ex., poeira e pólen). Em decorrência dessa atividade, esses macrófagos são denominados células de poeira. Os macrófagos alveolares, assim como os demais do organismo, são derivados de monócitos sanguíneos e pertencem ao sistema mononuclear fagocítico (ver Capítulo 6). Fagocitam os eritrócitos que podem entrar nos alvéolos em situação de insuficiência cardíaca (Figura 19.20). Alguns macrófagos ingurgitados passam para a árvore bronquial e são eliminados por deglutição ou expectoração do muco. Outros macrófagos retornam ou permanecem no tecido conjuntivo septal, no qual, repletos de material fagocitado acumulado, podem permanecer durante grande parte da vida do indivíduo (Figura 19.21). Por conseguinte, na necropsia, os pulmões de habitantes das grandes cidades e os fumantes geralmente apresentam numerosos macrófagos alveolares e septais repletos de partículas de carbono, pigmento antracótico e partículas de sílica birrefringentes semelhantes a agulhas. Os macrófagos alveolares também fagocitam microrganismos infecciosos como Mycobacterium tuberculosis, que podem ser reconhecidos nas células em amostras adequadamente coradas. Esses bacilos não são digeridos pelos macrófagos; no entanto, outras infecções ou condições que danifiquem os macrófagos alveolares podem liberar bactérias e, assim, promover tuberculose recorrente. Além disso, evidências recentes sugerem que a apoptose dos macrófagos septais contribui para o desenvolvimento do enfisema. Figura 19.16 Eletromicrograa de uma célula alveolar do tipo II. A célula alveolar do tipo II tem uma superfície apical em formato de cúpula, com várias microvilosidades curtas em sua periferia e um centro apical de contorno relativamente liso. As margens laterais das células estão sobrepostas em grau variável pelas células alveolares do tipo I, que são unidas às células do tipo II por zônulas de oclusão. Ambos os tipos de células repousam sobre a lâmina basal (LB). As vesículas secretoras (vs) nesta amostra estão, em grande parte, dissolvidas, mas o seu caráter lamelar é mostrado mais adequadamente na Figura 19.17 B. 24.000×. A circulação de ar colateral através dos poros alveolares possibilita a passagem de ar entre os alvéolos. Os estudos da estrutura alveolar com o microscópio eletrônico de varredura revelam aberturas nos septos interalveolares, que possibilitam a circulação de ar de um alvéolo para outro. Esses poros alveolares (de Kohn) podem ser de grande importância em algumas condições patológicas, nas quais a doença pulmonar obstrutiva bloqueia a via normal do ar para os alvéolos. Os alvéolos localizados distalmente ao bloqueio podem continuar a ser arejados através dos poros de um lóbulo ou ácino adjacente. A Figura 19.22 fornece um resumo básico das informações relacionadas com o sistema respiratório. �������������������� O pulmão apresenta circulações tanto pulmonar quanto brônquica. A circulação pulmonar supre os capilares do septo alveolar e provém da artéria pulmonar que deixa o ventrículo direito do coração. Os ramos da artéria pulmonar seguem o seu percurso juntamente com os brônquios e bronquíolos e transportam sangue até os capilares dos alvéolos. Nos alvéolos, esse sangue é oxigenado e, em seguida, coletado pelos capilares venosos pulmonares que se unem para formar vênulas. Por fim, formam as quatro veias pulmonares que retornam o sangue ao átrio esquerdo do coração. O sistema venoso pulmonar está localizado a certa distância das vias respiratórias na periferia dos segmentos broncopulmonares. Figura 19.17 Diagrama de uma célula alveolar do tipo II e eletromicrograa dos corpos lamelares. A. O surfactante consiste em mistura oleosa de proteínas, fosfolipídios e lipídios neutros que são sintetizados no RER a partir de precursores no sangue. Esses precursores incluem glicose, ácidos graxos, colina e aminoácidos. Os constituintes proteicos do surfactante são produzidos no RER e armazenados no citoplasma dentro dos corpos lamelares, que são descarregados no lúmen dos alvéolos. Com a ajuda da proteína do surfactante, o surfactante distribui-se pela superfície das células epiteliais que revestem o alvéolo, formando uma na película que diminui a tensão supercial. B. Eletromicrograa em maior aumento mostrando o padrão lamelar típico das vesículas secretoras das células alveolares do tipo II. Essas vesículas contêm as proteínas precursoras do surfactante pulmonar. 38.000×. (Cortesia do Dr. A. Mercuri.) Figura 19.18 Diagrama do septo interalveolar. Este diagrama mostra as porções espessa e delgada do septo interalveolar. A porção delgada forma a barreira hematoaérea e é responsável pela maior parte da troca gasosa que ocorre no pulmão. As setas indicam a direção da troca de CO2 e de O2 entre o espaço aéreo alveolar e o sangue. A porção espessa do septo interalveolar desempenha importante papel na distribuição do líquido e sua dinâmica. Contém células do tecido conjuntivo. Observe, na porção espessa, um macrófago e seus prolongamentos que se estendem para dentro do lúmen do alvéolo. Figura 19.19 Eletromicrograa do septo alveolar. Esta eletromicrograa em grande aumento mostra a porção delgada da barreira hematoaérea. Essa porção delgada consiste em células alveolares do tipo I, endotélio capilar e lâmina basal, que se fundem e são compartilhados por ambas as células. Na porção espessa, a célula alveolar do tipo I (setas) repousa sobre uma lâmina basal e, no lado oposto, sobre o tecido conjuntivo composto de brilas colágenas e bras elásticas. 33.000×. Figura 19.20 Fotomicrograa de alvéolos e macrófagos alveolares. Esta fotomicrograa em grande aumento mostra a estrutura do septo alveolar e o lúmen de um alvéolo contendo macrófagos alveolares e eritrócitos. O citoplasma dos macrófagos alveolares frequentemente contém o pigmento marrom hemossiderina dos eritrócitos fagocitados. Esses macrófagos repletos de hemossiderina (frequentemente designados como
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