Sistema respiratório - organização morfofuncional

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Glenda Domingos – Biomedicina, UFRJ 
Estruturalmente, o sistema respiratório é compreendido pela zona de transporte gasoso, que compreende as vias 
respiratórias superiores e pela árvore traqueobrônquica; pela zona respiratória, onde ocorre de fato o processo de troca 
gasosa; e também por uma zona de transição, onde as trocas começam a ocorrer, mas não de maneira relevante – está 
inseria entre as duas zonas anteriores. Nosso sistema respiratório tem como função básica a hematose, ou seja, suprir 
todo o organismo de oxigênio, à medida que libera gás carbônico. Entretanto, não é apenas essa a função dos órgãos 
respiratórios. O sistema respiratório também atua na regulação do equilíbrio térmico, na manutenção do equilíbrio ácido-
base – mantém o pH plasmática entro da faixa fisiológica. Ademais, a circulação pulmonar evita a obstrução arterial nos 
órgãos vitais pela filtração de êmbolos; seu endotélio promove o metabolismo e modificação de substâncias – conversão 
de angiotensina I em angiotensina II. Por fim, o sistema respiratório também auxilia na fonação, além de ser fundamental 
na defesa contra agentes infecciosos. 
 
Morfologia 
• O sistema respiratório é subdividido em duas regiões: 
as vias aéreas superiores e as vias aéreas inferiores. A 
primeira compreende a boca, cavidade nasal, faringe e 
laringe, enquanto a segunda – também chamada de 
porção torácica – é composta pela traqueia, pelos dois 
brônquios principais, suas ramificações e pelos pulmões. 
• O tórax é delimitado pelos ossos da coluna vertebral, 
costelas e seus músculos, que formam a caixa torácica. 
As costelas e a coluna formam as laterais e a parte 
superior da caixa torácica, enquanto que a camada de 
músculo esquelético em forma de cúpula, o diafragma, 
forma a base. O tórax é preenchido com 3 bolsas: o 
pericárdio, que contém o coração e dois sacos pleurais, 
um para cada pulmão. O esôfago, os nervos e os vasos 
sanguíneos torácicos passam entre os sacos pleurais. 
 
• Os pulmões são formados por um tecido esponjoso, 
cujo volume é preenchido por ar. Esses órgãos são 
irregulares e apresentam formato de cone, 
compreendendo quase toda caixa torácica e se situando 
acima do diafragma. 
 
Cada pulmão é envolto por um saco pleural de camada 
dupla, cujas membranas – pleura – forram o 
interiormente o tórax e cobrem a superfície externa 
dos pulmões. Cada pleura é formada por uma extensa 
camada de tecido conectivo elástico e inúmeros capilares. 
• As camadas opostas da pleura são unidas por uma 
camada de líquido. Esse líquido pleural cria uma superfície 
úmida e escorregadia para que as membranas opostas 
possam deslizar uma sobre a outra, à medida que os 
pulmões têm seu volume aumentado ou reduzido e 
mantém os pulmões associados à caixa torácica. 
• Como dito anteriormente, o sistema respiratório é 
subdividido em 3 regiões: zona de transporte, zona de 
transição e zona respiratória. 
Organização morfofuncional do 
Glenda Domingos – Biomedicina, UFRJ 
• Basicamente, a inervação do sistema respiratório é 
autônoma, tendo a presença de inervação sensorial e 
dolorosa apenas na pleura. 
• O sistema nervoso autônomo compreende 4 
componentes: sistemas parassimpático, simpático, não 
adrenérgico e não colinérgico (NANC) inibitório e NANC 
excitatório. 
• Sistema parassimpático parece controlar a 
funcionalidade básica do sistema, sendo 
responsável pelo tônus broncomotor, que está 
mais presente nas regiões centrais, quase não 
integrando a periferia. 
• Sistema simpático apresenta atividades mais 
generalizadas. Os nervos adrenérgicos inervam 
diretamente glândulas mucosas, vasos 
sanguíneos e gânglios nervosos das vias 
respiratórias. 
• O sistema NANC inibitório é responsável pelo 
relaxamento dos músculos lisos das vias 
respiratórias, sendo o óxido nítrico o 
neurotransmissor responsável por esse efeito. 
• O sistema NANC excitatório tem como 
mediadores, pelo menos, a neurocinina A, a 
substância P e o peptídio relacionado com o gene 
da calcitonina, que acarretam broncoconstrição. 
 
zona de transporte 
• Na respiração, o ar inspirado percorre um caminho até 
chegar na orofaringe, passando pelo nariz ou pela boca. 
• A respiração nasal é mais frequente e apresenta 
vantagens em relação a respiração bucal, uma vez que 
permite a filtração e umidificação do ar inspirado. 
• Apesar disso, algumas situações de obstrução ou 
congestão nasal, torna a respiração feita pela boca 
preferida nesses casos. Ademais, há ainda situações em 
que ambas as respirações são utilizadas, como por 
exemplo durante exercício físico. 
• O ar passa, então, pelas vias aéreas superiores, onde 
é filtrado – filtração também de grandes partículas 
suspensas no ar, umidificado e aquecido pelo contato com 
a mucosa úmida que reveste fossas nasais, faringe e 
laringe. Assim, elas atuam protegendo as regiões mais 
internas do sistema do ressecamento, desequilíbrio 
térmico e da agressão por partículas poluentes de 
grande tamanho. sistema. 
• A árvore traqueobrônquica se estende traqueia até os 
bronquíolos terminais. 
• A traqueia é um tubo que sofreu bifurcação 
assimétrica, dando origem ao brônquio-fonte direito e 
esquerdo. 
• Vale ressaltar, que o brônquio-fonte direito é mais 
inclinado e apresenta diâmetro ligeiramente maior que o 
esquerdo. Dessa forma, ao inalarmos um objeto, ele 
segue preferencialmente para o lado direito. 
• Os brônquios-fonte são considerados a primeira 
subdivisão da árvore traqueobrônquica, a segunda divisão 
gera os brônquios lobares e assim sucessivamente, até 
os bronquíolos terminais. 
• Outras regiões também estão envolvidas na remoção 
de poluentes. À medida que o sistema de condução sofre 
ramificações, há aumento na área de secção transversal 
total do sistema tubular, o que promove redução na 
velocidade do ar que é conduzido. Essa redução favorece, 
então, a impactação de partículas em suspensão pela 
falta de sustentação aerodinâmica. Assim, as partículas 
caem sobre a camada de muco que recobre o sistema e 
são levadas com muco em direção à glote através dos 
batimentos ciliares das células, para a remoção dessas 
partículas. 
 
 
zona de transicao e respiratoria 
• O início da zona de transição compreende os 
bronquíolos respiratórios, que já não apresentam mais 
células ciliadas de epitélio bronquiolar, mas, sim, sacos 
alveolares espaçados e pequenos poros em suas 
paredes – canais de Lambert – por onde se comunicam 
com os alvéolos. 
• Do último ramo de um bronquíolo respiratório, surgem 
os ductos alveolares, que terminam nos sacos alveolares, 
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onde estão os alvéolos. Essas estruturas formam a zona 
respiratória. 
• É a unidade alveolocapilar, composta pelos alvéolos 
pulmonares, septo alveolar e rede capilar, que ocorre as 
trocas gasosas no pulmão que permite a troca de gases 
– hematose. 
• Os alvéolos são dilatações formados por células, em 
maioria, pavimentosas – pneumócitos do tipo I. Também 
chamados de células alveolares escamosas, recobrem 
quase toda superfície alveolar, não possuem atividade 
mitótica e apresentam poucas organelas citoplasmáticas. 
Os alvéolos são, ainda, formados por pneumócitos do tipo 
II – célula alveolar granular – que é esférica e com 
microvilos em sua superfície. Os pneumócitos do tipo II 
têm a capacidade se transformar em tipo I ao sofrerem 
lesão e apresentam muitas organelas compostas por 
corpúsculos lamelares – grânulos osmofílicos – que 
armazenam e secretam surfactante, que é responsável 
por reduzir a tensão superficial. Outro grupo celular que 
também participa da estrutura dos alvéolos são os 
macrófagos alveolares, que têm função de fagocitar corpos 
estranhos, partículas poluentes e bactérias. 
• O septo alveolar compreende a parede alveolar, que é 
formada por vasos sanguíneos, fibras colágenas e 
elásticas, além de terminações nervosas. Além disso, 
apresentam poros – poros de Kohn – por onde passa 
ar, líquidos e macrófagos entre os alvéolos.A matriz 
extracelular – composta por proteínas estruturais, 
GAGs e proteoglicanos – serve como arcabouço 
pulmonar e interconecta as estruturas durante a 
respiração. 
• Fibras colágenas (tipo I e III): promovem tração 
e estão relacionadas a mecanismos de reparo. 
Na fibrose idiopática (sem causa conhecida) há 
um aumento da deposição de colágeno, 
tornando os pulmões enrijecido. 
• Fibras elásticas: promovem resistência a 
tensão e são alvo do enfisema – partículas de 
cigarro estimulam os macrófagos, que tentam 
destruir essas partículas, sem sucesso. Isso 
leva a produção de muitas enzimas, o que 
acarreta em um aumento dos números de 
proteases que degradam as fibras elásticas e, 
consequentemente, os septos alveolares – 
perda de troca gasosa. 
 
Movimentos respiratórios 
• São os movimentos torácicos que garantem a 
constante troca de ar. A contração da musculatura 
respiratória é dependente dos impulsos nervosos 
originados no tronco cerebral – mais especificamente, 
nos centros respiratórios – mas também das áreas 
corticais superiores e da medula em resposta aos 
estímulos reflexos dos fusos musculares. Através desse 
sistema é mantido o automatismo do centro respiratório 
que mantém a respiração em um ritmo normal. Todavia, 
esse ritmo pode ser alterado tanto por alterações 
químicas ocorridas no sangue e/no líquido 
cefalorraquidiano, quanto por estímulos de outras 
regiões do sistema nervoso. Assim, de certa forma os 
movimentos respiratórios podem ser controlados 
conscientemente, acelerando, desacelerando ou até 
mesmo privando a respiração. Entretanto, essas 
modificações feitas de forma consciente não se mantêm 
por muito tempo já que provocam distúrbios no processo 
de trocas gasosa, o que faz com que o centro 
respiratório suplante os estímulos corticais pelo controle 
de respostas compensatórias. 
• A inspiração é um processo ativo, no qual, há uma 
expansão do volume da cavidade torácica e redução da 
pressão intratorácica de tal maneira que o ar 
atmosférico é sugado para dentro dos pulmões. 
• A expiração ocorre subsequentemente e consiste em 
um processo passivo durante o repouso. Esta é 
caracterizada pelo relaxamento da musculatura 
inspiratória, de tal forma que a caixa torácica retorna ao 
tamanho normal e a pressão interna é maior que a 
pressão atmosférica, o que leva a saída do ar. 
 
diafragma 
• O diafragma é um septo 
musculofibroso, cujo formato 
se assemelha a uma cúpula 
voltada cranialmente. Este é o 
principal músculo inspiratório e 
é ele quem divide as cavidades 
torácica e abdominal. 
• Durante a respiração basal, a 
inspiração depende, em suma, 
da contração do diafragma. 
Quando o ele se contrai, o 
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conteúdo abdominal é forçado para baixo e para a 
frente, aumentando o diâmetro cefalocaudal do tórax. 
Ademais, as margens das costelas são levantadas para 
cima e para fora, ocasionando o incremento dos 
diâmetros anteroposterior e laterolateral torácicos. 
• Além do diafragma, outros componentes musculares 
auxiliam no processo da respiração. Os músculos 
intercostais externos fazem o tracionamento das 
costelas e, caso seja necessária maior pressão de 
entrada, músculos acessórios como o 
esternocleidomastóideo podem ser ativados. 
 
circulação pulmonar 
• O pulmão é suprido por 2 sistemas arteriais: o 
pulmonar e o brônquico. 
• A artéria sofre ramificações até atingir um tamanho 
propício para trafegar entre os brônquios pela zona de 
transporte até atingir a zona respiratória, onde os 
capilares formam densas redes ao redor dos alvéolos – 
unidade alveolocapilar. Assim, a função da circulação 
pulmonar é promover a troca entre o gás carbônico e 
oxigênio com a atmosfera. A circulação pulmonar 
apresenta baixa pressão sistêmica, quando comparada à 
circulação sistêmica. 
• Além disso, existem dois tipos de capilares: os capilares 
interalveolares, ficam dentro da parede do septo 
alveolar; já os extralveolares, entre um alveolo e outro. 
Assim, quando inspiramos, o alvéolo se abre, a parede 
alveolar é tensionada e o calibre dos capilares 
intralveolares é reduzido e os extralveolares abertos. Já 
durante a expiração, os as paredes estão menos 
tensionadas e os capilares intralveolares são abertos, 
enquanto os extralveolares ficam menos abertos. Esse 
mecanismo ocorre por interdependência. 
• A circulação brônquica, por outro lado, embora 
componha uma pequena fração do fluxo sanguíneo total, 
é responsável por fornecer o suprimento de sangue 
para as vias condutoras aéreas. 
 
sistema de defesa 
• O sistema respiratório é entra em contato constante 
com agentes tóxicos e infecciosos. Por isso, é necessário 
que haja nesse sistema mecanismos de defesa que 
mobilizem por meio de condicionamento, filtração e 
limpeza do ar inspirado. 
• Os mecanismos de filtração são importantes uma vez 
que remove partículas estranhas, como a sílica ou poeira. 
Além disso, também permite a remoção de bactérias, 
vírus e vapores tóxicos. 
• Outro mecanismo de defesa importante é o sistema 
mucociliar. O muco é formado a partir das glândulas 
submucosas, das células caliciformes - mais frequentes 
na traqueia e nas vias respiratórias de maior diâmetro - 
e das células de Clara – mais frequente nas vias 
alveolares. 
• A 1° linha de defesa o sistema é pela impactação das 
partículas por pêlos – vibrissas. 
• Além desse, a própria estrutura nasal pode ser 
considerada um mecanismo defensivo, visto que 
apresenta diversas irregularidades dificulta a entrada de 
patógenos. 
• Ademais, outros mecanismos também ocorrem. Um 
deles se dá pela sedimentação de partículas. No entanto, 
partículas menores podem ir se depositando ao longo da 
via e alcançar os espaços alveolares. E os outros pelo 
sistema reflexo de espirro e ação de surfactantes. 
 
OBS: Na síndrome de Kartagener, ocorre um defeito no 
processo ciliar, de tal maneira que a deposição do muco o que 
pode facilitar o desenvolvimento de patologias, visto que os cílios 
não serão capazes de levar o muco até a boca. 
Na fibrose cística há um comprometimento da função de CFTR, 
o que faz com que o muco se torna muito espesso, favorecendo 
o desenvolvimento de infecções de repetição