Histofisiologia do sistema respiratório

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Luana Paixão - P3 2020.2
VISÃO GERAL
Três funções principais:
§ Condução de ar
§ Filtração do ar
§ Troca de gases (respiração)
§ Auxílio na fala e no olfato
§ Funções endócrinas (produção e secreção de
hormônios)
§ Respostas imunes a antígenos inalados
Epitélio respiratório
Epitélio pseudoestratificado colunar ciliado com
muitas células caliciformes
v Não participa das trocas gasosas
v Consiste em cinco tipos celulares:
– Células colunares ciliadas
– Células caliciformes
– Células em escova
– Células basais
– Células granulares
v Possui cílios que tem numerosas mitocôndrias a seus
corpúsculos que fornecem trifosfato de adenosina
(ATP) para os batimentos ciliares
Colunares ciliadas (Col), caliciformes (Ca) e basais (B). As setas indicam
cílios. Abaixo do epitélio, há feixes de fibras musculares lisas (M)
Histopatologia
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células caliciformes
Produz muco, e geralmente está mais próximo da
superfície do epitélio.
A região apical dilatada da célula caliciforme é conhecida
como teca. Essa região citoplasmática é rica em vesículas
contendo glicoproteínas, denominadas “mucina” –
substância composta por mucopolissacarídeos neutros e
ácidos (produzidos no retículo endoplasmático rugoso e
modificado no complexo de Golgi), que são liberados por
exocitose.
células ciliadas
Tem função de filtração. As partículas de poeira e as
bactérias em suspensão no ar inspirado ficam retidas no
muco. Devido aos movimentos ciliares, essas impurezas
são empurradas para fora.
células basais
Renovam as células do epitélio.
traquéia
A parede da traqueia consiste em quatro camadas bem-
definidas:
§ MUCOSA: epitélio pseudoestratificado ciliado e
uma lâmina própria rica em fibras elásticas
§ SUBMUCOSA: TC ligeiramente mais denso que o
da lâmina própria
§ CARTILAGINOSA: cartilagens hialinas em formato
de C
§ ADVENTÍCIA: TC que liga a traqueia às estruturas
adjacentes
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Epitélio da traquéia
§ CÉL. CILIADAS: mais numerosas, projetados a
partir da parte apical da célula. Atuam num
movimento de ‘’escada rolante mucociliar’’
§ CÉL. MUCOSAS: seu número aumenta durante a
irritação crônica das vias respiratórias
§ CÉL. EM ESCOVA: células colunares que
apresentam microvilosidades com extremidades
arredondadas (consideradas receptoras)
§ CÉL. DE KULCHITSKY: tipo de células
enteroendócrina, que produz histamina,
serotonina...
camadas do epitélio
§ MEMBRANA BASAL:
– TOSSE CRÔNICA e ASMA: mais espessa pela
irritação da mucosa
§ LÂMINA PRÓPRIA: TC frouxo, com muitos
linfócitos (que se infiltram no epitélio),plasmócitos,
os mastócitos, os eosinófilos e os fibroblastos
§ SUBMUCOSA: TC relativamente frouxo, cheia de
vasos (principalmemte linfáticos) e glândulas
secretoras de muco (Seus ductos são formados por
epitélio simples cuboide)
§ CARTILAGENS TRAQUEAIS: proporciona
flexibilidade ao tubo traqueal e também mantém a
abertura do lúmen
§ ADVENTÍCIA: contém vasos sanguíneos, nervos e
vasos linfáticos de maior calibre que suprem a
parede traqueal
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brônquios
Na sua porção inicial, os brônquios apresentam a
mesma estrutura histológica geral que a traqueia
camadas do epitélio
§ MUCOSA: epitélio pseudoestratificado similar ao
da traqueia. A altura das células, no entanto, reduz
à medida que os brônquios diminuem de diâmetro.
§ LÂMINA PRÓPRIA: assemelha-se a da traqueia,
mas sua espessura é menor
§ MUSCULAR: camada contínua de músculo liso nos
brônquios maiores. Torna-se mais atenuada e
frouxamente organizada nos brônquios menores,
em que pode aparecer descontínua (sua contração
regula o diâmetro da via respiratória)
§ SUBMUCOSA: TC relativamente frouxo (nos
brônquios maiores, observa-se a existência de
glândulas, bem como tecido adiposo)
§ CARTILAGINOSA: placas de cartilagem
descontínuas, que se tornam menores à medida
que o diâmetro do brônquio diminui
§ ADVENTÍCIA: TC moderadamente denso, que é
contínuo com o das estruturas adjacentes, tais
como a artéria pulmonar e o parênquima
pulmonar
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bronquíolos
Os segmentos broncopulmonares são ainda subdivididos
em lóbulos pulmonares.
Os bronquíolos são ductos condutores de ar, medindo 1
mm ou menos de diâmetro.
Os bronquíolos maiores representam ramos dos brônquios
segmentares. Esses ductos ramificam-se repetidamente,
dando origem aos bronquíolos terminais menores, que
também se ramificam. Por fim, os bronquíolos terminais
dão origem aos bronquíolos respiratórios.
BRONQUÍOLOS TERMINAIS: parede mais delgada e
revestida internamente por epitélio colunar baixo ou
cúbico, com células ciliadas e não ciliadas. Possuem as
células de Clara, as quais produzem proteínas contra
poluentes e contra inflamação, e, em menor quantidade,
produzem surfactante
BRONQUÍOLOS RESPIRATÓRIOS: constituem a transição
entre a porção condutora e respiratória. Possuem
estrutura semelhante aos bronquíolos terminais, porém
apresentam expansões saculiformes constituídas por
alvéolos. As porções dos bronquíolos respiratórios não
ocupadas pelos alvéolos são revestidas por epitélio simples
que varia de colunar baixo a cuboide, podendo ainda
apresentar cílios na porção inicial. Esse epitélio simples
contém também células de Clara. O músculo liso e as
fibras elásticas formam uma camada mais delgada do que
a do bronquíolo terminal.
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§ Células caliciformes nos maiores (não tem nos
terminais)
§ Não tem placas de cartilagem ou glândulas
§ Apresentam uma camada relativamente espessa
de músculo liso
células de clara ou club cells
As club cells, primeiramente chamadas células de Clara,
são células epiteliais com um domínio apical dilatado e
expandido em forma de domo (semelhante a uma língua)
e sem cílios. Elas representam 80% da população de
células epiteliais do bronquíolo terminal
Secretam um agente tensoativo, uma lipoproteína que
impede a adesão luminal em caso de colapso das paredes
das vias respiratórias, particularmente durante a expiração
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.
BR. TERMINAL
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As club cells produzem:
1. Proteínas de surfactantes SP-A e SP-D, revestindo
a superfície do epitélio bronquiolar e também
regulando o transporte de íons cloro através de
um canal regulador de condutância
transmembranar de fibrose cística. O transporte de
cloro é controlado por um mecanismo de
monofosfato cíclico de guanosina (cGMP)−guanilil
ciclase
2. Monômeros de mucina MUC5AC e MUC5B,
presentes como polímeros no muco da via aérea.
3. Proteína secretória de club cell anti-inflamatória
(CCSP ou membro 1 da família 1A das
secretoglobinas [Scgb1a1]), um membro da família
de genes secretoglobinas, envolvida na proteção
do epitélio da via aérea contra a lesão ou infecção
crônica. A lesão crônica na via aérea inibe o reparo
epitelial normal e a diferenciação, sendo
caracterizada por um declínio no número de club
cells e nos níveis de CCSP nos pulmões e no soro
alvéolos
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.
§ DUCTOS: vias respiratórias alongadas, cujas
paredes são formadas quase exclusivamente por
alvéolos. Observa-se a existência de anéis de
músculo liso nos septos interalveolares
semelhantes a maçanetas
§ SACOS: espaços circundados por grupos de
alvéolos. Os alvéolos circundantes abrem-se nesses
espaços.
epitélio alveolar
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§ PNEUMÓCITOS TIPO I: células pavimentosas
extremamente finas, responsáveis pela troca
gasosa nos alvéolos pulmonares e cobrem a
maioria da área de superfície alveolar (não se
proliferam)
§ PNEUMÓCITOS TIPO II: secretoras de surfactante,
e células do tipo I
surfactante
O surfactante é liberado por exocitose e se espalha sobre
uma camada delgada de
fluido que recobre normalmente a
superfície alveolar. Por meio desse mecanismo, o
surfactante pulmonar reduz a tensão superficial na
interface ar-fluido e, assim, reduz a tendência de colapso
alveolar ao final da expiração. Como descrito
anteriormente, as club cells, localizadas nos bronquíolos
terminais, também secretam surfactante pulmonar.
§ Proteína do surfactante A (SP-A): a proteína mais
abundante do surfactante. 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.
§ Proteína do surfactante B (SP-B): uma importante
proteína para transformação do corpo lamelar no
delgado filme de superfície do surfactante. A SP-B
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 (SP-C): que representa
apenas 1% da massa total da proteína do
surfactante. Juntamente com a SP-B, a SP-C ajuda
na orientação da DPPC dentro do surfactante e na
manutenção da fina camada de filme no interior
dos alvéolos
§ Proteína do surfactante D (SP-D): principal
proteína envolvida na defesa do hospedeiro. Liga-
se a vários microrganismos (p. ex., bactérias gram-
negativas) e aos linfócitos. A SP-D participa na
resposta inflamatória local à lesão pulmonar aguda
e, juntamente com a SP-A, modula respostas
alérgicas a vários antígenos inalados.
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Desconforto respiratório do
recém-nascido
LPA/SARA é iniciada com a lesão de pneumócitos e do
endotélio pulmonar, resultando em um círculo vicioso de
aumento de inflamação e danos pulmonares
Causada pela deficiência qualitativa e quantitativa do
surfactante alveolar, o qual é sintetizado a partir da 20a
semana gestacional pelos pneumócitos tipo II.
§ Ativação endotelial: Em resposta, essas sentinelas
imunes secretam mediadores, como o TNF, que
age nos endotélios circunvizinhos. De maneira
alternativa, os mediadores inflamatórios
circulantes podem ativar o endotélio pulmonar
diretamente no contexto de injúria tissular grave
ou sepse. Alguns desses mediadores lesionam as
células endoteliais, enquanto outros
(notavelmente as citocinas) ativam as células
endoteliais para que expressem níveis aumentados
de moléculas de adesão celular, proteínas
coagulantes e quimiocinas.
§ Adesão e extravasamento de neutrófilos: Os
neutrófilos aderem ao endotélio ativado e migram
para o interstício e para o alvéolo, onde eles
degranulam e liberam mediadores inflamatórios,
incluindo proteases, formas reativas de oxigênio e
citocinas.
§ Acúmulo de fluido intra-alveolar e formação de
membranas hialinas: A ativação e a injúria
endotelial fazem os capilares pulmonares vazarem,
permitindo a formação do fluido do edema intra-
alveolar e intersticial. Os danos e necrose dos
pneumócitos alveolares tipo II acarretam
anormalidades no surfactante, além de
comprometerem a troca gasosa alveolar. Em
última análise, o fluido de edema espessado e rico
em proteínas e os debris das células alveolares
mortas organizam-se nas membranas hialinas, uma
característica típica da LPA/SARA.
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Prematuros abaixo de 35 semanas apresentam deficiência
da quantidade total do surfactante o que resulta em:
§ Aumento da tensão superficial
§ Força de retração elástica
§ Instabilidade alveolar
§ Formação progressiva de atelectasias –
compromete a ventilação/perfusão
§ Hipoxemia, hipercapnia (↑↑CO2) e acidose =
vasoconstrição e hipoperfusão pulmonar, aumento
da pressão arterial
§ Diminuição da complacência pulmonar e da
capacidade residual funcional
§ Aumento da quantidade de líquido pulmonar
§ O líquido proteico intra-alveolar inativam o
surfactante
Membranas hialinas formam-se quando há
deficiência do surfactante ou nas situações em que
ocorre agressão epitelial/endotelial
Basicamente...
1. O pulmão prematuro leva a diminuição do
surfactante
2. Com isso os alvéolos não funcionam direito e
ocorre o seu colapso
3. Isso leva a atelectasia ( o pulmão “murcha”)
4. Que leva a hipóxia (diminuição do O2) e a retenção
de CO2
5. Tem-se a acidose (diminuição do pH sanguíneo)
que leva a vasoconstrição e diminuição do fluxo de
sanguíneo pulmonar
6. O que leva a lesão dos capilares e entram os
fibrinogênios para auxiliar na lesão
7. Daí ocorre a diminuição da complacência
pulmonar