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Desenvolvimento do sistema respiratório e do pulmão - quer aprender mais sobre isso?

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Desenvolvimento do sistema respiratório e do pulmão

O desenvolvimento do sistema respiratório está intimamente relacionado ao do sistema digestivo desde o princípio.

Portanto, não é surpreendente que as malformações na região do intestino primitivo acabam acometendo a região superior de ambos os sistemas.

Familiarizar-se com este tópico lhe dará uma apreciação mais profunda das complexidades ligadas ao desenvolvimento da nossa árvore respiratória.

Fatos Importantes
Fases do Desenvolvimento

Fase embrionária: entre a 3ª e a 6ª semana de gestação

Fase pseudoglandular: entre a 6ª e a 16ª semanas de gestação

Fase canalicular: entre a 16ª e a 28ª semanas de gestação

Fase sacular: entre a 28ª e a 36ª semanas de gestação

Fase alveolar: maturação dos alvéolos, desde o final da vida fetal até muitos anos após o nascimento

Sequência do Desenvolvimento
  1. Pulmões primordiais expandem para dentro dos canais pericárdio-peritoneais da cavidade do corpo
  2. Prega pleuroperitoneal e a prega pleuropericárdica separam os canais pericárdio-peritoneais das cavidades peritoneal e pericárdica com formação da cavidade pleural 
  3. Pleura visceral se origina do mesoderma
  4. Endoderma dá origem ao revestimento mucoso dos brônquios e às células epiteliais dos alvéolos
  5. Mesoderma ajuda a dar origem aos componentes restantes dos pulmões
  6. Esplancnopleura origina: vasculatura, tecido conjuntivo, músculos e cartilagens associados aos brônquios, pleura dos pulmões
Clínica Atresia esofágica, fístula traqueoesofágica, síndrome da angústia respiratória

Anatomia

Este artigo dará enfoque nas cinco fases do desenvolvimento dos pulmões, assim como na sua expansão dentro da cavidade do corpo.

Videoaula recomendada: Sistema respiratório
Órgãos principais do sistema respiratório.

Fases de Desenvolvimento

Embrionária 

A fase embrionária ocorre entre a terceira e a sexta semana de gestação. O desenvolvimento dos pulmões começa durante a terceira semana, com o surgimento de um divertículo respiratório (broto respiratório) que cresce a partir do divertículo laringotraqueal na parede ventral do intestino primitivo anterior. O broto respiratório se expande na direção ventral e caudal, invadindo o mesênquima ao redor do intestino anterior. Logo depois, o broto respiratório, que inicialmente se comunica diretamente com o intestino anterior, separa-se dele, e eventualmente o intestino anterior forma o esôfago.

Concomitantemente, a extremidade distal do broto respiratório se bifurca nos brotos bronquiais primários direito e esquerdo, enquanto a extremidade proximal (pedúnculo) forma a traquéia e a laringe. Até a quinta semana de gestação, os brotos bronquiais primários formam três brotos bronquiais secundários no lado direito e dois no esquerdo, indicando o surgimento dos lobos primordiais dos pulmões. Cada broto brônquico secundário dá origem a dez brotos bronquiais terciários em cada lado, demarcando o final da fase embrionária.

Pseudoglandular 

A fase pseudoglandular ocorre entre a sexta e a décima sexta semanas de gestação. A árvore respiratória se ramifica mais doze a quatorze vezes, resultando na formação dos bronquíolos terminais. Esta via será revestida por um tipo específico de epitélio respiratório, o epitélio colunar simples (ciliado) que vai sofrendo transição para o epitélio cubóide simples (alguns cílios).

Canalicular 

A fase canalicular ocorre entre a décima sexta e a vigésima oitava semanas de gestação. Cada bronquíolo terminal se divide adicionalmente em bronquíolos respiratórios, que ficam rodeados com um aumento da vascularização. Subsequentemente, os lúmens dos bronquíolos respiratórios aumentam de tamanho como resultado do afinamento de suas paredes epiteliais. Este processo estabelece a diferenciação de tipos celulares especializados que são associados aos pulmões.

Bronquíolo respiratório - lâmina histológica

Sacular 

A fase sacular ocorre entre a vigésima oitava e a trigésima sexta semanas de gestação. Os bronquíolos respiratórios dão origem a uma geração final de ramos terminais. Esses ramos são circundados por uma densa rede de capilares, formando os sacos terminais (alvéolos primitivos) que são revestidos por células alveolares tipo I e tipo II.

As células alveolares tipo I (pneumócitos tipo I) são as células que formam a superfície de troca gasosa no alvéolo. Já as células alveolares do tipo II (pneumócitos tipo II) agem como o "cuidadoras", reagindo a danos nas células do tipo I, e fazem isso se dividindo e agindo como células progenitoras para ambas as células tipo I e tipo II. Além disso, elas sintetizam, armazenam e liberam/libertam surfactante pulmonar na superfície alveolar, onde a substância age na otimização das condições para a troca gasosa. Embora a troca gasosa seja possível neste momento, ela ainda é muito limitada, pois os alvéolos ainda são imaturos e existem em pequena quantidade. De fato, a formação dos sacos terminais continua durante a vida fetal e pós-natal. Antes do nascimento, existem aproximadamente vinte a setenta milhões de sacos terminais, enquanto o número total em um pulmão maduro é de aproximadamente trezentos a quatrocentos milhões.

Alveolar 

A fase alveolar é caracterizada pela maturação dos alvéolos, um processo que ocorre desde o final da vida fetal até muitos anos após o nascimento.

Pulmões

Durante o desenvolvimento da árvore respiratória, os pulmões primordiais se expandem para dentro dos canais pericárdio-peritoneais da cavidade do corpo. Nesse estágio, esses canais se abrem diretamente nas cavidades peritoneal e pericárdica, e estão posicionados de cada lado do intestino primitivo anterior à medida em que são gradualmente preenchidos pelos pulmões em expansão.

Logo após, a prega pleuroperitoneal e a prega pleuropericárdica separam os canais pericárdio-peritoneais das cavidades peritoneal e pericárdica, respectivamente. Isso resulta na formação da cavidade pleural. A pleura visceral se origina do mesoderma que reveste a parte externa dos pulmões, enquanto a pleura parietal deriva do mesoderma somático que reveste a parede do corpo.

Cavidade pleural - vista lateral-direita

Observe que, como o broto respiratório é uma evaginação do intestino primitivo anterior, os pulmões são compostos de tecidos endodérmicos e mesodérmicos. O endoderma dá origem ao revestimento mucoso dos brônquios e às células epiteliais dos alvéolos. O mesoderma (camada média de um embrião) ajuda a dar origem aos componentes restantes dos pulmões. Especificamente, uma porção de mesoderma denominada esplancnopleura origina: a vasculatura, o tecido conjuntivo, os músculos e as cartilagens associados aos brônquios, e a pleura dos pulmões.

Pulmão esquerdo - vista medial

Nota Clínica

A separação incompleta do esôfago e da traqueia pode resultar em atresia esofágica e fístula traqueoesofágica. A atresia de esôfago (AE) é caracterizada por uma oclusão em fundo cego da parte proximal, distal ou ambas as partes do esôfago. A fístula traqueoesofágica (FTE) é caracterizada por uma comunicação anormal entre os lúmens traqueal e esofágico. Geralmente a atresia de esôfago e a FTE ocorrem conjuntamente. No entanto, existem muitas variações destas malformações, incluindo uma EA proximal com ou sem uma FTE distal, uma FTE isolada sem qualquer AE, ou uma AE isolada sem qualquer FTE.

A atresia de esôfago e a fístula traqueoesofágica estão frequentemente associadas a outros defeitos congênitos, incluindo malformações cardíacas. Isso é conhecido como associação VACTERL (do acrônimo em inglês: malformação vertebral, atresia anal, defeitos cardíacos, fístula traqueoesofágica, fístula esofágica, malformações renais e defeitos de membros). Tanto a atresia esofágica como a fístula traqueoesofágica podem impedir o feto de engolir o líquido amniótico. Ao invés de ser devolvido à mãe pela circulação placentária, ele se acumula provocando um excesso de líquido amniótico (polidrâmnio), que resulta na distensão do útero. Em recém-nascidos, essas malformações também podem ser perigosas, uma vez que  permitem que o leite ou outros fluidos sejam diretamente aspirados para os pulmões, causando pneumonite e pneumonia. Portanto, esta condição é frequentemente corrigida cirurgicamente logo após o nascimento. 

Devemos também mencionar a síndrome da angústia respiratória (SAR), também denominada Doença da Membrana Hialina, que é o problema pulmonar mais comum em um bebê prematuro. Um bebê desenvolve SAR quando os pulmões não produzem quantidades suficientes de surfactante. Esta é uma substância que mantém os pequenos sacos de ar no pulmão abertos.

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Referências:

  • Schoenwolf, G, Bleyl, S, Brauer, P. and Fancis-West P. (2014). Larsen’s Human Embryology, 5th edition. London, United Kingdom: Churchill Livingstone.
  • Moore, K., Persaud, T.V.N. and Torchia, M. (2015). The Developing Human: Clinically Oriented Embryology, 10th edition. Amsterdam: Elsevier.
  • Sadler, T.W. (2012). Langman’s Medical Embryology, 12th edition.  Philadelphia, Pennsylvania: Wolters Kluwer, Lippincott Williams & Wilkins.

Artigo, revisão e layout:

  • Danny Ly
  • Franchesca Druggan
  • Adrian Rad

Ilustrações:

  • Bronquíolo terminal - vista anterior - Paul Kim
  • Bronquíolo terminal - lâmina histológica - Smart in Media
  • Esôfago - vista lateral-esquerda - Yousun Koh
  • Traqueia - vista anterior - Irina Münstermann
  • Laringe - vista anterior - Yousun Koh
  • Bronquíolo respiratório - lâmina histológica - Smart in Media
  • Pneumócitos do tipo 1 - lâmina histológica - Smart in Media
  • Pneumócitos do tipo 2 - lâmina histológica - Smart in Media
  • Alvéolo pulmonar - vista anterior - Paul Kim
  • Alvéolo pulmonar - lâmina histológica - Smart in Media
  • Cavidade pleural - vista lateral-direita - Paul Kim
  • Pulmão esquerdo - vista medial - Yousun Koh

Tradução, revisão e layout:

  • Rafaela Ervilha Linhares
  • Catarina Chaves
© Exceto expresso o contrário, todo o conteúdo, incluindo ilustrações, são propriedade exclusiva da Kenhub GmbH, e são protegidas por leis alemãs e internacionais de direitos autorais. Todos os direitos reservados.

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