Embriologia e anatomia detalhada do pulmão

Revisão do Trato Respiratório

O sistema respiratório é uma coleção de órgãos responsáveis pelo transporte e troca de gases essenciais. O sistema começa com o nariz e a boca, que servem como pontos de entrada para o ar chegar ao trato respiratório. O nariz é o principal ponto de entrada, no entanto, o ar também pode passar pela boca no advento de obstrução da passagem nasal. As narinas e os seios nasais são usados para aquecer, umidificar e filtrar o ar quando ele passa pela via aérea superior. O restante da via aérea superior é composto pela faringe, laringe e traqueia. A carina - que é encontrada na bifurcação da traqueia - marca a transição do trato respiratório superior para o trato respiratório inferior.

Aprenda mais sobre o sistema respiratório de maneira rápida e envolvente com a nossa apostila de exercícios sobre o sistema respiratório.

Embriologia dos Pulmões

Durante a vida intra-uterina, o feto em desenvolvimento não depende apenas da mãe expectante para se alimentar, mas também de se livrar de seus resíduos. Mesmo que os pulmões fetais não estejam participando das trocas gasosas durante a gravidez, seu desenvolvimento é necessário para apoiar o feto assim que ele sai do útero. Existem três características fundamentais que os pulmões devem desenvolver para facilitar a transição das trocas gasosas placentárias para as trocas gasosas pulmonares. Os pulmões devem primeiro aumentar a quantidade de surfactante que está sendo produzido. Este composto funciona como um lubrificante que ajuda a reduzir a tensão superficial nos alvéolos e permite que eles se expandam com a inalação. Em segundo lugar, os pulmões devem adquirir uma capacidade de troca gasosa. Isso ocorre quando as unidades alveolares começam a se desenvolver no final da gravidez. Em terceiro lugar, é preciso haver uma dupla circulação paralela que permita que o sangue seja oxigenado e que o parênquima pulmonar seja perfundido simultaneamente.

A maturação pulmonar ocorre durante todo o período embrionário e continua na infância (até a idade de 8 anos). A maturação pulmonar embrionária ocorre em quatro estágios que são regulados por cascatas bioquímicas complexamente arranjadas. Esses estágios são conhecidos como estágio pseudoglandular, canalicular, saco terminal e estágio alveolar. As células do revestimento endodérmico do intestino anterior são expostas a fatores de transcrição, como fator de transcrição da tireoide 1, proteínas homeobox, fator nuclear do hepatócito e outros compostos. Eles induzem a diferenciação do endoderma do intestino primitivo em linhagem celular respiratória.

O desenvolvimento do parênquima pulmonar ocorre em relação ao desenvolvimento da árvore broncopulmonar. Até a quinta semana gestacional, o mesenquima esplâncnico que envolve os brônquios (ramos terminais do divertículo laringotraqueal) começa a se expandir. O mesenquima esplâncnico também liberta muitas proteínas de sinalização (incluindo o fator de crescimento de fibroblastos 10), o que promove o crescimento dos brotos respiratórios. Portanto, o crescimento do mesenquima esplâncnico ocorre concomitantemente com a expansão e ramificação dos brotos brônquicos. Enquanto os brotos brônquicos dão origem aos brônquios e bronquíolos, o mesenquima esplâncnico forma o parênquima pulmonar.

Na sexta semana gestacional, o desenvolvimento pulmonar entra no estágio pseudoglandular. Histologicamente, o tecido é disposto em um padrão tubuloacinar; muito parecido com o observado nas glândulas exócrinas. Essas características são dominantes durante todo o estágio inicial da gravidez, até a décima sexta semana gestacional. Nesse estágio, o pulmão em amadurecimento contém as entidades condutoras do pulmão. No entanto, os componentes de troca de gás ainda não estão formados. Portanto, se uma gestante der à luz nesta idade gestacional, é improvável que a criança sobreviva, uma vez que os pulmões são imaturos.

Dentro do pulmão, há uma disparidade na taxa de desenvolvimento do pulmão, de modo que os ápices pulmonares amadurecem mais rápido que as bases pulmonares. Consequentemente, enquanto as bases pulmonares ainda podem estar na fase pseudoglandular, os ápices teriam transitado para a fase canalicular. Esse período, que vai da 16ª à 26ª semana gestacional, é caracterizado pela formação dos ductos alveolares primordiais. A formação desses túbulos é precedida pela dilatação do lúmen brônquico (e também dos bronquíolos terminais). Por volta da 24ª semana gestacional, os bronquíolos terminais dividem-se para dar pelo menos dois bronquíolos respiratórios. Cada bronquíolo respiratório subsequentemente arboriza para dar até seis ductos alveolares primordiais. Existem saculações terminais no final dos ductos alveolares primordiais conhecidos como alvéolos primordiais. As paredes desses sacos são finas o suficiente para facilitar a troca de gases, onde os pulmões também adquirem árvores vasculares significativas. Portanto, uma criança nascida neste período tem uma chance de sobreviver. No entanto, eles provavelmente enfrentarão outros desafios com outros sistemas de órgãos pouco desenvolvidos.

No final da 26ª semana de gestação, mais alvéolos primordiais, com paredes notavelmente mais finas se desenvolvem. Nesta fase do saco terminal do desenvolvimento pulmonar, as paredes dos sacos são revestidas por epitélio escamoso derivado da endoderme. Estas células são especificamente referidas como pneumócitos tipo I e facilitam a troca gasosa. Dispersos entre as outras células escamosas estão os pneumócitos tipo II. Essas células são células secretoras redondas que produzem surfactante. Embora os pulmões tenham começado a produzir e a segregar surfactantes entre as 20 a 22 semanas, a quantidade aumenta significativamente nos últimos meses de gestação. Deve-se notar que a fase final do saco continua da 26ª semana de gestação até o parto. Embora haja um aumento na quantidade de surfactante que está sendo produzido, não é suficiente suportar eficientemente a vida antes da 32ª semana gestacional. Portanto, crianças nascidas antes de 32 semanas têm uma chance de sobreviver com intervenção médica.

A maturação final dos alvéolos primordiais inicia-se a partir da 32ª semana gestacional e pode continuar até o 8º ano de vida extra-uterina. O estágio começa com grupos de sacos alveolares no final dos bronquíolos respiratórios. Os sacos posteriormente se diferenciam em ductos alveolares. Além disso, os leitos vasculares podem ser vistos inchando nas paredes alveolares à medida que os sacos se tornam progressivamente mais finos. Eventualmente, as paredes dos leitos capilares e os pneumócitos tipo I tornam-se tão intimamente relacionados que formam a membrana alveolocapilar. Essa interface é também conhecida como membrana respiratória ou barreira de difusão pulmonar. Como o nome sugere, ele atua como o ponto de troca gasosa entre os alvéolos e os capilares circunvizinhos. Nesse estágio, os pulmões são capazes de suportar a vida; portanto, uma criança nascida neste momento e além tem maior probabilidade de sobreviver. Embora esses eventos significativos ocorram no útero, a maior parte da maturação alveolar ocorre durante a vida extra-uterina. Há um aumento significativo no número de alvéolos primitivos e bronquíolos respiratórios, bem como distensão dos alvéolos primordiais após o nascimento. No geral, ambos os fatores são responsáveis ​​pelo aumento no tamanho dos pulmões; embora o aumento na quantidade de entidades respiratórias desempenhe um papel maior do que a expansão dos alvéolos primordiais.

Existem outros eventos que ocorrem dentro do útero que promovem a maturação pulmonar. Os movimentos respiratórios fetais e a quantidade de líquido amniótico presente no saco amniótico influenciam o desenvolvimento pulmonar fetal. Movimentos respiratórios fetais referem-se a movimentos de prática que resultam na aspiração de algum líquido amniótico para os pulmões. Ocorrem ocasionalmente, mas tornam-se mais frequentes mais tarde, durante a gravidez.

Anatomia dos Pulmões

Os pulmões são órgãos esponjosos e expansíveis que ocupam a cavidade torácica. Embora eles ocorram em pares, eles são morfologicamente diferentes. Cada pulmão ocupa o respectivo hemitórax, dentro do mediastino e do conteúdo localizado entre eles. Eles são suspensos livremente dentro da membrana pleural e são unidos à traqueia e ao coração pelos bronquíolos principais e vasos pulmonares, respectivamente. A diferença morfológica entre os pulmões esquerdo e direito também se reflete no peso dos órgãos; o esquerdo (565 g) pesa menos que o direito (625 g). Eles também tendem a ser mais pesados nos homens do que nas mulheres; embora seja dependente da altura dos indivíduos. Além disso, o pulmão adulto tem uma aparência escura e manchada que é reflexo da filtração de porções à base de carbono da via aérea. Isto é significativamente diferente dos pulmões de um recém-nascido, que são rosa claro.

A pleura é uma membrana serosa que envolve cada pulmão. A membrana é composta por uma camada visceral que é aderente ao pulmão e uma camada parietal que é fixa à parede torácica interna, vértebra cervical inferior, área costovertebral, mediastino e diafragma. Existe um espaço potencial entre as camadas parietal e visceral conhecida como cavidade pleural. A cavidade é preenchida com líquido seroso que permite que as camadas parietais e viscerais deslizem livremente umas sobre as outras durante a respiração; assim, reduzindo a impedância ao mecanismo de respiração que surgiria das forças de atrito exercidas entre as superfícies.

Cada pulmão é caracterizado por um ápice, uma base, superfícies costais e mediais e limites anterior, posterior e inferior. Os órgãos são de forma aproximadamente cônica e são divididos por fissuras em lobos. O pulmão esquerdo tem dois lobos e uma fissura; enquanto o pulmão direito tem três lobos e duas fissuras. Os lobos são então subdivididos em segmentos broncopulmonares; tal que o pulmão esquerdo tem 9-10 segmentos, enquanto o pulmão direito tem 10.

O ápice é o ponto mais alto do pulmão, estendendo-se até a abertura superior torácica. É uma parte em forma de cúpula do pulmão que se projeta acima da primeira cartilagem costal e do terço médio da clavícula. Ambos os pulmões são separados dos músculos anteriores escalenos ipsilaterais pela artéria subclávia interveniente. À medida que o vaso segue o seu curso superior em direção à primeira costela, ele passa ao longo da superfície anterior do pulmão e sobre a membrana suprapleural.

O ápice de cada pulmão está relacionado anteriormente com os ramos ventrais de T1, o gânglio estrelado (simpático cervicotorácico) e a artéria intercostal superior encontrada no mesmo lado. A superfície medial do ápice do pulmão esquerdo é relacionada lateralmente à veia braquiocefálica esquerda e à artéria subclávia esquerda. Por outro lado, a superfície medial do ápice do pulmão direito é relacionada lateralmente à traqueia, à artéria braquiocefálica e à veia braquiocefálica direita. Ambos os ápices são medialmente relacionados aos músculos escaleno médio ipsilateral .

A superfície medial do pulmão é a parte voltada para o mediastino. Como as outras superfícies pulmonares, a superfície medial tem numerosas indentações deixados pelas estruturas adjacentes que causam uma impressão na superfície. O aspecto ventral da superfície medial é referido como parte mediastinal anterior, enquanto a metade dorsal é conhecida como parte vertebral posterior. A parte mediastinal anterior pode ser identificada não apenas por sua relação com o mediastino, mas também pela concavidade que acomoda a impressão cardíaca. A parte vertebral posterior pode ser encontrada ao lado da vértebra torácica e dos seus discos intervertebrais associados.

Há um limite posterior arredondado que separa a parte vertebral da superfície medial da parte costal. Diferentemente de outros limites pulmonares, o limite posterior é uma linha imaginária que coincide com as cabeças das costelas adjacentes. Anteriormente, as superfícies costais e mediais do pulmão se encontram no limite anterior. É um limite fino e afiado que cobre o pericárdio, que atinge a área onde a pleura parietal se reflete na junção das cartilagens costais e do mediastino (ou seja, a linha costomediastinal da reflexão pleural). Enquanto este limite é quase vertical no lado direito, à esquerda, tem um curso variável. Continua até a 4ª cartilagem costal, mas se torna irregular no entalhe cardíaco.

No entanto, o que torna a superfície medial única é a presença do hilo. Localizados entre a quinta e a sétima vértebras torácicas, os hilos são as raízes dos pulmões através das quais as estruturas neurovasculares e das vias aéreas entram e saem do parênquima pulmonar. Também fornece um ponto de ligação entre o pulmão e o coração e a traqueia medialmente relacionados. As estruturas encontradas no hilo de ambos os pulmões são as mesmas, mas a relação entre elas é ligeiramente diferente. Todas essas estruturas também estão envolvidas na membrana pleural. As seguintes estruturas são encontradas em cada hilo:

• Brônquio principal
• Artéria pulmonar
• Duas veias pulmonares
• Vasos brônquicos
• Plexo autonômico pulmonar
• Linfonodos (gânglios linfáticos) e vasos sanguíneos
• Tecido conjuntivo

Aprenda mais fazendo exercícios sobre as estruturas observadas a partir das vistas mediais dos pulmões.

Existem várias outras estruturas que estão intimamente relacionadas a cada hilo que é de importância cirúrgica. Anteriormente, os vasos pericardiofrênicos, o nervo frênico e o plexo pulmonar anterior viajam em direção aos seus respectivos órgãos-alvo. Inferiormente é o ligamento pulmonar e, posteriormente, o plexo pulmonar posterior e o nervo vago.

A superfície torácica do diafragma está apoiada na base dos pulmões. No lado esquerdo, o diafragma separa a base do pulmão do baço e do estômago, enquanto à direita separa o pulmão do fígado. O pulmão direito tem uma concavidade basal mais profunda quando comparado ao pulmão esquerdo e é, portanto, mais curto que o seu equivalente. Isso porque o hemidiafragma direito é um pouco maior que o hemidiafragma esquerdo para acomodar o fígado do lado direito.

A base do pulmão é separada da superfície costal pelo limite inferior. Medialmente na sua origem, o limite aparece redondo onde intervém entre as duas superfícies. No entanto, ele se torna mais fino e mais nítido, pois vai até o recesso costodiafragmático. A superfície costal do pulmão é menos notável que a superfície medial. É marcado pelas impressões das nervuras sobrepostas e pelos sulcos das respectivas fissuras.

O pulmão esquerdo

Para acomodar o lado esquerdo do coração, o pulmão esquerdo tem menos tecido na região antero-medial do órgão. Consequentemente, o pulmão esquerdo parece morfologicamente diferente do pulmão direito, de modo que ele tem uma fissura a menos e um lobo a menos. A fissura oblíqua do pulmão esquerdo divide o órgão nos lobos superior e inferior.

O pulmão direito

O pulmão direito é ligeiramente mais curto e largo que o pulmão esquerdo. Essas diferenças resultam da presença do fígado sob o hemidiafragma esquerdo e da colocação do lado esquerdo do coração. Em geral, o pulmão direito é maior que o esquerdo. Além disso, é dividido por dois sulcos em três lobos. A fissura oblíqua é um dos dois sulcos encontrados na superfície do pulmão direito; o outro é a fissura horizontal. Ambas as fissuras dividem o pulmão nos lobos superior, médio e inferior.

Suprimento sanguíneo dos pulmões

Os pulmões têm suprimento sanguíneo duplo e paralelo, chamado de circuitos pulmonar e sistémico. O circuito pulmonar surge do coração e traz sangue desoxigenado para o pulmão para troca gasosa. Este circuito também leva o sangue oxigenado de volta ao coração para ser redistribuído para o resto do corpo. O circuito sistémico leva o sangue oxigenado do coração para o parenquima pulmonar que não pode ser suprido por simples difusão. O braço venoso deste circuito também leva sangue desoxigenado de volta ao coração para ser processado.

Drenagem Linfática dos Pulmões

Os vasos linfáticos que drenam os pulmões originam-se abaixo da pleura e são referidos como plexo subpleural. Este grupo de vasos é subdividido em grupos superficiais e profundos; dos quais o último grupo segue a artéria e veia pulmonares, bem como os brônquios. Todos os vasos linfáticos superficiais se encontram no hilo, onde drenam para os linfonodos (gânglios linfáticos) broncopulmonares ipsilaterais.

Perifericamente, há comunicação entre a via linfática superficial e profunda. Os vasos comunicantes são capazes de dilatar para redirecionar o fluxo do líquido linfático de um sistema para outro na presença de doença pulmonar que obstrua os vasos linfáticos. Tradicionalmente, os lobos inferiores dos pulmões drenam o seu líquido linfático para os nódulos traqueobrônquicos inferiores. Por outro lado, nódulos traqueobrônquicos superiores drenam o líquido linfático dos lobos superiores.

Aprenda mais sobre os vasos linfáticos dos pulmões com os seguintes materiais de estudo:

Inervação dos Pulmões

O sistema nervoso autonomo e o nervo vago compartilham a responsabilidade de inervar os pulmões. O sistema nervoso autonomo é responsável por dilatar e contrair as vias aéreas e por regular as secreções brônquicas. Ramos do nervo vago e ramos simpáticos dos nervos cardíacos cervicais se unem para formar o plexo pulmonar. Este plexo é subdividido em divisões anteriores e posteriores de acordo com a sua relação com o hilo pulmonar. Além de suprir os brônquios, também inerva a pleura visceral.