Histologia do Sistema Respiratório: da Traqueia à Barreira Hematogásica

O sistema respiratório é um dos temas de maior rendimento em provas de Histologia porque cada segmento tem uma assinatura histológica própria e porque a estrutura explica diretamente a clínica: o epitélio ciliado que falha na discinesia ciliar, o surfactante que falta na prematuridade, a barreira hematogásica que espessa na fibrose. O pulmão adulto contém em média 480 milhões de alvéolos (variação de 274 a 790 milhões entre indivíduos, segundo estereologia moderna), que oferecem cerca de 70 metros quadrados de superfície de troca separados do sangue por uma membrana de apenas 0,2 a 0,6 micrômetro. Este artigo percorre o trajeto do ar da cavidade nasal ao alvéolo, com as marcas histológicas que permitem identificar qualquer corte ao microscópio e os números que as bancas cobram.

01Organização geral: porção condutora e porção respiratória

O sistema respiratório se divide funcional e histologicamente em duas porções. A porção condutora (cavidades nasais, nasofaringe, laringe, traqueia, brônquios, bronquíolos e bronquíolos terminais) corresponde às primeiras 16 gerações de vias aéreas: não participa das trocas gasosas e tem três funções essenciais — condicionar o ar (aquecê-lo a ~37 graus, umedecê-lo até quase a saturação e filtrá-lo), defender o pulmão (escada mucociliar e glândulas) e conduzir o ar com resistência mínima. A porção respiratória (bronquíolos respiratórios, ductos alveolares, sacos alveolares e alvéolos, gerações 17 a 23) é onde ocorre a troca de oxigênio e gás carbônico. A fronteira exata é o bronquíolo terminal: o último segmento puramente condutor.

02Cavidade nasal: mucosa respiratória e mucosa olfatória

A mucosa respiratória dos cornetos é o condicionador de ar do corpo: o plexo vascular cavernoso da lâmina própria cede calor e as glândulas seromucosas e as células caliciformes umedecem o ar inspirado, que chega à traqueia a aproximadamente 37 graus e quase saturado de vapor. O epitélio é pseudoestratificado cilíndrico ciliado com células caliciformes, e a lâmina própria tem abundantes fibras elásticas e veias de parede fina. A rinite alérgica engrossa essa mucosa e eosinófilos aparecem no escavo nasal.

A mucosa olfatória é restrita ao teto da cavidade nasal, à porção superior do septo e ao corneto superior, e contém três tipos celulares. Os neurônios olfatórios são bipolares: o dendrito se alarga na vesícula olfatória, de onde partem cílios imóveis que ancoram os receptores de odorantes (a enorme família de receptores acoplados a proteína G); o axônio atravessa a lâmina cribriforme até o bulbo olfatório. Esses neurônios são substituídos a cada 30 a 60 dias por diferenciação das células basais, sendo o exemplo clássico de neurogênese na vida adulta humana. As células de sustentação (sustentaculares) são colunares, com microvilos, dão apoio e metabolizam odorantes; as células basais são o compartimento germinativo. Na lâmina própria, as glândulas de Bowman são tubulares serosas que lavam constantemente a superfície, produzem proteínas transportadoras de odorantes e secretam IgA e lisozima: é delas que vem o líquido que dissolve as substâncias odoríferas e renova o ambiente químico da mucosa.

03Laringe e traqueia: as estruturas que sustentam a via aérea

Na laringe, o contraste histológico clássico é entre as pregas vocais verdadeiras, revestidas por epitélio escamoso estratificado não queratinizado (proteção contra o impacto vibratório do som), e o restante da laringe, pseudoestratificado ciliado. A papilomatose respiratória recorrente, causada pelo HPV tipos 6 e 11, cresce justamente nas pregas vocais e na laringe. As cartilagens da laringe são hialinas (tireoide, cricoide e a maior parte das aritenoides), com exceção da epiglote, da corniculada e da cuneiforme e das partes apical e vocal da aritenoide, que são cartilagem elástica; a calcificação da cartilagem tireoide com a idade é achado radiológico comum.

A traqueia mede 10 a 12 cm de comprimento e é mantida aberta por 16 a 20 anéis de cartilagem hialina em forma de C, incompletos posteriormente, onde o músculo traqueal (músculo liso) e uma membrana fibroelástica permitem que o esôfago se expanda durante a deglutição. Da luz para fora: mucosa (epitélio pseudoestratificado ciliado com caliciformes sobre lâmina própria rica em fibras elásticas), submucosa com glândulas seromucosas (as serosas produzem lisozima e IgA; as mucosas, o muco da escada) e adventícia. A traqueia se bifurca no carina, ponto de alto reflexogênico da tosse, e a intubação seletiva pode lesá-la.

04Brônquios e bronquíolos: a transição que mais cai em prova

Ao entrar no pulmão, a cartilagem deixa de formar anéis e passa a placas irregulares de cartilagem hialina, cada vez menores, que desaparecem completamente nos bronquíolos. Os marcos da transição são fixos e muito cobrados: as glândulas seromucosas desaparecem na parede dos bronquíolos; as células caliciformes escasseiam e praticamente terminam no bronquíolo terminal; o epitélio baixa de pseudoestratificado para simples cilíndrico e depois simples cúbico; e o músculo liso, disposto em espiral, torna-se proporcionalmente mais conspícuo. A máxima resistência ao fluxo aéreo concentra-se em brônquios de calibre médio, mas o broncoespasmo da asma ocorre nos bronquíolos, onde o músculo liso é abundante e não há cartilagem para impedir o colapso.

As células de Clara, hoje chamadas células club (bronquiócitos secretores), são as estrelas do bronquíolo: não ciliadas, com domo apical saliente para a luz, grânulos secretores apicais e retículo liso abundante. Elas secretam a proteína CC16 (uteroglobulina, antes chamada CC10), glicoproteínas do muco bronquiolar e lipídios com propriedade tensioativa; metabolizam xenobióticos por citocromos P450, o que também pode ativar precursores tóxicos presentes na fumaça do cigarro diretamente nessas células; e funcionam como progenitoras, regenerando tanto células ciliadas quanto caliciformes após lesão do epitélio bronquiolar. Na bronquiolite viral e na asma, ocorre hiperplasia e metaplasia de células club, e a dosagem da proteína CC16 no lavado broncoalveolar e no soro é usada como marcador de lesão bronquiolar.

• O que um bronquíolo NÃO tem: cartilagem, glândulas seromucosas na parede e (no terminal) células caliciformes.
• O que um bronquíolo TEM: epitélio simples cúbico a cilíndrico, células club, músculo liso conspícuo e lâmina basal fina.
• A regulação do tônus do músculo liso bronquiolar é neural (colinérgica vagal, brôncoconstritora) e humoral: histamina, leucotrienos e adenosina contraem; estimulação beta-2 adrenérgica relaxa (base dos broncodilatadores).

05Porção respiratória: dos bronquíolos respiratórios aos sacos alveolares

O bronquíolo respiratório é o primeiro segmento cuja parede contém alvéolos: o epitélio é simples cúbico interrompido por brotamentos alveolares, e já há troca gasosa, embora pequena. Ele se continua com os ductos alveolares, longos corredores cujas paredes são formadas quase inteiramente por aberturas de alvéolos (átrios), delimitadas por nódulos ou anéis de músculo liso que marcam as bocas alveolares. Cada ducto termina em um a três sacos alveolares, fundos de saco comuns a vários alvéolos. O alvéolo adulto tem diâmetro médio de 200 a 250 micrômetros e está conectado aos vizinhos pelos poros de Kohn (3 a 13 micrômetros), que equalizam pressões e permitem a ventilação colateral, mas também disseminam bactérias na pneumonia; os canais de Lambert conectam bronquíolos terminais a alvéolos adjacentes, e os canais de Martin, bronquíolos entre si.

O interstício alveolar é extraordinariamente fino: um capilar sanguíneo serpenteia entre dois alvéolos e sua lâmina basal se funde à dos pneumócitos, formando a chamada membrana respiratória. Células de defesa, fibroblastos, mastócitos e fibras elásticas e reticulares ficam nos septos; as fibras elásticas são essenciais para a retração expiratória do pulmão, e sua destruição pela elastase dos neutrófilos no tabagismo produz enfisema.

06Pneumócitos I e II: a dupla mais cobrada da histologia respiratória

O pneumócito tipo I é uma célula escamosa extraordinária: cada uma recobre cerca de 95% da superfície alveolar (o tipo II recobre os 5% restantes), com citoplasma extremamente fino (0,1 a 0,2 micrômetro) e organelas concentradas ao redor do núcleo, unida às células vizinhas por junções oclusivas que impedem o passo de líquido para o alvéolo. É terminalmente diferenciado: não se divide e é a primeira a morrer quando há agressão (hiperoxia, toxinas, SDRA). O pneumócito tipo II é cúbico, arredondado, com microvilos curtos no ápice e a marca ultraestrutural dos corpos lamelares (corpúsculos com lamelas membranosas concêntricas de surfactante armazenado). Numericamente, os pneumócitos II são mais frequentes que os I no epitélio alveolar, mas ocupam pequena fração da superfície. Eles têm três funções que resumem a prova: secretar surfactante, proliferar para reparar o epitélio lesado (diferenciando-se em pneumócitos I) e participar do transporte de íons e líquido alveolar.

07Surfactante: composição, função e maturidade pulmonar fetal

O surfactante é uma mistura de cerca de 90% de lipídios e 10% de proteínas secretada pelos pneumócitos II. O lipídio dominante é a fosfatidilcolina, sobretudo a dipalmitoíl-fosfatidilcolina (DPPC), responsável por reduzir a tensão superficial na interface ar-líquido de aproximadamente 50 para valores entre 5 e 30 dinas por centímetro conforme a área alveolar encolhe. As proteínas específicas se dividem em hidrofóbicas (SP-B e SP-C), que aceleram a formação e o espalhamento do filme tensioativo na superfície alveolar, e hidrofílicas (SP-A e SP-D), coletinas do sistema imune inato que opsonizam microrganismos e regulam a função de macrófagos. A deficiência de SP-B causa doença pulmonar intersticial neonatal grave e hereditária.

A síntese começa por volta de 20 a 24 semanas de gestação, mas o pulmão só é competente em geral após 34 a 35 semanas. O líquido amniótico avalia a maturidade pela razão lecitina/esfingomielina (L/S), com valor maior ou igual a 2 indicando maturidade, e pela presença de corpos lamelares; o corticoide antenatal (betametasona) para gestações de 24 a 34 semanas com risco de parto prematuro acelera a maturação enzimática do pneumócito II. A doença da membrana hialina do recém-nascido prematuro é a consequência clássica da deficiência de surfactante: atelectasia difusa, membranas hialinas eosinofílicas revestindo alvéolos e ductos (material protéico + necrose), e trata-se com surfactante exógeno (poractante alfa) além do suporte ventilatório com pressão positiva.

08Barreira hematogásica (membrana respiratória): os números que caem

Entre o ar alveolar e a hemácia existem, nesta ordem: o filme de surfactante, o citoplasma finíssimo do pneumócito I, a lâmina basal fundida do pneumócito e do endotélio, e o citoplasma do endotélio capilar (contínuo e não fenestrado). O conjunto mede de 0,2 a 0,6 micrômetro de espessura e, somado em todos os alvéolos, gera uma área de troca de aproximadamente 70 metros quadrados, perfundida por capilares que formam uma rede tão densa que o sangue praticamente flui em uma folha contínua. Pela lei de Fick, o fluxo difusional de gases é proporcional à área e à diferença de pressão parcial e inversamente proporcional à espessura: por isso o edema intersticial (espessamento) e a fibrose (espessamento e destruição de área) causam hipoxemia por barreira, e o enfisema (perda de área e de leito capilar) por destruição de septos.

09Defesa pulmonar: escada mucociliar, macrófagos alveolares e imunidade local

A limpeza das vias aéreas é um processo em dois níveis. Na porção condutora, a escada mucociliar é movida por células ciliadas (cerca de 200 a 300 cílios por célula, batendo de 10 a 20 vezes por segundo) que arrastam a camada de muco (gel) sobre a camada sol do pericílio, transportando o tapete mucoso em direção à faringe a cerca de 1 centímetro por minuto na traqueia. Partículas maiores que 10 micrômetros ficam retidas no nariz; as de 2 a 10 micrômetros impactam na árvore brônquica; e as menores que 2 micrômetros alcançam o alvéolo, onde são fagocitadas. O muco é produzido por células caliciformes (mucinas MUC5AC e MUC5B) e glândulas seromucosas; na bronquite crônica, a hiperplasia de caliciformes e a hipertrofia das glândulas aumentam a camada glandular da parede brônquica, medida pelo índice de Reid, que passa de 0,4.

Nos alvéolos, os macrófagos alveolares, derivados de monócitos do sangue e mantidos por proliferação local, são a primeira linha: fagocitam partículas inaladas (células de poeira), bactérias, restos de surfactante e hemácias. Eles deixam o alvéolo de duas formas: pela expectoração (ascendem à escada mucociliar) ou pela migração aos linfáticos intersticiais, para onde carregam o material indestrutível, como a sílica e o carbono, que assim tinge os linfonodos hilares. Macrófagos com hemossiderina são as células de insuficiência cardíaca do edema pulmonar crônico; macrófagos vacuolados e PAS-positivos caracterizam a proteinose alveolar pulmonar, doença ligada a anticorpos anti-GM-CSF. O tecido linfático associado a brônquios (BALT) aparece na adventícia de brônquios como acúmulos de linfócitos B e T, e hipertrofia em resposta a antígenos inalados e em doenças autoimunes.

10Circulação dupla, inervação e drenagem linfática

O pulmão recebe duas circulações. As artérias pulmonares conduzem sangue venoso do ventrículo direito para a troca gasosa: têm paredes finas, luz ampla, pressão média baixa (em torno de 15 mmHg, cerca de 1/6 da sistêmica) e alta complacência, formando o leito capilar da membrana respiratória. As artérias brônquicas, ramos da aorta torácica ou das intercostais, trazem sangue arterial para nutrir a parede das vias aéreas até o nível dos bronquíolos respiratórios (o alvéolo é nutrido pelo próprio capilar pulmonar) e correspondem a cerca de 1% do débito cardíaco; seu sangue retorna pelas veias brônquicas para o sistema ázigos, criando um pequeno shunt fisiológico. Este ponto importa na clínica: hemoptise maciça e sangramento em bronquiectasias vem do sistema brônquico (embolização de artéria brônquica), enquanto a embolia pulmonar afeta o sistema pulmonar.

Não existem linfáticos na parede alveolar propriamente dita: as redes linfáticas começam nos ductos alveolares e bronquíolos respiratórios e correm pelos septos interlobulares e peribrônquicos até os linfonodos hilares. O reflexo da dor segue a mesma lógica: a pleura parietal, irrigada por ramos sistêmicos (intercostais), é sensível à dor, e sua irritação produz dor pleurítica aguda; a pleura visceral, inervada por ramos do nervo vagal e do plexo pulmonar, é insensível à dor. Células neuroendócrinas isoladas (células de Kulchitsky) e corpos neuroepiteliais quimiossensoriais de hipóxia estão espalhadas pelo epitélio brônquico; elas secretam serotonina e peptídeos e são a origem do carcinoma pulmonar de pequenas células, tumor neuroendócrino altamente agressivo.

11Correlações clínico-histológicas: tabela de revisão final

12Pontos de prova e pegadinhas clássicas