O sistema respiratório humano é o sistema que absorve oxigênio e expele dióxido de carbono. O órgão de troca de gás humano, o pulmão, está localizado no tórax, onde seus delicados tecidos são protegidos pela caixa torácica óssea e muscular. O pulmão fornece aos tecidos do corpo humano um fluxo contínuo de oxigênio e limpa o sangue do produto residual gasoso, dióxido de carbono. O ar atmosférico é bombeado para dentro e para fora regularmente através de um sistema de tubos, chamado de vias aéreas condutoras, que se juntam à região de troca gasosa com a parte externa do corpo. As vias aéreas podem ser divididas em sistemas de vias aéreas superiores e inferiores. A transição entre os dois sistemas está localizada onde os caminhos dos sistemas respiratório e digestivo se cruzam, apenas no topo da laringe.
O sistema de vias aéreas superiores compreende o nariz e as cavidades paranasais (ou seios), a faringe (ou garganta) e, parcialmente, também a cavidade oral, uma vez que pode ser usado para respirar. O sistema de vias aéreas inferiores consiste na laringe, na traqueia, nos brônquios-tronco e em todas as vias aéreas que se ramificam intensamente dentro dos pulmões, como os brônquios intrapulmonares, os bronquíolos e os ductos alveolares. Para a respiração, a colaboração de outros sistemas de órgãos é claramente essencial. O diafragma, como o músculo respiratório principal, e os músculos intercostais da parede torácica desempenham um papel essencial, gerando, sob o controle do sistema nervoso central, a ação de bombeamento no pulmão. Os músculos se expandem e contraem o espaço interno do tórax, cuja estrutura óssea é formada pelas costelas e pelas vértebras torácicas. A contribuição do pulmão e da parede torácica (costelas e músculos) para a respiração é descrita abaixo em A mecânica da respiração. O sangue, como veículo para os gases, e o sistema circulatório (isto é, o coração e os vasos sanguíneos) são elementos obrigatórios de um sistema respiratório ativo.
O nariz
O nariz é a protuberância externa de um espaço interno, a cavidade nasal. É subdividido em um canal esquerdo e direito por uma fina parede cartilaginosa e óssea medial, o septo nasal. O assoalho da cavidade nasal é formado pelo palato, que também forma o teto da cavidade oral. A forma complexa da cavidade nasal é devido a projeções de cristas ósseas, a superior, média e concha óssea inferior, a partir da parede lateral. As passagens assim formadas abaixo de cada crista são denominadas meatos nasais superior, médio e inferior.
De cada lado, o espaço intranasal comunica-se com uma série de cavidades vizinhas cheias de ar dentro do crânio e também, via nasolacrimalduto, com o aparelho lacrimal no canto do olho. O ducto drena o líquido lacrimal para dentro da cavidade nasal. Este fato explica por que a respiração nasal pode ser rapidamente prejudicada ou mesmo dificultada durante o choro: o líquido lacrimal não está apenas transbordando em lágrimas, mas também inundando a cavidade nasal.
Os seios paranasais são conjuntos de cavidades únicas ou múltiplas emparelhadas de tamanho variável. A maior parte de seu desenvolvimento ocorre após o nascimento, e eles atingem seu tamanho final em direção aos 20 anos. Os seios estão localizados em quatro diferentes ossos do crânio – os ossos maxilar, frontal, etmoidal e esfenoide. Correspondentemente, eles são chamados de seio maxilar, que é a maior cavidade; o seio frontal; seios etmoides; e o seio esfenoidal, localizado na parede posterior superior da cavidade nasal. Os seios têm duas funções principais: porque estão cheios de ar, ajudam a manter o peso do crânio dentro de limites razoáveis e servem como câmaras de ressonância para a voz humana.
A cavidade nasal com seus espaços adjacentes é revestida por uma mucosa. Tipicamente, a mucosa do nariz contém glândulas secretoras de muco e plexos venosos; sua camada de célula superior, o epitélio, consiste principalmente de dois tipos de células, células ciliadas e secretoras. Este projeto estrutural reflete as funções auxiliares específicas do nariz e das vias aéreas superiores em geral em relação à respiração. Eles limpam, umedecem e aquecem o ar inspirado, preparando-o para contato íntimo com os delicados tecidos da área de troca gasosa. Durante a expiração pelo nariz, o ar é seco e resfriado, um processo que economiza água e energia.
Duas regiões da cavidade nasal têm um revestimento diferente. vestíbulo, na entrada do nariz, é revestido por pele que tem pelos curtos e grossos chamados vibrissas. No teto do nariz, o bulbo olfativo com seu epitélio sensorial verifica a qualidade do ar inspirado. Cerca de duas dúzias de nervos olfativos transmitem a sensação do olfato das células olfativas através do teto ósseo da cavidade nasal até o sistema nervoso central.
A faringe
Para a descrição anatômica, a faringe pode ser dividida em três andares. O andar superior, a nasofaringe, é principalmente uma passagem para o ar e secreções do nariz para a faringe oral. Também está ligado à cavidade timpânica da orelha média através dos tubos auditivos que se abrem nas duas paredes laterais. O ato de engolir abre brevemente os tubos auditivos normalmente colapsados e permite que as orelhas médias sejam aeradas e que as diferenças de pressão sejam equalizadas. Na parede posterior da nasofaringe está localizado um órgão linfático, a tonsila faríngea. Quando é ampliada (como na hipertrofia das amígdalas ou vegetação adenoideana), pode interferir na respiração nasal e alterar o padrão de ressonância da voz.
O assoalho médio da faringe se conecta anteriormente à boca e, portanto, é chamado de faringe oral ou orofaringe. É delimitado da nasofaringe pelo palato mole, que cobre a parte posterior da cavidade oral.
O andar inferior da faringe é chamado de rinofaringe. Sua parede anterior é formada pela parte posterior da língua. Deitado diretamente acima da laringe, representa o local onde as vias do ar e da comida se cruzam: o ar da cavidade nasal flui para a laringe e o alimento da cavidade oral é direcionado para o esôfago diretamente atrás da laringe. A epiglote, um retalho cartilaginoso em forma de folha, funciona como uma tampa na laringe e, durante o ato da deglutição, controla o tráfego de ar e alimentos.
A laringe
A laringe é um órgão de estrutura complexa que serve a uma dupla função: como canal de ar para os pulmões e controlador de seu acesso e como órgão de fonação. O som é produzido forçando o ar através de uma fenda sagital formada pelo cordas vocais, a glote. Isso faz com que não apenas as cordas vocais, mas também a coluna de ar acima delas, vibre. Como evidenciado por cantores, esta função pode ser controlada de perto e afinada. O controle é obtido por vários músculos inervados pelos nervos laríngeos. Para a função precisa do aparato muscular, os músculos devem estar ancorados em uma estrutura estabilizadora. O esqueleto laríngeo consiste em quase uma dúzia de pedaços de cartilagem, em sua maioria muito pequena, interligada ligamentos e membranas. A maior cartilagem da laringe, a cartilagem tireoide, é feita de duas placas fundidas anteriormente na linha média. Na extremidade superior da linha de fusão, há uma incisão, o entalhe da tireoide; abaixo é uma projeção para a frente, a proeminência laríngea. Ambas estas estruturas são facilmente sentidas através da pele. O ângulo entre as duas placas de cartilagem é mais acentuado e a proeminência mais marcada nos homens do que nas mulheres, o que deu a essa estrutura o nome comum de Pomo de Adão.
Por trás da cartilagem tireóidea em forma de escudo, as cordas vocais cobrem a região laríngea. Eles correspondem a ligamentos elásticos ligados anteriormente no ângulo do escudo da tireoide e posteriormente a um par de pequenos pedaços piramidais de cartilagem. Os ligamentos vocais fazem parte de um tubo, lembrando um tubo de órgão, feito de tecido elástico. Logo acima das cordas vocais, a epiglote também é fixada na parte de trás da placa da tireoide por seu pedúnculo.
Visto frontalmente, o lúmen do tubo laríngeo tem formato de ampulheta, com sua largura mais estreita na glote. Logo acima das cordas vocais há um par adicional de dobras mucosas chamadas falsas cordas vocais ou dobras vestibulares. Como as cordas vocais verdadeiras, elas também são formadas pela extremidade livre de uma membrana fibroelástica. Entre as pregas vestibulares e as cordas vocais, o espaço laríngeo aumenta e forma bolsos laterais estendendo-se para cima. Este espaço é chamado o ventrículo da laringe. Como o espaço entre as pregas vestibulares é sempre maior que o espaço entre as cordas vocais, o último pode ser facilmente visto de cima com o laringoscópio, um instrumento projetado para inspeção visual do interior da laringe.
Os pulmões
Anatomia bruta
O pulmão é dividido em duas partes ligeiramente desiguais, um pulmão esquerdo e um pulmão direito, que ocupam a maior parte do espaço intratorácico. O espaço entre eles é preenchido pelo mediastino, que corresponde a um espaço de tecido conjuntivo contendo o coração, os principais vasos sanguíneos, a traqueia com os brônquios-tronco, o esôfago e o timo. O pulmão direito representa 56 por cento do volume pulmonar total e é composto por três lobos, um lobo superior, médio e inferior, separados um do outro por um fundo horizontal e um oblíquo fissura. O pulmão esquerdo, menor em volume por causa da posição assimétrica do coração, tem apenas dois lobos separados por uma fissura oblíqua. No tórax, os dois pulmões descansam com suas bases no diafragma, enquanto seus ápices se estendem acima da primeira costela.
Durante a inspiração, os recessos são parcialmente abertos pelo pulmão em expansão, permitindo assim que o pulmão aumente de volume. Embora o hilo seja o único local onde os pulmões estão presos às estruturas adjacentes, os pulmões são mantidos em justaposição à parede torácica por uma pressão negativa entre as pleuras visceral e parietal. Uma película fina de fluido extracelular entre as pleuras permite que os pulmões se movam suavemente ao longo das paredes da cavidade durante a respiração. Se as membranas serosas ficarem inflamadas (pleurisia), os movimentos respiratórios podem ser dolorosos. Se o ar entrar em uma cavidade pleural (pneumotórax), o pulmão entra imediatamente em colapso devido às suas propriedades elásticas inerentes, e a respiração é abolida neste lado.
Segmentos pulmonares
Os lóbulos pulmonares são subdivididos em unidades menores, segmentos pulmonares. Existem 10 segmentos no pulmão direito e, dependendo da classificação, oito a 10 segmentos no pulmão esquerdo. Ao contrário dos lobos, os segmentos pulmonares não são delimitados uns dos outros por fissuras, mas por finas membranas de tecido conjuntivo contendo veias e vasos linfáticos; o suprimento arterial segue os brônquios segmentares. Essas características anatômicas são importantes porque os processos patológicos podem ser limitados a unidades discretas, e o cirurgião pode remover segmentos doentes em vez de lobos inteiros.
As vias aéreas de condução intrapulmonares: brônquios e bronquíolos
Nos brônquios intrapulmonares, os anéis de cartilagem dos brônquios do tronco são substituídos por placas de cartilagem irregulares; além disso, uma camada de músculo liso é adicionada entre a mucosa e a túnica fibrocartilaginosa. Os brônquios são protegidos por uma camada de tecido conjuntivo frouxo que é contínuo com os outros elementos do tecido conjuntivo do pulmão e, portanto, faz parte do esqueleto fibroso que atravessa o pulmão do hilo ao saco pleural. Esta camada fibrosa externa contém, além de vasos linfáticos e nervos, pequenos vasos brônquicos para suprir a parede brônquica com sangue da circulação sistêmica. Os bronquíolos são pequenas vias aéreas condutoras que variam em diâmetro de três a menos de um milímetro. As paredes dos bronquíolos carecem de glândulas cartilaginosas e seromucosas. Sua luz é revestida por um epitélio cuboide simples com células ciliadas e células de Clara, que produzem uma secreção quimicamente mal definida. A parede bronquiolar também contém uma camada bem desenvolvida de células musculares lisas, capazes de estreitar as vias aéreas. Espasmos anormais desta musculatura causam os sintomas clínicos da asma brônquica.
A região de troca gasosa
A região de troca gasosa compreende três compartimentos: ar, sangue e tecido. Considerando que o ar e o sangue são continuamente reabastecidos, a função do compartimento do tecido é dupla: fornece a estrutura estável de suporte para os compartimentos de ar e sangue e permite que eles entrem em contato próximo (facilitando assim a troca gasosa), mantendo-os estritamente confinados. Os gases respiratórios se difundem do ar para o sangue, e vice-versa, através dos 140 metros quadrados de área de superfície interna do compartimento de tecido. O tecido de troca gasosa propriamente dito é chamado de parênquima pulmonar, enquanto as estruturas de suprimento, vias aéreas condutivas, vasos linfáticos e vasos sanguíneos não-capilares pertencem ao não parênquima.
A região de troca gasosa começa com os alvéolos da primeira geração de bronquíolos respiratórios. Distalmente, a frequência de elevações alveolares aumenta rapidamente, até que após duas a quatro gerações de bronquíolos respiratórios, toda a parede é formada por alvéolos. As vias aéreas são então chamadas de ductos alveolares e, na última geração, de alvéolos. Em média, um pulmão humano adulto tem cerca de 480 milhões de alvéolos.
