Formación de Yemas Pulmonares

Formación Inicial de las Yemas Pulmonares

• Alrededor de la cuarta semana, aparece el divertículo respiratorio (yema pulmonar) como una evaginación desde la pared ventral del intestino anterior.
• La formación y ubicación de la yema pulmonar dependen del incremento del ácido retinoico (AR) sintetizado por el mesodermo adyacente.
• El incremento de AR promueve la regulación positiva del factor de transcripción TBX4, presente en el endodermo del tubo intestinal donde se origina el divertículo respiratorio.
• El TBX4 estimula la formación de la yema, su crecimiento continuo y la diferenciación de los pulmones.
• El epitelio que recubre la laringe, la tráquea, los bronquios y los pulmones tiene un origen endodérmico.
• Los elementos cartilaginosos, musculares y conectivos de tráquea y pulmones derivan del mesodermo visceral (esplácnico) alrededor del intestino anterior.
• La yema pulmonar inicialmente se comunica con el intestino anterior.
• El divertículo se expande caudalmente y las crestas traqueoesofágicas lo separan del intestino anterior.
• La fusión de estas crestas crea el tabique traqueoesofágico, dividiendo el intestino anterior en esófago (dorsal) y tráquea (ventral).
• El primordio respiratorio permanece conectado a la faringe a través del orificio laríngeo.

Correlaciones Clínicas: Atresia Esofágica y Fístulas Traqueoesofágicas (FTE)

• La separación anormal del esófago y la tráquea por el tabique traqueoesofágico causa atresia esofágica, con o sin FTE.
• Estos defectos ocurren en aproximadamente 1 de cada 3,000 nacimientos.
• En el 90% de los casos, la porción proximal del esófago termina en un saco ciego, mientras que el segmento inferior forma una fístula con la tráquea.
• Tanto la atresia esofágica aislada como la FTE tipo H sin atresia esofágica representan el 4% de estos defectos.
• Otras variantes corresponden aproximadamente al 1% de estas malformaciones.
• Estas anomalías se asocian con otros defectos congénitos, como malformaciones cardíacas en el 33% de los casos.
• Las FTE son un componente de la asociación VACTERL (anomalías vertebrales, atresia anal, defectos cardíacos, FTE, atresia esofágica, anomalías renales y defectos en extremidades).
• El polihidramnios es una complicación de algunas FTE, debido a que el líquido amniótico no puede pasar al estómago ni al intestino.
• Tras el nacimiento, el contenido gástrico o el líquido amniótico pueden ingresar a la tráquea por la fístula, lo que resulta en neumonitis y neumonía.

Laringe

• El revestimiento interno de la laringe proviene del endodermo y sus cartílagos y músculos derivan del mesénquima del cuarto y sexto arcos faríngeos.
• El orificio laríngeo cambia de hendidura sagital a abertura en forma de T por la rápida proliferación del mesénquima.
• Cuando el mesénquima de los arcos se transforma en cartílagos tiroides, cricoides y aritenoides, se reconoce la configuración típica del orificio laríngeo adulto.
• El epitelio laríngeo prolifera rápidamente cerca de la formación de los cartílagos, ocluyendo temporalmente su luz.
• La vacuolización y recanalización crean los ventrículos laríngeos, delimitados por pliegues tisulares que se convierten en las cuerdas vocales falsas y verdaderas.
• La musculatura laríngea deriva del mesénquima del cuarto y sexto arcos faríngeos, inervada por ramas del décimo par craneal (nervio vago).
• El nervio laríngeo superior inerva los derivados del cuarto arco faríngeo, mientras que el nervio laríngeo recurrente inerva los del sexto arco.

Tráquea, Bronquios y Pulmones

• La yema pulmonar forma la tráquea y dos sáculos laterales (yemas bronquiales primarias) al separarse del intestino anterior.
• Cada yema se agranda al inicio de la quinta semana y se convierte en los bronquios primarios derecho e izquierdo.
• El bronquio derecho crea tres bronquios secundarios, y el izquierdo dos, indicando la formación de tres lóbulos en el pulmón derecho y dos en el izquierdo.
• Los pulmones se expanden hacia la cavidad corporal con crecimiento caudal y lateral.
• Los canales pericardioperitoneales son estrechos y se ubican a cada lado del intestino anterior, gradualmente ocupados por los pulmones.
• Los pliegues pleuroperitoneales y pleuropericárdicos separan los canales pericardioperitoneales de las cavidades peritoneal y pericárdica, creando las cavidades pleurales primitivas.
• El mesodermo externo del pulmón se convierte en la pleura visceral.
• La capa de mesodermo somático interno de la pared corporal se transforma en la pleura parietal.
• El espacio entre la pleura parietal y la visceral es la cavidad pleural.

Desarrollo Adicional de Bronquios

• Los bronquios secundarios se dividen dicotómicamente para dar lugar a 10 bronquios terciarios (segmentarios) en el pulmón derecho y ocho en el izquierdo.
• Se crean de esta manera, los segmentos broncopulmonares del pulmón adulto.
• Al final del sexto mes, existen unas 17 generaciones de subdivisiones.
• El árbol bronquial necesita someterse a seis divisiones adicionales durante la vida posnatal para alcanzar su configuración final.
• La ramificación se regula mediante interacciones epitelio-mesénquima entre el endodermo de las yemas pulmonares y el mesodermo visceral circundante.
• Las señales para la ramificación, emitidas por el mesodermo, incluyen miembros de la familia del factor de crecimiento de fibroblastos
• Con la generación de estas nuevas subdivisiones y el desarrollo del árbol bronquial, los pulmones adoptan una posición más caudal.
• En el momento del nacimiento coincide la bifurcación de la tráquea con el nivel de la cuarta vértebra torácica.

Maduración Pulmonar

• Los bronquiolos se dividen continuamente hasta el séptimo mes de gestación, formando conductos cada vez más pequeños (fase canalicular).
• La irrigación vascular aumenta de forma constante. Los bronquiolos terminales se dividen para formar bronquiolos respiratorios, a su vez cada uno de estos se divide en 3-6 conductos alveolares.
• Los conductos terminan en los sacos terminales (alvéolos primitivos), rodeados por células alveolares planas en estrecho contacto con los capilares vecinos.
• Al final del séptimo mes, el número de sacos alveolares y capilares maduros son suficientes para asegurar el intercambio gaseoso, permitiendo la supervivencia del neonato prematuro.
• El número de sacos terminales aumenta constantemente durante los dos últimos meses de vida intrauterina y durante varios años después del nacimiento.
• Las células que recubren los sacos, las células epiteliales alveolares (neumocitos) tipo I, se adelgazan, permitiendo a los capilares circundantes sobresalir en la luz de los sacos alveolares.
• Este contacto íntimo entre las células epiteliales y endoteliales forma la barrera alveolocapilar y no existen alvéolos maduros antes del nacimiento.
• Además de células endoteliales y epiteliales alveolares planas, se desarrolla otro tipo de células al final del sexto mes.
• Las células epiteliales alveolares (neumocitos) tipo II sintetizan surfactante, un líquido rico en fosfolípidos que disminuye la tensión superficial en la interfase alveolocapilar.
• Los pulmones están llenos de un líquido rico en cloruro, escasas proteínas y algo de moco procedente de las glándulas bronquiales, así como surfactante derivado de las células del epitelio alveolar (tipo II) antes del nacimiento.
• La cantidad de surfactante en el fluido aumenta, en particular durante las últimas dos semanas antes del nacimiento.

Surfactante y Movimientos Respiratorios Fetales

• Las concentraciones de surfactante aumentan durante la semana 34 de gestación, llegando parte de este fosfolípido al líquido amniótico y actuando sobre los macrófagos amnióticos
• Al activarse, los macrófagos migran por el corion hacia el útero, sintetizando proteínas del sistema inmunitario como la interleucina 1 beta (IL-1β).
• La regulación positiva de estas proteínas incrementa la síntesis de prostaglandinas, desencadenando las contracciones uterinas e iniciando el trabajo de parto.
• Los movimientos respiratorios fetales comienzan antes del nacimiento, generando la aspiración de líquido amniótico y estimulando el desarrollo pulmonar, además de acondicionar los músculos respiratorios.
• Al respirar al nacer, la mayor parte del líquido pulmonar se absorbe rápidamente por los capilares sanguíneos y linfáticos, mientras que una pequeña cantidad puede ser expulsada por la tráquea y los bronquios durante el parto.
• Después de que el líquido se absorbe de los sacos alveolares, el surfactante se deposita y forma una fina capa de fosfolípidos sobre las membranas celulares alveolares.
• El surfactante evita el desarrollo de una interfase aire-agua (sangre) con alta tensión superficial cuando el aire entra en los alvéolos en la primera respiración.
• Sin la capa de surfactante, los alvéolos colapsarían durante la espiración (atelectasia).
• Los movimientos respiratorios después del nacimiento llevan el aire a los pulmones, que se expanden y llenan la cavidad pleural.
• El crecimiento pulmonar se debe al aumento del número de bronquiolos respiratorios y alvéolos.
• Se calcula que una sexta parte del número de alvéolos del adulto ya existe al nacer y el resto se forma durante los primeros 10 años de vida posnatal mediante la generación continua de nuevos alvéolos primarios.

Resúmen Del Sistema Respiratorio

• El sistema respiratorio se deriva de una evaginación ventral del intestino anterior.
• El epitelio de la laringe, la tráquea, los bronquios y los alvéolos se origina del endodermo.
• Los componentes cartilaginosos, musculares y tejido conectivo derivan del mesodermo.
• Durante la cuarta semana de desarrollo, el tabique traqueoesofágico separa la tráquea del intestino anterior, dando origen al divertículo respiratorio (yema pulmonar) en la región anterior y al esófago en la región posterior.
• La laringe mantiene la comunicación entre estas dos estructuras, con tejidos del cuarto y sexto arcos faríngeos.
• La yema pulmonar se desarrolla para formar dos bronquios principales.
• El bronquio derecho genera tres bronquios secundarios y tres lóbulos, el izquierdo dos bronquios secundarios y dos lóbulos.
• La separación anormal del intestino anterior por el tabique traqueoesofágico resulta en atresia esofágica y FTE.

Estado de Maduración del Pulmón

• Periodo seudoglandular (5-16 semanas): continuación de la ramificación formándose los bronquiolos terminales. No existen bronquiolos respiratorios ni alvéolos.
• Periodo canalicular (16-26 semanas): Cada bronquiolo terminal se divide en dos o más bronquiolos respiratorios, los cuales a su vez se dividen para formar entre tres y seis conductos alveolares.
• Periodo de sacos terminales (26 semanas al nacimiento): se forman los sacos terminales (alvéolos primitivos), y los capilares establecen un contacto estrecho con ellos.
• Periodo alveolar (8 meses de gestación hasta la niñez): los alvéolos maduros tienen un contacto epitelioendotelial (capilar).

Correlaciones Clínicas de Surfactante

• El surfactante es muy importante para supervivencia de neonatos prematuros.
• La tensión superficial de la membrana alveolocapilar se vuelve alta si el surfactante es insuficiente.
• Esto determina un riesgo intenso de que los alvéolos colapsen durante la espiración, lo que se conoce como síndrome de dificultad respiratoria (SDR) y puede resultar en muerte de los neonatos prematuros.
• En estos casos los alvéolos colapsan parcialmente contienen un líquido rico en proteínas, con membranas hialinas y cuerpos laminares,que provienen de la capa del surfactante.
• El SDR puede inducir cerca del 20% de las muertes de recién nacidos prematuro.
• El tratamiento con surfactante artificial y glucocorticoides para estimular la síntesis de surfactante han reducido la mortalidad vinculada con el SDR.

Otras Anomalías Y Quistes de Origen Pulmonar

• Las anomalías macroscópicas pulmonares y del árbol bronquial ocurren raramente con división anómala.
• Estas variaciones tienen poca relevancia funcional y pueden dificultar la broncoscopia.
• Los lóbulos pulmonares ectópicos derivan de la tráquea o el esófago formándose a partir de yemas respiratorias adicionales en el intestino anterior, que se desarrollan independientemente del sistema respiratorio.
• Los quistes pulmonares congénitos también pueden ser importantes clínicamente formándose por dilatación de bronquios terminales o más grandes.
• Estos quistes pueden ser pequeños y múltiples, dándole al pulmón un aspecto en panal, o limitarse a una o más lesiones grandes.
• Estas estructuras quísticas suelen drenar en forma deficiente con frecuencia generando infecciones crónicas.

Organización Pulmonar Antes Del Nacimiento

• Después de las fases seudoglandular (5 a 16 semanas) y canalicular (16 a 26 semanas), las células cuboides de los bronquiolos se transforman en células planas, las células epiteliales alveolares (neumocitos) tipo I.
• En el séptimo mes, es posible el intercambio de gases en los alvéolos primitivos.
• Los pulmones están ocupados por un líquido con proteínas escasas, moco y surfactante que es sintetizado con las células epiteliales alveolares (neumocitos) tipo II formando una capa de fosfolípidos que cubren las membranas alveolares.
• El líquido pulmonar se absorbe al iniciar la respiración y la capa de surfactante que evita el colapso de los alvéolos limita la tensión superficial.
• La ausencia de surfactante causa SDR debido al colapso de los alvéolos primitivos (enfermedad de la membrana hialina).
• El crecimiento pulmonar es por el aumento del número de bronquiolos respiratorios y no por el incremento del tamaño de los alvéolos.
• Se forman nuevos alvéolos durante los primeros 10 años de la vida posnatal.