Aula1-Introducao_e_Sistemas_Medida

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Ribeirão Preto
-2022-
Biofísica Aplicada à Biomedicina 
Fabrício Freitas Fernandes
Introdução a Biofísica 
Conteúdo Programático
 Introdução à Biofísica.
Grandezas fundamentais e derivadas.
Unidades, prefixos utilizados no Sistema Internacional e conversão de unidades.
Transporte entre membranas biológicas.
Movimentos e propriedades dos fluidos.
Pressão sanguínea.
 Fenômenos elétricos nas células.
Receptores Sensoriais.
Noções de biofísica da visão e da audição.
Noções de técnicas físicas aplicadas nos experimentos biológicos.
Métodos biofísicos de estudo.
Energia das Radiações.
Biofísica
Bibliografia
Básica:
DURAN, J.E.R. Biofísica: Fundamentos e Aplicações. São Paulo: Prentice Hall Brasil, 2011.
HENEINE, I.F. Biofísica Básica. São Paulo: Atheneu, 2003.
OLIVEIRA, J.R.; WACHTER, P.H.; AZAMBUJA, A.A. Biofísica para Ciências Biomédicas. EDIPUCRS - PUC RS, 
2008.
Complementar:
MOURÄO JR C.A; ABARMOV D.A., Biofísica Essencial. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2015.
GARCIA, E. A. C. Biofísica. Rio de Janeiro:Sarvier,2011.
GUYTON, A. C.; HALL, J. E. Fisiologia Humana. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1988.
OKUNO, E. et al. Física para Ciências Biológicas e Biomédicas. São Paulo: Harper & Row do Brasil, 1982.
UCKO, D.A. Química para as Ciências da Saúde: Uma introdução à química geral, orgânica e biológica, São 
Paulo: Manole, 1992.
Biofísica
INTRODUÇÃO À BIOFÍSICA
BIOFÍSICA
PROCESSOS BIOLÓGICOS
MATEMÁTICA QUÍMICA FÍSICA
Fenômenos que ocorrem no organismo humano são físicos!
Processo circulatório;
Visão;
Audição;
Respiração;
 Contração muscular.
Matéria
Energia
Espaço
Tempo
Biofísica
Biofísica
Biofísica
SISTEMAS DE MEDIDAS
Medida – descrição de algo em termos de valores numéricos, ou
seja, determinação da magnitude de uma propriedade.
Propriedade – características e atributos de algo que, quando
podem ser medidos são ditos quantitativos e, quando não
podem ser medidos são qualitativos.
Propriedade Básica Símbolo da 
Propriedade
Unidade Básica Símbolo da 
Unidade Básica
Comprimento l Metro m
Massa m Quilograma Kg
Tempo t Segundo s
Biofísica
Grandezas Físicas
Biofísica
Grandezas Físicas
Biofísica
distância / comprimento (m) – medida fundamental do espaço 
Área (L) – medida de uma superfície em m2
Volume (V) – medida de espaço ocupado por quantidade determinada de matéria.
Unidades: m3, cm3, L ou mL.
Medidas de Espaço
Tempo (T) – medida de um período.
Unidades: h, s, m
Medidas de Tempo
Velocidade (v) = Razão entre a variação de espaço num dado intervalo de tempo.
v = L / V
Aceleração (a) = Razão entre a variação de velocidade num dado intervalo de tempo.
a = v / T
Biofísica
Massa (m) – mensura quantidade de matéria de um corpo.
Peso (P) – Força gravitacional que atrai os corpos para a 
superfície da Terra, ou seja, ação da gravidade sobre a massa.
P = m . g
Medidas de Matéria
Densidade (d) = quantidade de matéria em um dado volume de um corpo.
d = massa (g) / volume (L)
Densidade água = 1 g/mL
Densidade sangue = 1,057 g/mL
Biofísica
A densidade também varia conforme a temperatura. Por exemplo, ao
se tornar gelo, a uma temperatura abaixo de 0oC, a densidade da
água fica menor do que no estado líquido, passando para 0,92 g/cm3.
Por que?
g/cm3 = g/mL
Densidade da água = 1 g/mL
Densidade do álcool = 0,79 g/mL
O que ocorre com o gelo quando colocamos na água e no álcool? Ele
afunda ou fluta? Explique
Gravidades de alguns planetas, lua e sol:
Mercúrio = 3,7 m/s2
Marte = 8,87 m/s2
Terra = 9,8 m/s2
Lua = 1,62 m/s2
Sol = 274,13 m/s2
Biofísica
F = produto da massa pela aceleração. Unidades: Newton (N)
F = m x a
Pressão (P) = Força agindo em uma área delimitada. Unidade: Pascal (Pa) – 1 Pa corresponde a 1 N atuando em
uma área de 1 m2.
P = F / área
Viscosidade = Resistência interna de um líquido, fluido ou gás.
Redução de temperatura ---- aumento de viscosidade
Paciente que entra em estado de choque devido a um acidente, a temperatura do seu corpo cai e a viscosidade do
sangue aumenta, resultando na queda do fluxo sanguíneo. Essa é uma das razões pelas quais as vitimas de acidentes
devem ser cobertas, para evitar uma diminuição grande da temperatura.
Porcentagem de eritrócitos (Aumento eritrócitos --- aumenta viscosidade).
Fumantes geralmente tem um hematócrito mais alto que dos não-fumantes. Este é o resultado provável do fato de
os fumantes inspirarem 250 mL de CO para cada pacote de cigarro fumado. O CO reduz a habilidade dos eritrócitos
em transportar O2 e o corpo compensa este fato produzindo mais eritrócitos. Quanto maior a quantidade de
hematócrito, maior viscosidade, o que pode provocar a maioria das doenças cardiovasculares (derrame e ataque do
coração).
Biofísica
PROBLEMAS ENVOLVENDO MEDIDAS
1. Durante um processo de cintilografia, um radioisótopo é injetado no vaso radial de um atleta e leva 3 s
para percorrer uma distância de 0,6 m no sistema circulatório até ser detectado no cérebro. Qual a
velocidade de difusão desse marcador?
2. Uma hemácia marcada com um radioisótopo se desloca entre dois pontos de um vaso sanguíneo. A
distância entre os dois pontos é 0,8 m e o tempo gasto foi de 0,01 s. Calcular a velocidade da corrente
sanguínea.
3. Um coágulo formado em um trauma pós-acidente de trânsito é movido pela contração cardíaca numa
velocidade de 40 cm/s e leva 2 s para entupir uma carótida e provocar um AVC. Qual a aceleração desse
coágulo?
4. Calcule a aceleração das hemácias em uma contração ventricular sabendo que a velocidade é 30m/s e o
tempo 0,2 s.
5. Um halterofilista que levanta 150 kg acima de sua cabeça desprende quanta força?
6. Quanta força é necessária para erguer um corpo de 100g ?
7. Um anestésico de uso intravenoso age na dose de 2 mg/Kg de massa corporal vem em ampolas de 10
mg/mL e o paciente pesa 60 Kg. Qual o volume que deve ser injetado que garanta o despertar do paciente?
Biofísica
Conversão de medidas
Biofísica
Conversão de medidas
Biofísica
km hm dam M dm cm mm
Conversão de medidas
Biofísica
Conversão de medidas
Biofísica
km2 hm2 dam2 m2 dm2 cm2 mm2
Conversão de medidas
Biofísica
Conversão de medidas
Biofísica
Conversão de medidas
Biofísica
km3 hm3 dam3 m3 dm3 cm3 mm3
Conversão de medidas
Biofísica
Conversão de medidas
Biofísica
km3 hm3 dam3 m3 dm3 cm3 mm3
Conversão de medidas
Biofísica
kL hL daL L dL cL mL
Conversão de medidas
Biofísica
Notação científica
Biofísica
Notação científica
Biofísica
Realize as operações a seguir e escreva os 
resultados em notação científica.
a) 0,00004 x 24 000 000
b) 0,0000008 x 0,00120
c) 2 000 000 000 x 30 000 000 000
ORGANISMOS X FÍSICA
- Organismos compostos de matéria;
- Matéria = elementos químicos simples e em combinações;
- 92 elementos naturais = 20 a 25% essenciais a vida.
- Homem = 25 elementos 
- Planta = 17 elementos 
Biofísica
ORGANISMOS X FÍSICA
- 4 elementos = 96% da matéria viva (C H O N);
- Outros 4% = Ca, K, P e S + elementos traços (ex.: Fe);
- Cada elemento é um tipo de átomo;
- Átomo = menor unidade da matéria que mantêm as 
propriedades da matéria.
Biofísica
ÁTOMOS
- Partículas subatômicas 
- Nêutrons 
- Prótons 
- Elétrons 
Núcleo do átomo 
Giram ao redor do Núcleo do átomo (eletrosfera)
a.m.u.
dalton
Biofísica
LIGAÇÕES IÔNICAS E COVALENTES
- Ligações fortes;
- Iônicas = ex.: NaCl e KCl;
- Covalentes = ex.: CH4 e H2O. 
Biofísica
 Água 
 Sais minerais
 Carboidratos
 Lipídios
 Proteínas 
 Vitaminas
 Ácidos Nucléicos
Orgânicos 
Inorgânicos 
Relembrando 
Biofísica
Relembrando 
Biofísica
Solução – mistura de substâncias, geralmente composta por duas fases (dispersa e dispersante).
Fase dispersa: substância a ser dissolvida (soluto)
Fase dispersante: parte que dissolve o soluto (solvente)
Concentração do soluto na solução:
Concentração comum / percentuais
Concentração molar
SOLUÇÕES PERCENTUAIS: corresponde a gramas de soluto por 100mL de solução. Unidade: g% ou%.
Exemplos: Preparar 400mL de NaCl a 5%
Preparar 250mL de uréia a 8%
Biofísica
SOLUÇÕES MOLARES: nas reações químicas, átomos e moléculas podem ser combinados durante uma reação,
ou seja, as reações acontecem a nível dos átomos e moléculas de reagentes. A medida de concentração em
mol e da molaridade, são métodos que auxiliam a medir o numero de partículas envolvidas em tais reações. O
peso molecular é somando os pesos atômicos de cada átomo que contem a molécula.
Peso molecular NaCl: Peso atômico Na: 23
Peso atômico Cl: 35,5
Peso molecular ------------- 58,5 ----------- 1 mol de NaCl
Biofísica
Laranja
Uva
10 laranjas / caixa
100 uvas / caixa
10 moléculas / L
100 moléculas / L
Biofísica
Diluição – método laboratorial no qual uma quantidade de substância é adicionada à outra para reduzir a sua
concentração. Ou seja, tantas partes de um material são diluídas em um total de partes do produto final.
Diluição 1:10 – 1 parte de produto em 9 partes de solvente = total de 10 partes.
Diluição 1:50 – 1 parte de produto em 49 partes de solvente = total de 50 partes.
Diluição 1: 100 – 1 parte de produto em 99 partes de solvente = total de 100 partes.
Diluição 1:250 – 1 parte de produto em 249 partes de solvente = total de 250 partes.
Faça uma diluição 1:10 de soro em salina
Para 10mL de solução final: 1 parte de soro ------ 9 partes de salina
Para 5 mL de solução final: 0,5 parte de soro ----- 4,5 partes de salina
Quando iremos utilizar diluições?
Análises bioquímicas
Análises hematológicas
Biologia Molecular
Ensaios imunoenzimáticos
Análises microbiológicas
Biofísica
Calcule quantas bactérias temos no inóculo original
Biofísica
Fluídos Corporais: encontram-se compartimentalizados por membranas de células, permeáveis à água e solutos.
Água:
 40 a 70 % do peso corporal.
 Células metabolicamente ativas - alta concentração de água.
Cada compartimento corporal estabelece um ambiente ótimo para que as reações bioquímicas aconteçam.
Homeostase – manutenção do equilíbrio dinâmico corporal.
Distribuição dos Fluídos Corporais
Intracelular Interior das células (citoplasma)
Extracelular Exterior das células (Plasma, interstício, 
linfa, líquido transcelular)
Proporção de fluídos em homem 70Kg
Intracelular 33% peso – 23L
Extracelular 12% peso – 8,5L
Plasma 1,5% peso – 3L
Demais 10% peso – 10L
Biofísica