resumo biofísica 2

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Contração Muscular
Tipos de Músculo
Músculo Estriado Esquelético
Unidos aos ossos do esqueleto e tendões, efetuam os movimentos do corpo. Composto por células longas e cilíndricas multinucleadas. Comandado pelo sistema nervoso. Contração voluntária.
Músculo Estriado Cardíaco
Encontrado no coração, forma o miocárdio. Composto por células ramificadas e ligadas por discos intercalares (fortes conexões) com junções comunicantes. Capaz de se auto-estimular, ou seja, apresenta contração involuntária (não depende do estímulo nervoso). 
Músculo Liso
Encontrado em órgãos internos e vasos sanguíneos. Composto por células pequenas fusiformes. Contração involuntária e lenta. Não estriado. 
Músculo Estriado Esquelético
• A fibra muscular é uma célula longa e cilíndrica com vários núcleos. Composta por miofibras, que são constituídas por miofilamentos de proteínas contráteis e elásticas.
• A contração muscular depende da interação entre actina e miosina.
 Filamentos finos = actina
 Filamentos grossos = miosina
• Funções: sustentação postural, locomoção e respiração.
Túbulos T
Permitem que proteínas de ação entrem rapidamente no interior da fibra.
Retículo Sarcoplasmático
Armazena cálcio e se enrola ao redor de cada miofibrila.
Contração Muscular
Junção Neuromuscular
• Junção entre a parte terminal de um axônio motor com uma placa motora*, onde se dá o encontro entre nervo e músculo. 
* região da membrana plasmática do sarcolema - fibra muscular.
↪ o lançamento da acetilcolina (molécula neurotransmissora) na junção neuromuscular causa um impulso elétrico, que é gerado na membrana plasmática da célula muscular.
↪ o túbulo T carrega o impulso elétrico para dentro da célula.
↪ o impulso elétrico faz com que o Ca2+ seja lançado para o retículo sarcoplasmático. 
◦ obs.: impulso elétrico = potencial de ação
Acoplamento Excitação-Contração
• Converte o potencial de ação em contração muscular.
↪ a acetilcolina abre canais no músculo, permitindo a entrada de Na+.
↪ ocorre a despolarização do sarcolema, que é a saída de Ca2+ armazenado no retículo sarcoplasmático.
Anatomia da Fibra Muscular
Organização bidimensional e tridimensional do Sarcômero.
• A fibra muscular é composta por vários tipos de proteínas.
	↪ contráteis: actina e miosina
	↪regulatórias: tropomiosina e 
 troponina
	↪acessórias: titina e nebulina 
• as miosinas e actinas dispõem-se paralelamente.
• o alinhamento dos filamentos no sarcômero está assegurado pelas proteínas acessórias, titina garante estabilidade e elasticidade, nebulina alinha os filamentos de actina.
Teoria da Contração: Filamento Deslizante
• Explica como o músculo trabalha
• Tem base na sobreposição das fibras musculares de comprimento fixo deslizante uns sobre os outros, em um processo que utiliza energia para a contração muscular.
• A contração muscular exige ATP e Ca2+, e a força gerada denomina-se tensão muscular.
↪ a força que empurra o filamento de actina é o movimento das pontes cruzadas de miosina que se ligam a actina → miosina puxa as actinas para o meio.
◦obs.: actina desliza sobre a miosina 
Filamentos da Fibra Muscular:
Miosina
• Formado por filamentos grossos compostos por moléculas com uma cauda longa duas cabeças globulares, onde se encontram sítios de ligação para ATP (domínio motor) e sítio de fixação à molécula de actina
Actina
• Formado por filamentos finos compostos por moléculas globulares em forma de filamentos enrolados onde se situam moléculas regulatórias. Cada actina tem um sítio de ligação de miosina.
↪ o cálcio se liga na troponina deslocando a tropomiosina e liberando a região que a miosina se liga na actina.
↪ o ATP é hidrolisado em ADP + fosfato inorgânico, isso faz com que a miosina se estenda e se ligue ao sítio de actina gerando o potencial de ação. 
• Relaxamento Muscular: a troponina inibe a tropomiosina, assim mantém escondido os sítios de ligação da miosina na molécula da actina. 
Contração do Músculo Cardíaco
• O tecido cardíaco é auto-excitável e não tem potencial de repouso verdadeiro. 
◦obs.: sentido da circulação
ventrículo esquerdo → corpo → átrio direito → ventrículo direito → pulmão →átrio esquerdo (→ volta para o ventrículo esquerdo). 
Músculo Estriado Cardíaco
Sentido da Contração do Coração
Nó sinusal (sinoatrial) → átrios → nó atrioventricular → feixe de His → ventrículo → fibras de Purkenji
Célula Marcapasso e Célula Contrátil
• Ditam o ritmo de contração do coração.
• Células marcapasso estão localizadas no nó sinusal 
Na célula Marcapasso
↪ os canais rápidos de sódios e os canais de cálcio-sódio são abertos (o segundo permanece aberto por mais tempo), o sódio e o cálcio entram no interior da fibra muscular cardíaca despolarizando-a. 
↪ ocorre a saída de K+, repolarizando a célula, e assim acontece sucessivamente.
Na célula Contrátil
↪ Na+ e Ca2+ que vieram da célula vizinha dão o estímulo inicial, ocorrendo uma pequena despolarização. 
↪ canais rápidos de Na+ e os canais lentos de Ca2+ são abertos e acontece uma despolarização brusca (entrada).
↪ os canais da Na+ se fecham e canais de K+ se abrem possibilitando a saída de alguns íons, gerando uma repolarização precoce.
↪ com os canais de Ca2+ e os de K+ abertos acontece um equilíbrio de efluxo, o platô. 
↪ fechamento dos canais de Ca2+ e repolarização pelo K+ (saída).
↪ os canais de K+ são fechados acontecendo o repouso.
◦obs.: a contração ocorre quando os o Ca2+ entra ao mesmo tempo em que o K+ sai. 
Eletrocardiograma
• Registro gráfico da atividade elétrica do coração → sentido predominante da corrente elétrica, mede a onda de despolarização global. 
• Composto de 12 derivações consideradas suficientes para explorar a atividade elétrica.
↪ 6 no plano frontal das extremidades colhidas nos membros.
↪ 6 no plano horizontal localizada no precórdio.
Triângulo de Einthoven
• 1º registro eletrocardiográfico.
• Derivações representam a ligação de dois pólos elétricos diferentes que olham o coração de diversos ângulos e captam as diferenças do potencial geradas pelo miocárdio.
Derivações Unipolares de Wilson
• Derivações precordiais.
• Cria um eixo que capta os fluxos elétricos.
• Eixo Elétrico - soma dos fluxos elétricos de um órgão tridimensional (coração) transformando em um único vetor, é estudado apenas nas derivações das extremidades.
• Onda P - despolarização dos átrios.
• Intervalo PR - contração dos átrios
• Onda QRS - despolarização dos ventrículos e repolarização dos átrios (não aparece no exame, pois os outros eventos predominam).
• Onda T - repolarização dos ventrículos.
• Intervalo ST - contração dos ventrículos.
• Onda U - origem não explicada.
Visão
Luz
• Natureza dual da luz: a luz se comporta como:
• Onda eletromagnética.
• Partícula = fótons
Fenômenos de Propagação da Luz
Reflexão
• É o fenômeno que consiste no fato de a luz voltar a se propagar no meio de origem, após incidir sobre um objeto ou superfície.
Refração
• Mudança de direção do raio luminoso ao penetrar obliquamente em um meio com índice de refração (n) diferente.
 ◦Obs.: 
→ de n maior para n menor - se afasta da normal
→ de n menor para n maior - se aproxima da normal.
• as imagens se formam por refração. 
Lentes
• Lente convergente (positiva)
• Lente divergente (negativa)
• o poder refrativo depende do n e do raio de curvatura.
Formação da Imagem
• Objeto infinito
• Objeto próximo
Dioptria - Grau da Lente
F - distancia focal medida em metros.
• Lente convergente - dioptria positiva
• Lente divergente - dioptria negativa
Olho
• caminho da luz:
córnea → humor aquoso → pupila → íris → cristalino (lente) → humor vítreo → retina → fotorreceptores → neurônios → córtex visual
• a retina contém fotorreceptores que fazem a transformação da imagem.
↪ percepção sensorial da visão: percebem o estímulo luminoso e estimula a resposta do neurônio, que levam potencial de ação até o cérebro.
• o cristalino controla oalojamento para a visualização de objetos a distâncias variadas.
• as mudanças na forma do cristalino são controladas pelo músculo ciliar.
↪ relaxado = músculo tencionado / estendido = cristalino fino.
↪ contraído = músculo mais curto = cristalino largo.
Defeitos da Visão
Hipermetropia
• a imagem foca depois da retina.
• corrige com lente convexa (convergente).
Miopia
• a imagem fosse antes da retina.
• corrige com lente côncava (divergente).
Astigmatismo
• a imagem não foca corretamente.
• corrige com lente cilíndrica / tórica.
Cores
• diferentes cores = diferentes comprimentos de onda.
• 400 nm (roxo) → 700 nm (vermelho).
• cor refletida - cor que vemos os objetos.
• cor refletida - todas as outras cores não presentes.
• branco - todas as cores são refletidas.
• preto - todas as cores são absorvidas.
Fotorreceptores
• Cones - só percebem ver, azul e vermelho
• Bastonetes - percepção de claro e escuro, luz e sombra.
• as cores dependem de quantos cones estão ativados.
Audição
Som
• Onda mecânica.
• É um fenômeno do campo gravitacional.
• Perturbação da matéria.
↪ não se propaga no vácuo.
• Representação: movimento ondulatório.
Propriedades
• Comprimento de onda: distância percorrida em um ciclo completo. 
↪ representado por λ.
• Velocidade: ou 
↪ a velocidade de propagação depende do meio.
 • Frequência (Hertz): ou 
↪ a frequência depende da fonte do som.
◦Obs.: ao passar de um meio para o outro se muda o comprimento de onda.
↪ ex.: som do ar para a água → λ aumenta. 
Características
• Intensidade (volume): determinado pela amplitude.
• Altura (grave ou agudo): determinado pela frequência. 
• Timbre: somatório de frequência harmônica.
Propagação do Som
• V sólido > V líquido > V ar
• Decibel - medida de intensidade relativa do som tendo por base o limite de audição convencional.
• faixa de som audível: 20 a 20.000 Hz.
↪ abaixo: infrassom
↪ acima: ultrassom
A Orelha
• Orelha externa: pavilhão auricular até o tímpano.
• Orelha média: martelo, bigorna e estribo.
• Orelha interna: janela oval, aparelho vestibular, janela oval, canais semicirculares até a cóclea.
Caminho do som
1. as ondas sonoras atingem a membrana timpânica e se tornam vibrações.
2. a energia da onda sonora é transferida para os três ossos da orelha média, que vibram.
3. o estribo está conectado à membrana da janela oval, as vibrações da janela oval geram ondas no líquido do interior da cóclea.
4. as ondas do líquido empurram as membranas flexíveis (membrana tectória) do ducto coclear, as células ciliadas se curvam e os canais iônicos se abrem, gerando um sinal elétrico que altera a liberação do neurotransmissor.
5. o neurotransmissor liberado nos neurônios sensoriais gera potenciais de ação que trafegam pelo nervo coclear até o encéfalo.
6. a energia das ondas é transferida do ducto coclear para a rampa do tímpano, e se dissipa de volta para a orelha média na janela redonda (da cóclea).
A Cóclea
 
• endolinfa - líquido do ducto coclear.
• órgão de Corti.
↪ membrana basilar 
↪ membrana tectória
↪ células ciliadas.
• sons diferentes vibram partes diferentes da cóclea ativando neurotransmissores
• os dois hemisférios cerebrais recebem o som das duas cócleas, diferente da visão.
Tipos de Surdez
• De condução - obstrução no canal auditivo externo, ou lesões no tímpano e ossículos.
↪ possibilidade de usar aparelho auditivo.
• Nervosa - lesões na cóclea ou no nervo ótico.
Radioatividade
Átomos
• Este elemento químico apresenta:
• número atômico Z = 7
• número de massa A = 14
Isótopos
• mesmo número de prótons.
	12C - Carbono 12
	14C - Carbono 14
	6 prótons
	6 prótons
	6 nêutrons
	8 nêutrons
	98,9% do carbono total
	0,0000000001% do carbono total
Carbono 14 
• radioatividade natural.
Datação com Carbono 14
↪ Os animais e humanos ingerem carbono 14 provenientes das plantas, que são produzidos através da combinação de raios cósmicos com oxigênio que formam o dióxido de carbono e são absorvidos na fotossíntese. 
↪ Quando morremos paramos de absorver novos átomos do Carbono 14 que não são mais repostos e começam a decair, enquanto os de Carbono 12 continuam constantes.
↪ Para determinar a idade de um fóssil é só comparar uma amostra de Carbono 12 e Carbono 14.
• Meia vida do Carbono 14 é de 5730 anos.
↪ tempo necessário para que metade do número de átomos do isótopo radioativo presente em uma amostra se desintegre.
Chernobyl (1986)
• 180 toneladas de combustível nuclear, 3,6 mil Kg eram urânio puro (92U235).
• mais de 9 mil pessoas morreram em decorrência à exposição de césio-137 e iodo-131.
• aumento significativo dos casos de câncer de tireóide em países próximos.
Radiação Ionizante
• Modifica átomos.
• Se atinge átomos de DNA pode sofrer mutação, gerando tumores.
Emissão Primária
• alfa - 2 prótons e 2 nêutrons.
• 2α4
Ex.:
 88Ra226 → 2α4 + 86Ra222
• beta 
- β - - “é como se um nêutron virasse um próton”
- β + - “é como se um próton virasse um nêutron”
Ex.: 
2X4 → β - + 3Y4
↪ o número de prótons aumenta uma unidade e o número de massa não muda.
2X4 → β + + 1Z4 
↪ o número de prótons diminui uma unidade e o número de massa não muda.
• gama
• γ - energia (onda) eletromagnética emitida a partir do núcleo do átomo como consequência da emissão de partículas alfa e beta.
• raios X - energia eletromagnética emitida da eletrosfera
◦Obs.: não atravessam ossos, só tecidos moles.
Radiação Não Ionizante
• ultrassom
• campo magnético
Uso de Radiação em Exame de Imagem
Radiação Ionizante
Raio X
• o cátodo emite elétrons no metal e a eletrosfera do metal libera raios x, que queimam o filme ao atravessar estruturas ficando preto.
Tomografia Computadorizada
• composto por uma fonte emissora de raio x e de um detector que gira 360º e a imagem é formada no computador.
• o contraste é utilizado para facilitar a detecção.
Cintilografia
• o paciente é quem emite a radiação devido à ingestão de uma radiofármaco (específico para cada região), que é captada pela gama câmera.
Tomografia por Emissão de Pósitrons (PET)
• é registrada a atividade dos tecidos por meio da emissão de radiação β- através da ingestão de um radiofármaco.
Radiação Não Ionizante
Ressonância Magnética
• ímã gera um campo magnético e o computador forma as imagens com base na diferença de conteúdo de H+ nos tecidos.
Ultrassonografia
• o aparelho emite ondas sonoras com frequência maior que 20.000 Hz, com base no eco e no tempo que o som demora para voltar, o computador constrói a imagem.
• o gel melhora a condução das ondas.
• densidades diferentes distinguem os tipos de massa.
↪ ex.; mama e nódulo.