LIVRO DE BIOFÍSICA Resumos ilustrados - Silvia Prado 2021 v2_021cbfd305380567fdbf28c47be8c3e3

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Resumo Ilustrado de Biofísica
UFPR – 2021
Profa. Silvia Prado
Resumos 
elaborados por 
estudantes do 
curso de Ciências 
Biológicas
Resumo Ilustrado de Biofísica
UFPR – 2021
Profa. Silvia Prado
2Silvia Prado
Apoio:
Universidade Federal do Paraná
Setor de Ciências Biológicas
Depto. de Bioquímica e Biologia Molecular
Disciplina: Biofísica
Ensino Remoto Especial 2 
Curso de Ciências Biológicas
Resumos elaborados pelos estudantes como parte 
integrante da disciplina ofertada no período especial pelos 
professores Guilherme Sassaki e Silvia R.T. Prado.
Os resumos foram formatados sem alteração para esta 
publicação.
Setor de Ciências Biológicas - UFPR 
Diretor: Prof. Dr. Edvaldo da Silva Trindade
Vice-diretor: Prof. Dr. Emanuel Maltempi
Depto. de Bioquímica e Biologia 
Molecular
Chefia: Profa. Dra.Sheila Winnischofer
Vice-chefia: Prof. Dr. Diogo R. B. Ducatti
Produção e Diagramação
Elaboração dos resumos
profa Dra Silvia Regina Tozato Prado
Organização e Edição
profa Dra Silvia Regina Tozato Prado
Formatação-apoio: Gabriela Mondini
Resumo Ilustrado de Biofísica
UFPR – 2021
Profa. Silvia Prado
Sumário
3Silvia Prado
5 ÁGUA – Uma molécula simples e suas propriedades essenciais à vida
7 Interações Moleculares
9 Biofísica dos fluidos
11 Hidrodinâmica
13 Fluxo sanguíneo
15 Difusão, Diálise e Difusão Simples
22 Diálise renal
24 Canal de Cl CFTR e Fibrose cística
26 Movimento Browniano e Equilíbrio Químico
28 Osmose e Pressão Osmótica
30 Obtenção de Água Potável a Partir da Água do Mar
32 Tonicidade e Pressão Osmótica
34 Equilíbrio de Gibbs-Donnan
36 Transporte Através da Membrana e seus Mecanismos Físico-Químicos
40 Efeito do pH no transporte de substâncias através da membrana
42 Transporte Passivo, Ativo e Ativo Primário
48 Bioeletrogênese e Função Neural
52 Potencial de Equilíbrio (Potencial de Nernst) e Potencial de Repouso
57 Bomba de Na+/K+ ATPase e Vida
59 Processos Adaptativos e Salinidade e as Plantas
63 Estimativa de Potencial Elétrico em Células e Potencial de Ação
67 Toxicidade Neural
69 Canais Iônicos
71 Atividade dos Canais Iônicos nos Processos Epilépticos
73 Toxinas e Canais Iônica
Resumo Ilustrado de Biofísica
UFPR – 2021
Profa. Silvia Prado
Sumário
4Silvia Prado
75 Canais Acoplados a Proteína G
77 Coronavírus e os Receptores Celulares
79 Biofísica Renal
81 Manutenção da Pressão Sanguínea
83 Transporte de Gases
85 Efeito da Altitude no Transporte de Gases
87 Coronavírus e o Transporte de Oxigênio
89 Regulação Ácido-Base e Efeito do pH nas Biomoléculas
93 Transporte Gasoso no Sistema Respiratório
95 Energia de Gibbs e as Transformações Químicas nas Células
97 Termodinâmica: Transformações de Energia nos Processos Biológicos
99 Efeito das Radiações em Biomoléculas, Radiação e Câncer
103 Biofísica da Visão, Fotorrecepção
107 Biofísica da Audição
109 Biofísica de Respiração
Resumo Ilustrado de Biofísica
UFPR – 2021
Profa. Silvia Prado
ÁGUA – Uma molécula simples e suas 
propriedades essenciais à vida
➔ A água (H2O) já é uma substância extremamente essencial
para vida. Mas você sabia que foi a partir da água que a
vida começou?
◆ O primeiro organismo vivo na Terra surgiu de um 
meio aquoso, e desde então a evolução é moldada
a partir das propriedades da água no qual a vida
começou.
Um exemplo da importância da água
para os seres vivos é que ela
constitui mais de 70% do peso da
maioria dos organismos! É muita
coisa. Essa quantidade está dividida
em diferentes funções:
◆ Urina, alimentos ingeridos e
plasma sanguíneo, realizando
o transporte de substância
essenciaispara vida.
➔ Estruturalmente, a molécula da água é bastante simples. Ela
é composta por dois átomos de hidrogênio e um átomo de
oxigênio.
▪ Cada átomo de hidrogênio tem uma ligação
covalente com o átomo de oxigênio,
compartilhandoum par de elétron com ele.
▪ O oxigênio, por sua vez,
tem um par de elétrons
não compartilhados, de
modo que dos quatro
pares elétrons que estão
presentes em volta desse
átomo, dois estão ligados
covalentemente com o
hidrogênio e os outros
dois são não
compartilhados no outro
lado do átomo de
oxigênio.
Elétrons na molécula 
de água.
Fonte: KhanAcademy.
➔ A água é uma molécula polar: essa molécula tem uma
distribuição desigual da densidade de elétrons.
▪ Por causa dos pares de elétrons não-
compartilhados, a água tem uma carga negativa
parcial (δ-) junto ao oxigênio, enquanto tem uma
carga positiva parcial (δ+) junto aos átomos de
hidrogênio.
▪ A atração entre as cargas positivas parciais do
hidrogênio e as cargas negativas parciais do
oxigênio resulta na formação da ligação de
hidrogênio ou ponte de hidrogênio.
Ligação de Hidrogênio.
Fonte: The University of Arizona - Biology.
➔ A ligação de hidrogênio, resultante da polaridade da água, é o
que dá a essa molécula as suas propriedades:
▪ Suas propriedades solventes,coesão e adesão,
calor específicoe densidade.
➔ O oxigênio – que é mais eletronegativo – atrai elétrons e os
mantém longe dos átomos de hidrogênio, gerando essa
diferença de carga que faz com que as moléculas de água
se atraiam facilmente.
Ligação de Hidrogênio.
Fonte: Biologia Total.
➔ As ligações de hidrogênio são um tipo de força intermolecular
do tipo dipolo-dipolo. É um tipo de interação que ocorre
somente entre moléculas polares e com átomos muito
eletronegativos.
▪ Ocorre entre átomos de flúor (F), oxigênio (O) ou
nitrogênio (N) ligados diretamente ao hidrogênio
(H).
➔ São as ligações de hidrogênio as responsáveis pelas propriedades incomuns da água.
▪ O ponto de fusão, ebulição e calor de vaporização da água é maior do que de outros solventes comuns. Isso acontece
devido a atração entre as moléculas de água próximas que oferecem uma coesão interna alta à água líquida.
▪ O compartilhamento desigual de elétrons causa dois dipolos na água: um positivo na ligação H – O, e outro negativo como
oxigênio. Como resultado disso, existe uma atração eletrostática entre o átomo de oxigênio de uma molécula de água e o
átomo de hidrogênio de outra, o que forma justamente a ligação de hidrogênio.
▪ As ligações de hidrogênio são direcionais, de modo que são capazes de manter duas moléculas unidas em um arranjo
geométrico específico: isso faz com que essa ligação seja capaz de conferir estruturas tridimensionais muito específicas
para proteínas e ácidos nucleicos (que contem muitas ligação de hidrogênio intermoleculares).
Quantidade de água no corpo
Fonte: Brasil Escola.
Resumo Ilustrado de Biofísica
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Profa. Silvia Prado
Rebeca Dias Pegollo
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Resumo Ilustrado de Biofísica
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Profa. Silvia Prado
BIBLIOGRAFIA:
● CLAVICO, E.; GOMES, A. S. Propriedades físico-químicas da água. UFF – Departamento de Biologia Marinha.2005.
● SOUZA, J. L. M. Unidade 2 – Propriedades físicas da água. UFPR/SCA/DSEA. Relação água-solo-planta-natureza.
● LEHNINGER, T. M., NELSON, D. L. & COX, M. M. Princípios de Bioquímica. 6ª Edição, 2014. Ed. Artmed Cap 1. Páginas 45-75.
● MORALES, M.; ROBERTO, M.; ANGELIS, D. Importância da água para a vida e garantia de manutenção da sua qualidade. Instituto de Biociências – UNESP.
➔ A água é um solvente polar e, por isso, é capaz de dissolver
facilmente biomoléculas, que são também compostos
polares.
▪ Compostos que se dissolvem facilmente em água
são hidrofílicos, enquanto solventes apolares tem
facilidade para dissolver hidrofóbicos.
➔ Considerado um solvente universal, é o mais eficiente do
planeta e consegue se associara substâncias diversas.
➔ A água dissolve sais através do enfraquecimento das
interações eletrostáticas entre os íons, além de dissolver
também biomoléculas carregadas, como grupos
carboxílicos ionizados.
▪ A água substitui as ligações de H soluto-soluto por
ligações de água soluto-água, de modo que faz a
blindagem de interações eletrostáticas entre as
moléculasdo soluto.
➔ Essa características de ser um excelente solvente é muito
importante, pois é a partir disso que a águaconsegue
dissolver sais e compostos polares essenciais a vida.
➔ A molécula H2O é essencial para vida. Ela está presente
em tudo, e deu origem ao mundo que vivemos hoje.
➔ Outro exemplo da importância da água no corpo humano é
o sangue.
➔ Você sabia que 90% do plasma sanguíneo é constituído
por água?
▪ É no plasma que ficam os sais minerais e proteínas,
a albumina (que faz a manutenção da pressão
osmótica do sangue) e as imunoglobulinas, que são
importantes anticorpos.
➔ Já nas hemácias, a água se encontra fortemente ligada a
hemoglobina, participando da sua estrutura cristalina.
Hemoglobina com água (a) e sem (b).
Fonte: Princípios de Bioquímica.
➔ Outro exemplo da importância da água para a vida é a osmose,
caracterizada pelo movimento da água através de uma
membrana semipermeáveldevido a diferença de pressão.
▪ As moléculas de água tendem a se mover do meio
de maior concentração de água (menos
concentração do soluto) para o de menor
concentraçãode água.
▪ É a difusão das moléculas de água, da região mais
concentrada para menos, que gera a pressão
osmótica.
Osmose nas células.
Fonte: Toda Matéria.
➔ A osmose é um fator importante na vida das células.
➔ Dependendo da solução em que a célula se encontra, a célula
irá perder ou ganhar água.
▪ Meio hipotônico: a célula absorve água do meio, 
por osmose, e sofre turgência (aumenta).
▪ Meio hipertônico: a célula perde água, por 
osmose, para o meio e sofre plasmólise (encolhe).
▪ Meio isotônico: a célula nem perde nem ganha
água, pois fica em equilíbrio.
➔ O estado físico da água também é uma propriedade que a
torna essencial para vida.
▪ Em temperatura ambiente, a água fica em
estado líquido. Esse estado é muito bom
para difusão de compostos orgânicos e a
ocorrência mais eficiente de reações
químicas importantes.
▪ Além disso, na água que bebemos há vários
nutrientes, como o cálcio e magnésio.
▪ A água líquida faz, também, o transporte de 
substâncias essenciais.
Água.
Fonte: SóBiologia.
➔ A propriedade de coesão e adesão é um fenômeno que envolve a afinidade entre moléculas e permite interações eletrostáticas 
da água com outras moléculas polares, o que ocorre bastante na natureza.
▪ Coesão é a afinidade entre moléculas ou substâncias iguais entre elas mesmas, enquanto que adesão é a atração entre 
moléculas ou substâncias diferentes. Na água as ligações de hidrogênio favorecem a forte atração entre moléculas.
➔ Essa atração da água é responsável pela capilaridade, que é ao movimento da água nos espaços estreitos, entre partículas de solo 
e nas paredes das células vegetais. É a partir disso quee a árvore recebe seus nutrientes.
▪ Essa atração faz com que a água consiga chegar em células mais restritas nos corpos dos seres vivos, levando nutrientes 
necessários para vida.
Resumo Ilustrado de Biofísica
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Profa. Silvia Prado
Rebeca Dias Pegollo
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Resumo Ilustrado de Biofísica
UFPR – 2021
Profa. Silvia Prado
Resumo Ilustrado de Biofísica
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Profa. Silvia Prado
➔ Moléculas, átomos e íons podem se relacionar de duas
maneiras diferentes; reagindo ou interagindo. Nesse caso
específico, trataremos de interações químicas.
➔ Durante uma interação química as moléculas envolvidas
se atraem ou se repelem, mas não formam ligações químicas.
➔ Além disso, as interações moleculares estão
intimamente relacionadas com as propriedades termodinâmicas
de líquidos, sólidos e gases.
➔ É interessante perceber que compostos formados
apenas por átomos de carbono e hidrogênio podem variar
macroscopicamente. Enquanto CH4 é um gás em temperatura
ambiente, C8H18 é um líquido. Essas características estão
intimamente associadas com a natureza das interações
moleculares.
➔ A compreensão de como as interações moleculares
funcionam é de suma importância, principalmente, se tratando
de sistemas biológicos. As moléculas de DNA e RNA, essenciais à
vida como conhecemos, são mantidas em suas estruturas
tridimensionais através de interações intra e intermoleculares.
➔ Descrição das forças intermoleculares:
▪ Cientistas como Robert Boyle, Jacques Charles,
Joseph-Louis, Gay-Lussac e Johannesvan der
Waals, foram pioneiros no estudo de interações
moleculares, a partir da ideia de alguns desses
cientistas que foi proposta a equação de estado
dos gases ideais
➔ Em que P é a pressão, V é o volume, T a temperatura, n o
número de moles do gás contidos no recipiente e R é a
constante universal dos gases ideais.
▪ Essa equação nos permite observar alguns
comportamentos referente aos gases. Por
exemplo: 1 mol de qualquer gás ocupará o
mesmo volume, caso estejam sob a mesma
temperatura e a mesma pressão. Pois, a equação
dos gases ideais não contempla qualquer
informação referente ao sistema sob estudo, por
isso, as propriedades termodinâmicas estudadas
serão as mesmas para qualquer gás. Entretanto,
quando o fator compressibilidade é adicionado
(Z), que é representado em equação a seguir:
▪ Interações intermoleculares causam um desvio
no valor ideal de Z = 1.
▪ Essas interações surgem a partir de forças
intermoleculares, cuja a natureza é elétrica, e
isso faz com que as moléculas influenciem o
comportamento de outras moléculas á sua volta.
▪ Essas forças são as responsáveis pelo desvio do
comportamento ideal dos gases, além disso, essa
força é mais eficiente com o inverso da distância
de separação entre as moléculas, ou seja, ela
atua melhor em pequenas distâncias.
Interações Moleculares
Marcelo Teles Maraschim
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Resumo Ilustrado de Biofísica
UFPR – 2021
Profa. Silvia Prado
Resumo Ilustrado de Biofísica
UFPR – 2021
Profa. Silvia Prado
BIBLIOGRAFIA: 
● ROCHA, W. R. Interações intermoleculares. Cadernos temáticos de Química Nova na Escola, 4, 31 –36, 2001. Disponível em: 
<http://qnesc.sbq.org.br/online/cadernos/04/interac.pdf> Acesso em: 27/01/2020
● ALBERTS, Bruce. Fundamentos da Biologia Celular. 3. ed. Porto Alegre: Artmed, 2011. 843 p. Cap 2 páginas 41-50.
● Imagens ilustrativas retiradas do Google.
➔ Podemos ilustrar como se dá a formação de um complexo
intermolecular:
▪ Imagine que uma molécula A interage com uma
molécula B, formando um complexo A-B
➔ É possível calcular o ganho adicional de energia devido às
ligações intermoleculares através da fórmula:
➔ E essa energia pode ser decomposta em seus vários
componentes:
➔ Visto isso, podemos notar que as principais contribuições
energéticas do complexo A-B podem ser encontradas. E a partir
disso, podemos nos questionar quais são as forças intermoleculares
atuantes nesses tipos de complexos?
➔ Interações iônicas:
▪ São interações que ocorrem entre um cátion e um
ânion, ou seja, são eletrostáticas, nesse caso, fortes.
Normalmente está associada à compostos iônicos,
como sódio, potássio, etc.
▪ A lei de Coulomb descreve matematicamente esse
tipo de interação:
▪ Em que q1 e q2 são as cargas das partículas
e r é a distância que separa as mesmas e ε
é a constante elétrica do meio.
➔ Interações dipolo-dipolo
▪ Nesse caso, a molécula sofrerá polarização,
pois aqui trabalhamos com moléculas com
diferentes níveis de eletronegatividade. E isso
fará com que as moléculas interajam de forma
diferente uma da outra.
▪ Como o Cloro é mais eletronegativo ele exerce
uma força maior sobre os elétrons na ligação
covalente do que o nitrogênio. Por isso, os
elétrons tendem a ficar mais tempo ao redor do
Cloro do que do nitrogênio.
➔ Ligações de hidrogênio:
▪ Ocorre quando um composto covalente contém
um átomo de hidrogênio ligado a um
nitrogênio, flúor ou oxigênio. O átomo de
hidrogênio acaba exercendo uma atração muito
forte no par de elétrons solitários dos átomos
de N, O ou F.
➔ Forças de dispersão de London
▪ Esse tipo de interação ocorre em compostos
não polares. Ou seja, dois compostas que não
possuem cargas parciais nem positivas, nem
negativas.
▪ Mas esse tipo de interação pode ocorrer quando,
temporariamente, os elétrons de um átomo se
moverem para um lado, tornando-opolar
temporariamente.
Marcelo Teles Maraschim
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Resumo Ilustrado de Biofísica
UFPR – 2021
Profa. Silvia Prado
Resumo Ilustrado de Biofísica
UFPR – 2021
Profa. Silvia Prado
➔ Hidrodinâmica
▪ Estuda o movimento dos fluidos, importante
para a biologia pois está relacionado com a
circulação sanguínea.
➔ Principio de Bernoulli
▪ Demonstra o comportamento de um fluido a
partir de uma linha continua (linha de
corrente) e a relação da velocidade de um
fluido com a pressão do fluido e o diâmetro do
tubo como mostrado na figura 02 nos pontos 1
e 2 a velocidade é diferente;
▪ A energia de um fluido depende de 3
componentes: a cinética, o potencial
gravitacional e a energia de fluxo (energia do
fluido devida a sua pressão).
▪ O escoamento é laminar quando a velocidade do
fluido forma uma parábola, nas paredes do tubo a
velocidade é menor e no eixo central a velocidade é
máxima (Fig. 03).
➔ Escoamento Turbulento
▪ É o escoamento de maneira irregular do fluido,
quando a velocidade ultrapassa o limite. É definido
pelo número de Reynolds.
➔ A viscosidade causa resistência ao movimento do fluido
▪ Em baixas temperaturas a viscosidade do fluido
aumenta, por isso se diminuirmos a temperatura
corporal a resistência do sangue nos vasos aumenta
e a nossa circulação diminui.
➔ Calculando a velocidade pela Lei de Poiseulle
▪ Expressa que a velocidade média do fluxo atravez de
um tubo de raio r é diretamente proporcional ao
quadro desse raio e ao gradiente de pressão, como
também é inversamente proporcional a viscosidade
do flluido. v =
𝜋∆𝑃𝑟4
8𝜂∆ℓ
1
𝜋𝑟2
➔ Pressão hidrostática
▪ Todo corpo que é imerso em um fluido em repouso sofre
uma pressão em toda a sua superfície. Essa pressão
depende da densidade do fluido e da profundidade.
➔ Principio de Arquimedes (empuxo)
▪ A flutuação (empuxo) é dada pela força do fluido que foi
deslocado empurrando o corpo para cima quando este é
imerso no fluido. A força do deslocamento depende do
volume, da massa e da densidade do corpo em relação ao
fluido.
Figu 1
Fonte: Biofísica dos fluidos
Fig. 02 (Fonte: Google)
Fig. 03 (Fonte: Google)
Bruna Martins Faustino
Biofísica dos Fluidos
➔ Escoamento Laminar (equação de Poiseuille)
▪ Em um fluido real, no escoamento por um tubo
horizontal há a queda de pressão diminuindo a sua
energia devido a viscosidade do fluido;
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Resumo Ilustrado de Biofísica
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Profa. Silvia Prado
➔ Capilaridade e a Natureza
▪ A capilaridade é a explicação pela qual a água
(seiva bruta) consegue sair da raiz de uma
árvore e chegar até as sua folhas com muitos
metros de altura (Fig. 07).
Resumo Ilustrado de Biofísica
UFPR – 2021
Profa. Silvia Prado
BIBLIOGRAFIA: 
● Biofísica dos fluidos. Disponível em: <https://www1.univap.br/spilling/BIOF/BIOF_06_Fluidos.pdf> Acesso em 31-01-2021 às 23:40h.
● A Química do corpo humano: Tensão superficial nos pulmões. Disponível em: <http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc16/v16_A02.pdf> Acesso em 31-01-
2021 às 22:35 h.
● Khan Academy: Fluidos. Disponível em: <https://pt.khanacademy.org/science/physics/fluids> Acesso em 31-01-2021 às 23:00h
● Imagens ilustrativas retiradas do Google.
➔ Tensão Superficial
▪ É a energia potencial de superfície proporcional a
área, ocasionada por 2 substâncias que estão em
contato. São de suma importância para o
funcionamentodos pulmões em animais;
▪ A tensão ocorre devido a assimetria de forças
ocasionadas pelas moléculas em coesão, ou seja, no
meio de um liquido a força é nula já na superfície isso
não ocorre de vido a força resultante das moléculas
que são forçadas para dentro com uma coesão muito
mais forte entre elas formando assim umas tensão na
superfície (Fig. 04).
➔ A Tensão Superficial nos Pulmões
◆ Os pulmões pegam oxigênio do ar inalado e trazem
para dentro dos capilares através dos alvéolos, para
isso o alvéolos usam da tensão superficial para
facilitar o processo de absorção do oxigênio (Fig. 05);
◆ Os alvéolos sintetizam os surfactantes pulmonares,
uma substancia fosfolipídica, que como o detergente
diminui a tensão superficial, os surfactantes formam
uma monocamada na superfície do alvéolos
impedindo que as paredes dos alvéolos grudem
aumentando a passagem de ar, para isso, se reduz
muito a tensão superficial e aumentando a difusão
de oxigênio.
➔ Capilaridade
▪ É a força de atração
entre o liquido e a
parede de um
recipiente (força de
adesão), formando
uma curva, onde
nas paredes do
recipiente a altura
do liquido é maior
que no meio
formando um
menisco, o efeito é
aumentado se um
tubo capilar for
inserido no meio do
recipiente (Fig. 06);
▪ Quanto menor for o
raio tubo capilar
maior é a altura
alcançada do
liquido, ou seja, tem
maior ação capilar,
mas também
depende da
natureza do liquido.
Fig. 06
(Fonte: Khan Academy)
Fig. 07 (Fonte: Google)
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Bruna Martins Faustino
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Resumo Ilustrado de Biofísica
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Profa. Silvia Prado
➔ A hidrodinâmica é o estudo do movimento de fluidos e como
o mesmo interage com os corpos a sua volta
➔ A atuação da hidrodinâmica se encontra, por exemplo, em:
▪ Rios
▪ Bacias
▪ Usinas hidrelétricas e entre outros
➔ Forças gravitacionais, como de atrito e entre outras (que
são os fatores utilizados nos cálculos de hidrodinâmica)
afetam desde a qualidade da água até a conservação de
ecossistemas.
➔ Tipos de escoamento
➔ Escoamento estacionário ou laminar: Ocorre
quando a velocidade de escoamento for a mesma em
todos os pontos.
▪ Ex: escoamento de ar e gases
➔ Escoamento não estacionário ou turbulento:
Quando a velocidade do fluido varia no decorrer to
tempo
▪ Ex: Quedas d’agua em rochas
- A viscosidade do fluido e tamanho dos tubos tem
influência enorme no escoamento dos fluidos,
➔ Vazão
➔ É a razão entre volume e tempo Q = V/t, ou seja, a 
velocidade que um fluido escoa por uma determinada 
seção
Q = Vazão
V = Volume do fluido
t = Tempo
Sua unidade é m/s²
➔ Também vale a pena falarmos da equação de
continuidade.
▪ Ela diz que quanto maior a seção, menor
será a velocidade que o fluido irá escoar
➔ Velocidade da pressão.
▪ Ao passar de uma área maior para uma menor, a
velocidade do fluido irá aumentar em razão da
pressão na parte larga ser menor do que na parte
estreita.
▪ Essa definição também se baseia na equação de
continuidade.
http://www.ebanataw.com.br/roberto/chuvas/enchente.htm
https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/hidrodinamica.htm
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Allana Kiara Peretti da Silva
Hidrodinâmica
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Resumo Ilustrado de Biofísica
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Profa. Silvia Prado
BIBLIOGRAFIA: 
● Hidrodinâmica. Disponível em: <https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/hidrodinamica.htm> Acesso em 28-01-2021 às 18:20 h.
● Enchente, transbordamento (...). Disponível em: <http://www.ebanataw.com.br/roberto/chuvas/enchente.htm> Acesso em 28-01-2021 às 18:35 h.
● LEHNINGER, T. M., NELSON, D. L. & COX, M. M. Princípios de Bioquímica. 6ª Edição, 2014. Ed. Artmed Cap 6.3 páginas 200-213.
● Imagens com a fonte logo abaixo
➔ As equações de Saint Venant e Manning exemplos de equações utilizadas como um meio importante de calcular um fator
biológico bastante relevante - os movimentos fluviais, especialmente o fenômeno de escoamento em canais abertos
▪ Essa equação foi deduzida pela primeira vez por Barre de Saint-Venant
▪ Ela descreve o fluxo não permanente e não uniforme em um canal unidirecional e aberto.
➔ Equação de Saint Venant
▪ Vazão: Q [m3 . S-1 ] ;
▪ Contribuição lateral: q [m2 . S-1];
▪ Área transversal: A [m2];
▪ Profundidade: h [m];
▪ Aceleração da gravidade: g [m.s-
2];
▪ Tempo: t [s];
▪ Distância longitudinal: x [m];
▪ Declividade: S0 [m.m-1],
▪ Declividade da energia: Sf [m.m-
1].
➔ Equação de Bernoulli
▪ Descreve o comportamento de um fluido em movimento no interior de um
tubo.
▪ É a principalequação no estudo de mecânica dos fluidos.
▪ Ela explica, por exemplo, como os aviões se mantém no ar: o ar exerce
pressão menor ao passar pelas asas do avião do que a pressão embaixo
dele. Essa pressão consegue criar uma força, de baixo para cima, que
mantém o avião no ar.
https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/equacao-bernoulli.htm
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Profa. Silvia Prado
Allana Kiara Peretti da Silva
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Profa. Silvia Prado
➔ O fluxo sanguíneo define a quantidade de sangue que
passa por um dado ponto na circulação em determinado
período.
➔ Existem dois tipos de fluxosanguíneo:
▪ O fluxo sanguíneo laminar: estável
▪ O fluxo sanguíneo turbulento:desordenado
➔ O fluxo sanguíneo laminar ocorre em linhas de corrente
nas quais as camadas de sangue estão equidistantes da
parede do vaso, tendo assim maior velocidade em certos
pontos.
➔ O fluxo laminar no interior é determinado pelo
gradiente de pressão.
➔ O atrito interno ocorre por causa de cada anel
de fluxo que possui velocidade própria gerando o
atrito entre as camadas de liquído em
movimento.
➔ Através da equação de Hagen-Poiseuille é
possível observar que o fluxo é inversamente
proporcional ao comprimento do tubo e a
viscosidade é proporcional à potência do raio.
➔ Então desde que a pressão arterial e a
viscosidade sanguínea estejam preservadas o
fluxo será laminar.
➔ O fluxo sanguíneo laminar pode ser
calculado através da equação de Hagen-
Poiseuille.
∆𝑃= 𝑃𝐴−𝑃𝐵
Sendo:
▪ ∆𝑃= diferença de pressãosanguínea
▪ PA = pressão no ponto
▪ PB = pressão no pontoB
➔ Hidrodinâmica
▪ Os fluidos são incapazes de preservar sua
forma.
▪ No momento em que a força de
cisalhamento atua, uma camada de
líquido se desloca sobre a outra,
adjacente, gerando uma forma de atrito
interno que se opõe a esse movimento
entre as camadas .
▪ A viscosidade provoca resistência ao fluxo
no interior de um tubo cilíndrico (veia ou
artéria), levando à formação de
velocidade máxima até a velocidade nula.
▪ As camadas evitam a mistura dos
elementos.
https://medpri.me/upload/texto/texto-aula-1034.html
https://medpri.me/upload/editor/CARDIO%20!.png
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UFPR – 2021
Profa. Silvia Prado
Carolaine Santos Spredemann
Fluxo Sanguíneo
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UFPR – 2021
Profa. Silvia Prado
BIBLIOGRAFIA:
● Conceitos de física básica que todo cirurgião cardiovascular deve saber. Parte I - mecânica dos fluídos. Disponível em:< 
https://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0102-76382010000100006 > Acesso em 29-01-2021 às 08:45 h.
● Fisiologia vascular. Disponível em: < https://pt.slideshare.net/lacuniderp/fisiologia-vascular > Acesso em 29-01-2021 às 10:25 h.
● LEHNINGER, T. M., NELSON, D. L. & COX, M. M. Princípios de Bioquímica. 6ª Edição, 2014. Ed. Artmed Cap 6.3 páginas 200-213.
● Imagens com as fontes embaixo dasmesmas.
➔ Fluxo sanguíneo turbulento
▪ Quando o raio do tubo aumenta o fluxo deixade obedecer à equação deHagen-Poiseuille.
▪ O engenheiro inglês Osbourne-Reynolds demonstrou que o fluxo deixa de ser laminar e passa a ser turbulento
quando ocorre uma alteração na resistênciahidráulica, os fluido se misturam.
▪ Mais energia é dissipada no sistema devido o aumento da resistência.
● P = pressão (mmHg);
● ρ= densidade (g/cm3);
● g = aceleração da gravidade
(9,8m/s2);
● h = altura (m).
● ha = hb então ao subtrair os
membros ρgh que a equação fica
da seguinte maneira:
● permitindo então saber o
fluxo.
➔ A relação entre fluxo e a
pressão não é mais
determinada pela equação de
Hagen-Poiseulle como
anteriomente.
➔ O aumento da resistência
vascular = fluxoturbulento.
➔ A formação de uma
dilatação torna o fluxo
turbulento.
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Profa. Silvia Prado
➔ No fluxo turbulento certa quantidade da energia é dissipada em energia cinética,
que movimenta o líquido em ondas laterais, ao contrário do fluxo laminar. Que possui
movimento contínuo.
➔ O fluxo turbulento pode ser explicado através da equação de Bernoulli a qual
mostra a relação entre a velocidade e a pressão exercida por um líquido em
movimento.
➔ Quando a velocidade de um fluido aumenta, a pressão exercida pelo fluido
diminui.
➔A fórmula de Bernoullié:
https://pt.khanacademy.org/science/physics/fluids/fluid-dynamics/a/what-is-bernoullis-equation
https://app.uff.br/riuff/bitstream/1/3787/1/Helena%20Naly%20Miguens%20Rocha.pdf
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Carolaine Santos Spredemann
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https://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0102-76382010000100006
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Profa. Silvia Prado
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Profa. Silvia Prado
Mas por que a difusão acontece?
➔ Ela acontece como uma estratégia que aparece em sistemas que
apresentam uma organização heterogênea de seus elementos, ou
seja, existe um desequilíbrio do mesmo, sendo assim, a difusão é
um processo que busca alcançar o equilíbrio, em que mais
precisamente, ao final do processo teremos os elementos
dispersos de forma homogênea.
➔ Como exemplo, temos a imagem ao lado. Para se alcançar o
equilíbrio temos o transporte de substâncias do meio que estão
em maior concentração para o de menor concentração, de tal
modo que ao final, a concentração em ambos os meios sejam
iguais.
Definição
Quando falamos sobre soluções, devemos levar em consideração a dinâmica que ocorre entre as partículas que a compõe, e
uma das dinâmicas mais conhecidas é a Difusão, que pode ser definida como:
➔ O processo aonde ocorre a passagem de substâncias de um meio mais concentrado para um menos concentrado.
▪ Modelo termodinâmico: Este modelo levará em consideração a cinética de cada molécula em dada
quantidade de energia presente no sistema, ou seja, quando uma molécula realiza um movimento, ela irá
liberar energia relacionando com a sua velocidade. Moléculas menores, irão atingir uma velocidade maior,
liberando mais energia. Enquanto particular maiores, terão menor velocidade de deslocamento e liberam
menos energia. Então neste caso, quando falamos sobre difusão, falamos principalmente sobre uma
distribuição homogênea de moléculas que liberam mais energia entre os meios.
➔ Dois modelos de compreensão da atuação da difusão:
▪ Modelo mecânico: Trata-se do modelo mais usado em conceitos biológicos, que tem como base a ruptura da
inércia das partículas, ou seja, existirá uma força que irá orientar as partículas para longe do local inicial. Essa
força é denominada “força de difusão”, que é determinada pelo gradiente de concentração.
▪ A figura abaixo demonstra essa situação, duas substâncias irão orientar suas particular para diferentes
direções, então ao final teremos a mesma quantidade de partículas em cada meio.
Disponível em: https://www.todamateria.com.br/
difusao-simples/. Acesso em: 27 de jan. 2021.
Disponível em: https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/978-85-277-2127-1/. Acesso em: 28 Jan 2021. 
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Breno Gonçalves da Silva
Difusão e Diálise
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Profa. Silvia Prado
➔ Difusão Simples: A substância irá se mover
de um lado da célula ao outro por meio da
membrana plasmática, apenas em
decorrência do gradiente de concentração,
sem gerar gasto energético. Exemplos: O2,
CO2, ácido graxo e hormônios esteroides.
Diálise
➔ Em termos físicos trata-se do processo em que ocorre a separação de moléculas por meio de membranas semipermeáveis que
contém poros.
➔ Já no que diz respeito a seu conceito de forma aplicada, trata-se de um tipo de filtração molecular.
➔ Tipos de difusão:
Hemodiálise
Técnica baseada em princípios de
ultrafiltração e difusão.
Basicamente ela ocorre por meio
de uma máquina que filtra o
sangue e dentro dela ele passa
por diferentes soluções com
concentrações de elementos
próximas ao do sangue,
promovendo a saída apenas de
substâncias tóxicas por meio do
principio da diferença do
gradiente de concentração.
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UFPR – 2021
Profa. Silvia Prado
➔ Difusão Facilitada: Neste caso, a substância sai da célula por meio
de proteínas presentes na membrana, podendo elas serem de dois
tipos, proteína canal que interage fracamente com o soluto que vai
ser transportado; e a proteína carreadora que irá interagir mais com
o soluto, alterando sua estrutura para permitir sua passagem. A
imagem abaixo, demonstra esse processo:
Diálise Peritoneal
Esta técnica é realizada por meio
de um cateter que é colocado no
abdômen do paciente utilizando
de uma pequena máquina,
infunde um líquido que ficará
próximo ao peritônio, e então
possibilitará a passagem de
substâncias tóxicas para este
líquido, para que mais tarde, o
mesmo seja drenado até o
aparelho novamente.
Importante!
Ambos procedimentos tem como base para seu funcionamento a
diálise, em que irá ocorrer a passagem de substâncias de um meio
para outro por meio de uma membrana, seja ela dentro do aparelho
como é o caso da hemodiálise ou se utilizando de uma membrana
do nosso próprio organismo, como é o caso da diálise peritoneal!
Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=wgloUpS7IX8. Acesso em: 27 de jan. 2021.
Disponível em: https://www.globalcare.com.br. Acesso em: 27 de jan. 2021.
Disponível em: https://www.prorim.org.br/blog-artigos/a-dialise-peritoneal-na-familia/. 
Acesso em: 28 de jan. 2021.
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Breno Gonçalves da Silva
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Profa. Silvia Prado
Fluxo de difusão
➔ Trata-se do cálculo que tem como intuito
quantificar a velocidade em que a difusão
acontece em dado meio.
➔ Para melhor compreensão segue abaixo o
significado de cada sigla:
J = Fluxo de difusão;
M = Massa (ou número de átomos);
A = Área em que a difusão esta acontecendo
t = tempo em que a difusão ocorre
Obs: A unidade de J é kilogramas (ou átomos) por
metro quadrado por segundo (kg/m2-s ou átomos/m2-
s).
BIBLIOGRAFIA: 
● Diálise. Disponível em: <https://drauziovarella.uol.com.br/nefrologia/diferenca-entre-hemodialise-e-dialise-peritoneal/> Acesso em 29-08-2020 às 18:14 h.
● Difusão. Disponível em: <https://www.biologianet.com/biologia-celular/difusao.htm> Acesso em 28-01-2021 às 16:35 h.
● Marques, M.J.C.A.A. D. Biofísica Essencial. Grupo GEN, 2012. 978-85-277-2127-1. Disponível em: https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/978-85-
277-2127-1/. Acesso em: 28 Jan 2021. 
● Fórmulas. Disponível em: <http://www.foz.unioeste.br/~lamat/downmateriais/materiaiscap8.pdf. Acesso em: 28-01-2021 às 20:35 h
Difusão em estado estacionário
➔ Para realização deste cálculo levaremos em
consideração uma situação que o Fluxo de
difusão (J) não irá variar com o tempo.
➔ A equação que tem a capacidade de
correlacionar o processo de difusão em estado
estacionário e o fluxo de difusão é denominada
Primeira Lei de Fick.
➔ O principio norteador da primeira lei de Fick,
leva conta potencial termodinâmico, para que a
difusão aconteça é necessário a existência do
gradiente de concentração.
J = Fluxo de difusão;
D = Coeficiente de difusão
dC/dx = Gradiente de Concentração
Obs: O sinal negativo em frente ao Coeficiente de
difusão diz respeito ao fluxo que ocorre a difusão, do
gradiente com elevadas concentração até o de baixas
concentrações!
Atenção!
Em casos em que a difusão ocorre em direção
unidimensional, o cálculo que deve a ser aplicado é
diferente.
Difusão em estado não-estacionário
➔ Diz respeito a maioria das situações biológicas, em que a
difusão acontece em situação de transição ou não-
estacionária, é denominada Segunda lei de Fick.
➔ Nesta caso, acrescenta-se a variação de tempo, que estará
relacionada com o fluxo de difusão (J) e gradiente de
concentração.
➔ Existem diferentes formas de aplicar e resolver essa solução, e
podemos ver melhor isso nas fórmulas abaixo:
Equação diferencial parcial: Equação simplificada:
*Usada quando o coeficiente 
de difusão
não depender da posição
Equação aplicada a uma possível situação:
C0 = Concentração inicial de átomos
Cx = Concentração de átomos em uma posição x
Cs = Concentração de átomos na superfície
D = Coeficiente de difusão
t = tempo
Erf = função erro de Gauss
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Profa. Silvia Prado
Breno Gonçalves da Silva
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Resumo Ilustrado de Biofísica
UFPR – 2021
Profa. Silvia Prado
TRANSPORTE PASSIVO
➔ O transporte passivo através das membranas utiliza a
energia cinética inerente das moléculas e a energia
potencial armazenada em gradientes de concentração;
➔ Moléculas gasosas e moléculas em solução se movem
constantemente de um lugar para outro, chocando-se
com outras moléculas ou com as paredes do recipiente
que as contêm;
➔ A difusão pode ser definida como o movimento de
moléculas a partir de uma área de maior concentração
para uma de baixa concentração dessas moléculas; deve a
ser aplicado é diferente.
EXEMPLO
Se um frasco de perfume
fica aberto, algum
tempo depois é possível
sentir a fragrância
espalhada pelo
ambiente. Isso acontece
porque as moléculas
aromáticas do perfume
se difundiram de onde
estavam mais
concentradas (dentro do
frasco) para onde
estavam menos
concentradas (no
ambiente).
T= temperatura
V = velocidade
D = distância
FONTE: https://slideplayer.com/slide/14035330/
FONTE: https://www.todamateria.com.br/difusao-simples/
FONTE: Google
Difusão Simples
Resumo Ilustrado de Biofísica
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Profa. Silvia Prado
Carolina Derkacz
▪ A difusão pode ser definida como o movimento de
moléculas a partir de uma área de maior
concentração para uma de menor concentração
dessas moléculas.
PROPRIEDADES DA DIFUSÃO
▪ A difusão é um processo passivo, ou seja, o processo não requer energia de fonte externa.
Usa somente a energia cinética que todas as moléculas possuem;
▪ As moléculas difundem-se da maior concentração para a menor concentração, essa
diferença de concentração é chamada de gradiente de concentração;
▪ O movimento líquido de moléculas ocorre até que a concentração seja igual em todos os
lugares. Quando as moléculas estão distribuídas uniformemente, o sistema atinge o
equilíbrio e a difusão cessa; as moléculas continuam a se mover em equilíbrio, mas assim
que uma entra outra molécula sai, é designado por equilíbrio dinâmico;
▪ A difusão ocorre de maneira rápida em curtas distâncias, mas lenta em grandes distâncias;
▪ É diretamente relacionada com a temperatura, pois quanto mais alta a temperatura, maior
a velocidade das moléculas em se mover;
▪ O peso molecular e o tamanho interferem diretamente na taxa de difusão; moléculas
menores difundem-se mais rápido.
▪ Difusão é o nome do processo em que os movimentos das
moléculas quando concentradas em um espaço fechado,
faz elas se espalharem gradualmente até que fiquem
uniformemente distribuídas por todo o espaço disponível,
em equilíbrio.
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Resumo Ilustrado de Biofísica
UFPR – 2021
Profa. Silvia Prado
BIBLIOGRAFIA: 
● SILVERTHORN, D. U., Fisiologia Humana: uma abordagem integrada. 7ª Edição, 2017. Ed. Artmed. Cap 5 páginas 134 - 137.
● CLEHNINGER, T. M., NELSON, D. L. & COX, M. M. Princípios de Bioquímica. 6ª Edição, 2014. Ed. Artmed Cap 6.3 páginas 403-404.
● Imagens ilustrativas retiradas do Google.
FIQUE LIGADO!!!
Não confunda difusão com osmose: Difusão é a movimentação do SOLUTO, enquanto a osmose é a movimentação do SOLVENTE!
Lei de Difusão de Fick
➔ A difusão de um soluto sem carga pela
membrana é proporcional ao gradiente de
concentração do soluto, à área de superfície de
membrana e à permeabilidade da membrana a
este soluto.
Fatores que afetam a taxa de 
difusão através da membrana 
celular
▪ Solubilidade lipídica;
Tamanho molecular;
▪ Gradiente de
concentração; Área de
superfície da membrana;
▪ Composição da camada
lipídica.
➔ A taxa de difusão depende
da capacidade da molécula
de se dissolver na
bicamada lipídica da
membrana:
➔ No geral apenas lipídeos,
esteroides e pequenas
moléculas lipofílicaspodem mover-se através
da membrana por difusão
simples.
FONTE: https://www.biologianet.com/biologia-celular/transporte-
passivo-pela-membrana-plasmatica.htm
FONTE: https://www.todamateria.com.br/difusao-simples/
FONTE: Fisiologia humana: uma abordagem integrada, 7° Ed.
FONTE: Fisiologia humana: uma abordagem integrada, 7° Ed.
➔ A difusão pode ocorrer em um sistema
aberto ou através de uma divisória
(membrana) que separa os dois sistemas;
➔ O exemplo do perfume é um sistema
aberto;
Quando existe uma membrana, a difusão
que ocorre entre dois sistemas, pode ser
um de compartimento extracelular ou
intracelular; para isso acontecer a
membrana precisa ser permeável.
DIFUSÃO ATRAVÉS DA MEMBRANA
Resumo Ilustrado de Biofísica
UFPR – 2021
Profa. Silvia Prado
Carolina Derkacz
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Resumo Ilustrado de Biofísica
UFPR – 2021
Profa. Silvia Prado
➔ A diálise é um processo
para substituir as funções dos
rins para pacientes com
insuficiência renal.
➔ Quando os rins não
funcionam normalmente, existe
uma deficiência na eliminação
de vários resíduos do
organismo, como fluídos,
toxinas, sais minerais, etc...
➔ Mesmo técnicas de diálise
eficientes não substituem
completamente a função dos
rins, é necessário o uso de
medicamentos específicos em
pacientes com deficiência renal.
➔ Esses fármacos variam e
podem incluir uma grande
variedade para diferentes
tratamentos relacionados a
funções renais, como complexos
vitamínicos, medicamentos para
aumentar a quantidade de
hemácias no sangue e prevenir
anemia, medicamentos para
diminuir os níveis de fosfato no
organismo e fármacos para
tratamento de hipertensão.
➔ A diálise funciona a partir de membranas semipermeáveis. Essas membranas são filtros
artificiais conhecidas como dialisadores e são feitas de fibras ocas finas.
➔ Cada dialisador pode conter até 20.000 fibras ocas finas e a parede de cada fibra mede
aproximadamente 0,035 mm. As fibras possuem poros microscópicos na superfície.
➔ É utilizado durante o processo um fluido de diálise. Enquanto o sangue do paciente passa por
um lado da membrana, do outro lado passa o fluido de diálise, atraindo por difusão as toxinas,
sais e outros resíduos indesejáveis.
➔ Quando as concentrações diferentes de moléculas de sangue e fluido de diálise são separados
por essa membrana semipermeável, as moléculas se movem pela membrana até a concentração
mais baixa, o que é um processo natural.
➔ Apesar disso, proteínas e células sanguíneas, que são grandes demais para passar pelos poros
da membrana, acabam permanecendo no sangue.
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Profa. Silvia Prado
Yan Kretschmer Napoleão
Diálise
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Profa. Silvia Prado
BIBLIOGRAFIA: 
● O que é Diálise e como funciona? Disponível em: <https://www.freseniusmedicalcare.com.br/pt-br/inicio/.> Acesso em 30-01-2021 às 18:00 h.
● Diálise peritonial Disponível em: <http://helojunqueira.blogspot.com/2016/02/dialise-peritoneal.html> Acesso em 30-01-2020 às 18:30 h.
● LEHNINGER, T. M., NELSON, D. L. & COX, M. M. Princípios de Bioquímica. 6ª Edição, 2014. Ed. Artmed Cap 6.3 páginas 200-213.
● Gilberto W., Nice M A, Paulo M. B. Biofísica Vol 1. Fundação CECIERJ. 2009. Aula 4, páginas 67 - 91
● Carla Maria LV, Eduardo A. C. G. Biofísica para biólogos. CESAD. 2009. Aula 1, páginas 7 - 27
● Imagens ilustrativas do google 
➔ Essas técnicas são utilizadas durante a
hemodiálise, mas não são as únicas que
podem ser utilizadas para uma diálise.
➔ Durante a diálise peritoneal, por exemplo,
se usa o peritônio, uma membrana serosa
que reveste as paredes do abdome e dos
órgãos digestivos, é então usada como uma
membrana semipermeável natural
substituta.
▪ Esse tipo de diálise possui algumas
vantagens quanto a qualidade de vida, já
que pode ser feito em casa e de forma
independente pelo paciente.
➔ Para se eliminar o excesso de água durante
esses processos as técnicas também variam.
Na hemodiálise quando a pressão externa
da fibra oca está inferior a interna, o sangue
que flui através da fibra oca tem a água do
corpo separada, o que é conhecido como
ultrafiltração.
➔ No caso da diálise peritoneal é adicionada
glicose ao fluido de diálise, pois as moléculas
de glicose não passam pelo peritônio. Dessa
forma, a água do organismo passa pelo
peritônio no fluido de diálise, para equilibrar
a diferença na concentração de fluido.
Há também a possibilidade de se usar a técnica de
hemodiafiltração. Essa técnica mais moderna e mais eficiente,
portanto, eliminando mais toxinas do sangue. Ela se baseia na
impulsão de água pela membrana usando pressão hidrostática.
Dessa forma, mais resíduos e toxinas são arrastados junto com a
água.
Esquema de diálise peritoneal
Hemodiálise comum Hemodiafiltração
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Profa. Silvia Prado
Yan Kretschmer Napoleão
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Profa. Silvia Prado
Secção transversal de rim
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Profa. Silvia Prado
Cristine R. Orlowski
Diálise Renal
➔ A diálise é um procedimento de separação de solutos
conforme seu tamanho e possui como princípio básico a
difusão.
➔ É usado como tratamento de doenças relacionadas à
insuficiência renal; subdividido em métodos diferentes:
▪ Hemodiálise
▪ Diálise peritoneal
➔ Um rim com suas funções normais, deve manter o
equilíbrio hidroeletrolítico e o realiza balanceando a ingestão
de íons H2O com a excreção de urina.
➔ O néfron é a unidade funcional do rim, onde ocorre a
▪ Filtração
▪ Reabsorção
▪ Excreção
Filtração
➔ O sangue a ser filtrado, chega até o glomérulo através da artéria renal.
➔ O glomérulo é envolvido pela cápsula de Bowman e a pressão hidrostática no local é
responsável pela passagem das substâncias.
➔ A permeabilidade das substâncias é determinada primeiramente pelo endotélio
capilar, o qual possui poros que impedem a passagem das proteínas plasmáticas.
➔ Depois passam pela lâmina basal que fica entre o epitélio capilar e o glomerular, o
qual possui uma membrana semi porosa.
➔ As substâncias do filtrado glomerular são: água, Cl, Na, K, HCO, aminoácidos, glicose,
creatinina, ureia.
➔ As proteínas, glóbulos vermelhos, glóbulos brancos, plaquetas, etc.. Não são filtrados
devido a seu tamanho.
Reabsorção
➔ No túbulo proximal acontecerá a maior parte da reabsorção do
filtrado, e as substâncias serão conduzidas aos capilares.
➔ A glicose e os aminoácidos são reabsorvidos totalmente.
➔ Os outros compostos permanecem em pouca quantidade e
percorrem a Alça de Henle.
➔ O ramo ascendente é permeável somente ao NaCl que é
transportado ativamente pelas bombas de sódio e potássio.
➔ Devido a presença do cloreto de sódio, uma porção de água é
atraída para o capilar por osmose.
➔ No túbulo distal ainda haverá a recaptura do restante das
substâncias.
Excreção
➔ A ureia e a creatinina são excretadas para formação da urina pelo
túbulo coletor que conduz para a bexiga.
➔ A unira é formada por 95% de água, o restante são substâncias
excretadas.
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Resumo Ilustrado de Biofísica
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Profa. Silvia Prado
●
●
●
●
Cristine R. Orlowski
Diálise
➔ O procedimento químico de diálise consiste em
suspender o fluido a ser filtrado em um volume
maior da solução tamponada, separados por uma
membrana semipermeável.
➔ Essa solução tem força iônica adequada para
permitir a troca entre o sal e a solução
tamponada porém impede a passagem de
proteínas pelo seu tamanho.
➔ O processo ocorre em um dialisador.
Diálise como tratamento renal
➔ Pacientes afetados por insuficiência renal crônica (IRC) podem ser tratados
com diálise.
➔ O procedimento funciona como um rim artificial mas não substitui
todas as funções renais.
➔ O sangue do paciente exposto a uma solução composta de substâncias
com as concentrações corretas através de uma membrana porosa.
➔ Ou seja, ocorre a difusão por uma membrana semipermeável.
➔ O preparado é chamado de dialisante ou “banhode diálise”.
➔ Existem dois tipos de diálise para tratamento.
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Profa. Silvia Prado
Diálise Peritoneal
➔ Esta técnica utiliza a cavidade peritoneal do paciente para introduzir o líquido dialisante.
➔ A membrana peritoneal age como a membrana de diálise.
➔ Não é necessário nenhum tipo de equipamento avançado.
➔ O dialisante é inserido no abdome através de um cateter e contém glucose que é
responsável por atrair a água do sangue para a solução através da osmose.
➔ Além do agente osmótico (glucose), a solução contém eletrólitos (predominantemente
sódio), solução tampão (de lactato ou bicarbonato) em concentrações variáveis de acordo
com a situação médica do individuo.
➔ A ureia e a creatinina movem-se do sangue da solução de maior concentração para a de
menor.
➔ Quando a troca do dialisante ocorre em períodos determinados durante o dia e é
realizada pelo próprio paciente ou cuidador, é chamada de diálise peritoneal contínua
(DPCA).
➔ Já a diálise peritoneal automática (DPA) é feita através de uma máquina cicladora
automaticamente, durante a noite.
Hemodiálise
➔ É um procedimento hospitalar.
➔ Utiliza um dialisador com a membrana artificial para remover as
substâncias residuais do sangue.
➔ O sangue é transportado para o equipamento de hemodiálise através
de um acesso venoso, geralmente no membro superior do paciente.
➔ O vaso artificial que conduz o sangue até o dialisador é denominado
linha arterial e recebe uma dose de anticoagulante heparina.
➔ Existem reguladores de pressão e outros aparelhos que garantem o
correto fluxo sanguíneo e impedem a entrada de ar no sangue.
➔ O dialisador usa um contrafluxo do sangue e do dialisante, o que
permite que as proteínas do sangue não atravessem a membrana.
➔ O fluido em excesso e os metabólitos passam pela membrana.
➔ Depois que passa pelo dialisador contendo a solução dialisante, o
sangue retorna para a corrente sanguínea do paciente por um segundo
acesso venoso ao lado do acesso de saída.
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Resumo Ilustrado de Biofísica
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Profa. Silvia Prado
CFTR é a sigla para regulador de condutância transmembrana da
fibrose cística.
▪ O canal de cloreto é um canal iônico seletivo, responsável pelo
equilíbrio de concentração do íon cloro no organismo, pois ele cria
uma passagem pela membrana plasmática nos vertebrados.
▪ O CFTR, é o gene responsável pela codificação da proteína
também chamada CFTR que forma o canal de cloreto, na qual
funciona como um “tipo de porta” .
▪ Em seu funcionamento normal, o canal de cloreto permite que
haja um equilíbrio entre a quantidade de água dentro e fora das
células, mantendo um revestimento líquido sobre elas (como se
fosse uma “capa protetora”).
➔ Como funciona o canal CFTR?
▪ Em condições biológicas normais, o domínio R do canal é
fosforilado pelo aumento da concentração de AMPc. Com
isso, quando o ATP se liga às subunidades NBD 1 e NBD 2, o
canal se estabiliza e sofre uma mudança conformacional,
permitindo desse modo, o movimento de cloro para fora da
célula (ou para dentro, dependendo da célula observada).
Partindo do mesmo princípio, com a desfosforilação do
domínio R a interação dos 2 ATP com as subunidades diminui,
e o ATP é perdido, acarretando no fechamento do canal
(Figura 1).
➔ Pensando no movimento do Cl- biofisicamente
▪ O Cl- que se direciona ao lúmen externo, tem esse fluxo
resultante graças ao potencial químico e elétrico. Isto ocorre
pois, as concentrações de Cl- são menores fora da célula, e a
carga positiva extracelular puxa o Cl- por atração.
▪ A saída do ânion cloro aumenta a densidade de carga
positiva no interior da membrana, e de negativa fora da
membrana. Dessa forma, para manter o equilíbrio elétrico, o
sódio entra na célula a favor do gradiente de concentração e
do potencial elétrico.
▪ Em sua estrutura molecular, o canal apresenta 2 domínios
transmembranares, 2 domínios de ligação de nucleotídeos (NBD
1 e NBD 2), e um domínio de regulação R, que contém múltiplos
sítios de fosforilação essenciais para o funcionamento do canal.
▪ A proteína CFTR é semelhante a proteínas ABC (família de
proteínas transportadoras ligadas a ATP).
● Quais as causas da ineficiência do canal?
➔ Quando o canal de cloreto não se abre existe um acúmulo de cloro
dentro da célula, deixando o interior mais negativo.
Consequentemente, o sódio entra na célula de forma passiva para
tentar manter a eletroneutralidade no compartimento. Entretanto,
isto acarreta no influxo de água para dentro da célula, causando
desidratação na superfície celular, formando um muco espesso que
impede o movimento da secreção para fora do pulmão (Figura 2).
O canal CFTR está presente em
diversos tecidos do
organismo, tais como:
➔ Membrana apical das
células epiteliais das vias
aéreas
➔ Ducto pancreático
➔ Trato gastrointestinal
➔ Ductos de glândulas
sudoríparas.
● Por que a água entra na célula quando o canal CFTR não
abre?
➔ A água é um solvente com alto grau de difusão. Além disso,
sabemos que ela se direciona a área de maior concentração
por osmose, para tentar manter o equilíbrio osmótico. Dessa
maneira, como dentro da célula existe maior concentração de
sal do comparado ao meio extracelular (meio hipotônico), a
água entra na célula a favor do gradiente de concentração.
Figura 1 - Canal CFTR e regulação
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Profa. Silvia Prado
Ludmila Souza Heinz
Canal de Cl CFTR e Fibrose cística 
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Profa. Silvia Prado
BIBLIOGRAFIA: 
● COUTINHO, Henrique D. M.*; FIGUEREDO, Fernando G.; TINTINO, Saulo R.; et al, CANAIS IÔNICOS E FIBROSE CÍSTICA, 2014. 
● O que é CFTR?/ Unidos pela vida. Disponível em:https://unidospelavida.org.br/o-que-e-cftr/ . Acesso 23/01/2021 às 14:00 hrs.
● Fibrose cística: Sintomas, diagnóstico e tratamento.Disponível em:https://www.sanarmed.com/fibrose-cistica. Acesso 24/01/2021 ás 11:00 hrs.
● LEHNINGER, T. M., NELSON, D. L. & COX, M. M. Princípios de Bioquímica. 6ª Edição, 2014. Ed. Artmed Cap 11. páginas 415.
● Imagens ilustrativas retiradas do Google.
De forma geral existem 4 classes de mutação no canal de CFTR:
➔ 1 classe, defeito na produção da proteína.
➔ 2 classe, mau dobramento da proteína.
➔ 3 classe, mutação que afetam as subunidades NDBs e o
dominio R.
➔ 4 classe, condução defeituosa de cloreto.
▪ Qual a relação entre a mutação do canal CFTR e a Fibrose
Cística?
➔ Com o mau funcionamento do canal decorrente da mutação, o
muco extracelular fica espesso.
➔ No caso da fibrose cística (FC), impede a passagem de ar e o
movimento dos cílios nas superfícies das células epiteliais. Sem o
movimento ciliar, as secreções se acumulam (Figura 2), e as
bactérias e fungos que normalmente são jogados para fora se
estabelecem na zona mucosa, causando diversas infecções.
▪ Sobre a fibrose cística
➔A FC é uma doença autossômica recessiva, que apresenta
mutações no cromossomo 7.
➔A mutação gera desequilíbrio das concentrações de sódio e
cloro em células produtoras de muco. Ainda, próximo à
superfície celular ocorre uma relativa depleção de oxigênio,
criando um ambiente de hipóxia favorável a patógenos.
Portanto, o muco espesso cria um ambiente propício à
reprodução de bactérias (principalmente por Pseudomonas
aeruginosa). Logo, com a defesa pulmonar prejudicada tais
bactérias se proliferam de forma alterada. Portanto, o
paciente com FC acaba desenvolvendo um estado crônico de
inflamação. Observa-se ainda, que os macrófagos e
antibióticos não conseguem atravessar a camada de muco,
dificultando assim a recuperação.
➔ Como dito anteriormente, o canal CFTR está presente e
diversos tecidos, portanto, sua mutação afeta negativamente
glândulas exócrinas que produzem muco, suor e enzimas
pancreáticas.
➔ A doença também é conhecida como “doença do suor
salgado”, pois diferente do pulmão, o canal CFTR nas glândulas
sudoríparas é responsável por transportar cloro do ducto para as
células,em funcionamento saudável.
➔ O motivo do suor ficar mais salgado, é porque quando
existe mutação no canal CFTR, o cloro fica mais concentrado
no ducto, aumentando portanto os níveis de sal. Ainda,
frente a este gradiente de concentração maior no ducto, a
água do plasma é puxada por osmose. Tal movimento
provoca sede no indivíduo por conta da desidratação.
▪ Diagnóstico
➔ Uma forma de diagnosticar a FC, é justamente pelo teste
de suor (teste específico para a doença), na qual mede-se
nível de cloro. Quando a pessoa apresenta um nível superior
a 60 milimoles por Litro, e sintomas característicos, pode se
em dois testes confirmar a doença.
Figura 3- Canal CFTR e formação de muco
Figura 2 - Pulmão normal e pulmão com FC.
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Ludmila Souza Heinz
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https://unidospelavida.org.br/o-que-e-cftr/
https://www.sanarmed.com/fibrose-cistica
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Profa. Silvia Prado
Ilustração do rastro de uma partícula em movimento browniano. 
Imagem obtida em: https://conceitos.com/wp-
content/uploads/ciencia/Movimento-Browniano.jpg
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Eduardo Aragão T. De C.
Movimento Browniano e Equilíbrio Químico
➔ O movimento Browniano designa um tipo de movimento
particular aleatório em que as moléculas se deslocam sempre
em linha reta, mas mudando de direção conforme colidem com
outras moléculas.
➔ Esse movimento aleatório de colisões é o que
possibilita as reações entre duas moléculas.
➔ Graças a agitação térmica das partículas (normalmente
moléculas) que esse movimento existe.
➔ O movimento Browniano é essencial para entender a
difusão de partículas, pois, é graças a esse movimento, que as
partículas se afastam de sua origem e, ao passar do tempo, se
afastam dele.
➔ Quanto menor é uma partícula, mais ela se afasta de
sua origem (se difunde), pois ela ganha mais energia
cinética do que uma partícula maior
➔ Isso pode ser medido pelas fórmulas:
➔ X é a distância percorrida pela partícula desde sua
origem. t é o tempo em segundos, D é o coeficiente de
difusão, T é a temperatura em Kelvin, R é a constante
universal dos gases, a é o raio da partícula, n é a viscosidade
do solvente puro e Na é o número de Avogadro.
➔ O movimento foi descoberto pelo biólogo Robet Brown
observando grãos de pólen pelo microscópio. Depois, o
movimento que ele descreveu foi revisado por físicos,
dentre eles o próprio Einstein, e ganhou seus próprios
modelos matemáticos, sendo o primeiro feito por Einstein,
no seu doutorado, na equação de calcula o coeficiente de
difusão
Equilíbrio químico
➔ O equilíbrio químico designa dois fenômenos diferentes:
o equilíbrio químico de uma reação, e o equilíbrio químico
de partículas.
Equilíbrio químico de partículas
➔ Designa a distribuição homogênea de partículas em um
determinado sistema. O movimento aleatório, como o
descrito no modelo do movimento Browniano, faz com que
as partículas tendam a se distribuir o mais
homogeneamente possível em um sistema.
➔ Quando há uma membrana semipermeável, as
partículas permeáveis vão se distribuir
homogeneamente nos dois lados da solução, e as
partículas impermeáveis vão se espalhar
homogeneamente na porção a qual estão restritas.
➔ Caso essas partículas sejam eletricamente
carregadas como no caso de íons, seu equilíbrio não é
necessariamente alcançado por difusão simples e a
homogeneização das moléculas, como no caso de
partículas neutras, mas pelo surgimento de um
potencial elétrico que contrabalance a difusão. No caso
de gases ideais, o equilíbrio alcançado exclusivamente
com a ação movimento browniano.
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Profa. Silvia Prado
BIBLIOGRAFIA:
- Biofísica. v. 1/ Gilberto Weissmüller; Nice Maria A. Costa
- Fisiologia Humana 7ª edição, Silverthorn
- https://pt.wikipedia.org/wiki/Movimento_browniano
- https://www.infoescola.com/fisica/movimento-browniano/
- https://www.infoescola.com/quimica/equilibrio-quimico/
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Profa. Silvia Prado
➔ No caso em que há uma membrana em uma solução, é
possível que haja uma pressão em cada lado do
compartimento. Essa pressão é gerada exclusivamente pelo
soluto que não atravessou a membrana.
➔ Caso seja um soluto permeável a membrana,
espera-se que ele não cause nenhuma pressão ao
atingir o equilíbrio. Essa diferença pode ser calculada
por:
Π é a diferença de pressão entre os compartimentos, [B] é a
concentração molar do soluto não permeável, R a constante
universal dos gases e T a temperatura em Kelvin.
Quando as partículas são eletricamente carregadas, há duas
forças que interagem no equilíbrio eletroquímico:
concentração e potencial de membrana. A relação entre
essas duas forças no equilíbrio é descrita na equação de
Nernst:
➔ Onde os índices i e e indicam o espaço intra e
extracelular, V é o potencial elétrico (em mV), C é a
concentração do íon, R é a constante dos gases, T é a
temperatura (em Kelvin), z é a valência do íon (+1 para o íon
potássio, -1 para o Cloro, +2 para o Magnésio) e F é a
constante de Faraday (F = 96.492Cmol-1)
➔ O equilíbrio químico (EQ) de reações é um fenômeno que ocorre em
reações reversíveis, ou seja, que ocorrem nas duas direções. Os
reagentes entre si e formam os produtos, porém os produtos também
reagem entre si e formam os reagentes de volta, gerando um ciclo.
➔ Nesse contexto, o equilíbrio químico acontece quando a velocidade
de reação de formação de produtos se iguala à velocidade de reação de
formação dos reagentes. As concentrações de produtos e reagentes
ficam não necessariamente iguais, mas estáveis.
➔ O EQ de uma reação, não é estativo, é dinâmico, as reações
continuam acontecendo, porém as concentrações e as
velocidades não mudam.
➔ A reação entre duas moléculas ocorre quando elas colidem,
o que também tem relação com o movimento Browniano.
Gráfico que mostra a estabilização das velocidades das reações e da 
concentração de produtos e reagentes no equilíbrio.
Imagem obtida em: https://laboiqzamora.files.wordpress.com/201
7/06/equilibrio-quimico-dinamico.png? w=368&h=152
aA + bB ➔ cC + dD
➔ Na reação:
▪ A constante de equilíbrio da reação e a velocidade de cada
lado da reação, podem ser calculados com as concentrações
de reagentes e produtos pelas seguintes fórmulas:
▪ v é a velocidade, Kc é a constante de equilíbrio [X] a concentração
da espécie e x a quantidadedeles na reação.
➔ O princípio de Le Chatelier, diz que o
equilíbrio pode ser deslocado alterando a
concentração de produtos, reagentes,
adicionando catalisadores ou alterando a
temperatura da reação.
➔ Uma maior concentração de reagentes
resulta em mais produtos formados, e
aumenta a temperatura da reação, por
exemplo, favorece a reação endodérmica.
Eduardo Aragão T. De C.
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http://www.infoescola.com/fisica/movimento-browniano/
http://www.infoescola.com/quimica/equilibrio-quimico/
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Profa. Silvia Prado
O SOLVENTE UNIVERSAL 
➔ A água é conhecida como o solvente universal, sendo a molécula
mais importante do corpo humano.
➔ Um homem de 70kg tem 60% do seu peso corporal formado por
água, já mulheres, possuem menos água por kg, pois possuem mais
tecido adiposo, que acaba substituindo a água celular.
➔ No corpo, a água é capaz de se mover livremente entre as células e
o liquido extracelular, atravessando canais iônicos cheios de água e
canais especiais formados por proteínas chamadas de aquaporina
(AQP). A água se distribuí até que atinja o equilíbrio osmótico. Mas o
que é osmose e equilíbrio osmótico?
Osmose: É a movimentação espontânea da água, por
uma membrana semipermeável. É considerada um tipo
de transporte passivo pois não demanda gasto de
energia celular. A passagem de água ocorre do lado
menosconcentrado para o lado em que a solução está
mais concentrada, afim de dilui-la.
Pressão osmótica (π) pode ser definida como a pressão
externa que deve ser aplicada em uma solução mais
concentrada para evitar osmose. Quanto maior for a
concentração da solução, maior será a pressão
osmótica.
➔ Na figura 1 é possível notar que do lado esquerdo do sistema há
água pura e no lado direito há água e soluto, que estão separados por
uma membrana impermeável ao soluto, mas permeável a água.
➔ Sendo assim, a água flui do compartimento com maior
concentração de água para aquele em que a concentração de água é
menor. Mas o equilíbrio em termo de concentração de soluto e
solvente nunca ocorrerá, por mais que a água passe, o lado esquerdo
sempre será água pura, pois a membrana não permite a passagem do
soluto.
Então quando a osmose para de ocorrer? 
➔ Em B, o aumento do volume em um dos lados do modelo produz
um aumento da pressão hidrostática. A pressão hidrostática, tende a
forçar o fluído do lado direito para o lado esquerdo e a pressão
osmótica força o lado esquerdo para o lado direito.
➔ Portanto, a osmose só cessa quando essa pressão aumentar o
suficiente para interromper o fluxo osmótico. E fique equivalente a
pressão osmótica.
OSMOSE REVERSA 
➔ É um processo inverso à osmose que ocorre
naturalmente nas células. No qual se aplica uma pressão
maior do que a pressão osmótica e a água flui do meio
mais concentrado para o menos concentrado em soluto.
➔ Esse é um mecanismo utilizado para tornar a água
potável para consumo, para uso industrial, indústria
farmacêuticas e para hemodiálise.
➔ Na figura 2, há um exemplo de osmose reversa no
processo de dessalinização da água do mar.
Bruna da Silva
Osmose e Pressão Osmótica
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Profa. Silvia Prado
BIBLIOGRAFIA: 
● SOBREIRA, Solidonio A. Osmose, Tonicidade e Osmorregulação Através do Hormônio Antidiurético.
● DUARTE, Ricardo Gomes. Avaliação da Interação Folhelho-Fluido de Perfuração para Estudos de Estabilidade de Poços. 2004. 
Disponível em: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/5163/5163_1.PDF. Acesso em: 28 jan. 2021.
● Biofísica para Ciências Biológicas / Plinio Delatorre. - João Pessoa: Editora da UFPB, 2015.
● Fisiologia Humana: Uma Abordagem Integrada, 7ª edição, Artmed, 2017
➔ A variação de pressão hidrostática é a força que interrompe a
osmose durante o equilíbrio, sendo matematicamente igual à
pressão osmótica. Portanto, a pressão osmótica pode ser
indiretamente determinada pela variação da pressão hidrostática
(Δh) :
Δphid= d.g.(hf-hi)
Δphid = pressão hidrostática
d = densidade
g = aceleração da gravidade
hf =altura final
hi = altura inicial
A pressão osmótica também pode ser calculada através
da lei de Van’t Hoff, a lei dos gases perfeitos:
π = M . R . T . I
π = pressão osmótica M = concentração
R = constante universal dos gases T = temperatura
i = fator de Van’t Hoff
Coeficiente de reflexão (α) 
É um fator importante e está relacionado com a
capacidade que a membrana possui de impedir a
passagem do soluto.
➔ Se , α é igual a 1 não há passagem de soluto pela
membrana. Sendo considerada uma membrana
semipermeável perfeita.
➔ Se α é entre 0 e 1 a membrana permite a
passagem de alguns íons, sendo considerada uma
membrana semipermeável não ideal.
➔ Se α é igual a 0 o soluto consegue passar
livremente pela membrana, neste caso não existe
fluxo osmótico e, consequentemente, pressão
osmótica.
Portanto, membranas não ideias devem seguir a seguinte
fórmula :
π = M . R . T . I. α
α = coeficiente de reflexão obtido experimentalmente
Osmolaridade X Tonicidade
Osmoloraridade: Propriedade da solução na qual compara-
se entre as soluções o número de partículas/volume,
independente da membrana.
Isosmótica: Soluto e solvente em equilíbrio.
Hiperosmótica: Maior quantidade de soluto.
Hiposmótica: Menor quantidade de soluto.
Tonicidade: Propriedade que depende da permeabilidade
da membrana, no qual se compara entre as soluções a
pressão osmótica (fig 4)
Hipertônica: Pressão osmótica é maior.
Hipotônica: Pressão osmótica é menor.
Isotônica: Pressão osmótica é igual à da outra solução.
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Bruna da Silva
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Rebeca Miranda Norio
Obtenção de Água Potável a Partir da Água do Mar
➔ A conversão e obtenção da água potável e
própria para o consumo a partir da água do mar
é possível através da dessalinização, que
consiste em métodos de processos físico-
químicos de retirada dos sais da água.
➔ Dentro desses métodos possuem três
técnicas, sendo elas:
▪ Destilação.
▪ Congelamento.
▪ Processos através da membrana.
Destilação
➔ Se faz evaporar o líquido impuro do recipiente a fim de se
obter apenas a água pura.
➔ Neste método a transferência de calor é essencial, se
dando através de um tubo de aquecimento.
➔ A evaporação é feita através da energia de alguma fonte,
como a energia solar.
➔ O vapor de água volátil, separa-se das impurezas não
voláteis que permanecem no recipiente original. Então o
vapor chega a se condensar, liberando calor e permitindo a
recuperação de parte da energia despendida para o processo
de evaporação.
➔ Possuem múltiplas ebulições em muitos estágios, na qual
cada um funciona a uma menor temperatura e pressão.
➔ Os principais processos são:
▪ Flash de Múltiplo Estágio
▪ Destilação Através da Luz Solar
▪ Ebulição de Efetivo Múltiplo
▪ Compressão de Vapor
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Profa. Silvia Prado
BIBLIOGRAFIA: 
● Análise Térmica de Um Dessalinizador de Múltiplo Efeito para Obtenção de Água Potável. Souza, Luiz Faustino de. ´´Análise Térmica de Um Dessalinizador
de Múltiplo Efeito para Obtenção de Água Potável`` (2002).
● Obtenção da Água Potável A Partir da água Salobra ou do Mar por Evaporação. Milcent, Paul Fernand, Agnes de Paula Scheer, and Regina Weinschutz. "I-
240-OBTENÇÃO DE ÁGUA POTÁVEL A PARTIR DE ÁGUA SALOBRA OU DO MAR POR EVAPORAÇÃO."
● Imagens ilustrativas retiradas do Google.
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Congelamento
➔ Se baseia no fato de que quando a temperatura da água do mar começa a
diminuir, o gelo que é formado é composto somente de água pura, pois a mistura
dos sais na água diminui seu ponto de congelamento.
▪ Congelamento direto
▪ Congelamento indireto
Processos através da membrana
➔ Esse método utiliza a capacidade da
membrana em realizar a separação de
sais da água.
➔ A fonte de energia é elétrica.
➔ Devido a membrana orgânica ter poros
que consequentemente podem ficar
entupidos por conta da impureza da
água, se é feito um pré-tratamento e
lavagens contracorrentes.
➔ Se aplica pressão em torno de
50Kgf/cm2 para bombardear a água
impura, sendo essa pressão acima da
pressão osmótica, que faz com que o
processo de osmose ocorra de forma
reversa, fazendo com que o solvente da
solução concentrada passe pela
membrana e vá em direção ao solvente
puro.
➔ Isso é possível por duas técnicas:
▪ Osmose reversa
▪ Eletrodiálise
Rebeca Miranda Norio
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https://betaeq.com.br/index.php/chemical-engineer/
https://betaeq.com.br/index.php/chemical-industry/
https://betaeq.com.br/index.php/chemistry/
https://betaeq.com.br/index.php/engenhariaquimica/
https://betaeq.com.br/index.php/pesquisas-cientificas/
https://betaeq.com.br/index.php/uncategorized-pt/
https://betaeq.com.br/index.php/tag/agua/
https://betaeq.com.br/index.php/tag/dessalinizacao/
https://betaeq.com.br/index.php/tag/osmose-reversa/
https://betaeq.com.br/index.php/2019/05/06/o-processo-de-dessalinizacao-da-agua/
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Paula Barroso Litaiff
➔ Tonicidade é um termo fisiológico utilizado para descrever
uma solução e como esta afeta o volume de uma célula se ela
for colocada nessa solução até o equilíbrio.
▪ Por convenção, descrevemos a tonicidade da solução em
relação à célula.
➔ A tonicidade depende não apenas da osmolaridade, mas
também da permeabilidade das partículas do soluto.
▪ A natureza dos solutos indica se as partículas do soluto podem
ou não podem atravessar a membrana celular.
▪ Se as partículas atravessam, são chamadas de solutos
penetrantes, e se não atravessam são chamadas de solutos
não penetrantes.
➔ A tonicidade depende apenas da concentração de solutos
não penetrantes.
▪ O soluto não penetrante mais importante na fisiologia é o
NaCl. Se uma célula for colocada dentro de uma solução de
NaCl, os íons Na+ e Cl- não penetram na célula.
➔ Se uma célula é colocada em uma solução e incha ao
ganhar água em equilíbrio, a solução é hipotônica para a
célula.
➔ Se a célula perde água e murcha, a solução é hipertônica
para a célula.
➔ Se a célula na solução não muda de tamanho em
equilíbrio, a solução é isotônica em relação à célula.
➔ A tonicidade pode ser comparada com a capacidade de desenvolver pressão
osmótica efetiva, e a tonicidade também é dependente do coeficiente de reflexão.
➔ As hemácias podem ser usadas como sensores de tonicidade.
▪ Ao serem colocadas em soluções de osmolaridade diferente do plasma, elas podem
sofrer variações de volume.
➔ Os solutos penetrantes não contribuem para a
tonicidade porque ao serem adicionados em solução,
eles são capazes de atravessar a membrana,
movendo-se para o meio extracelular a favor do seu
gradiente de concentração tornando a concentração
equilibrada de soluto dentro e fora da célula. E a
presença de soluto penetrante também pode
favorecer a entrada de água, criando um gradiente
osmótico.
➔ Para serem isotônicas, as soluções precisam ser
isosmóticas.
▪ Se não forem isosmóticas, no início existirá uma força
motriz para o movimento da água.
➔ Diferente da osmolaridade que é expressa em unidades, a
tonicidade não possui unidade.
▪ Ela serve como um parâmetro que avalia o efeito produzido pela
solução sobre o volume celular.
Tonicidade e Pressão Osmótica
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BIBLIOGRAFIA: 
● SOBREIRA, Solidonio A. Osmose, Tonicidade e Osmorregulação Através do Hormônio Antidiurético. 
● Biofísica para Ciências Biológicas / Plinio Delatorre. - João Pessoa: Editora da UFPB, 2015.
● Fisiologia Humana: Uma Abordagem Integrada, 7ª edição, Artmed, 2017
● DA SILVA GONÇALVES, Arlan et al. A PRESSÃO OSMÓTICA NO PROCESSO DE DESSALINIZAÇÃO DA ÁGUA. Revista Eletrônica Sala 
de Aula em Foco-ISSN 2316-7297, v. 7, n. 2, 2018.
➔ Pressão osmótica é a pressão que deve ser aplicada para
impedir a osmose.
▪ A pressão osmótica é derivada da osmolaridade e ela é
responsável por não deixar o volume variar.
▪ Está relacionada à pressão exercida para ocorrer o
inverso da osmose, isto é, a pressão que deve ser
aplicada à solução a fim de impedir a passagem do
solvente.
▪ Essa pressão é aplicada sobre uma membrana
semipermeável.
▪ É possível impedir que a osmose se inicie ao aplicar a
pressão osmótica sobre a solução mais concentrada.
➔ Cálculo da pressão osmótica:
▪ O valor da pressão osmótica depende de cada solução. Quanto
maior a concentração da solução, maior será a pressão osmótica.
➔ O cálculo pode ser realizado pela fórmula:
π = M . R . T . i 
▪ π = Pressão osmótica;
▪ M = Concentração em mol/L;
▪ R = constante universal dos gases;
▪ T = temperatura em Kelvin;
▪ i = fator de Van’t Hoff
➔ Classificação das soluções segundo a pressão osmótica:
▪ Solução hipertônica: quando a sua pressão osmótica é maior que a da outra solução.
▪ Solução hipotônica: quando a sua pressão osmótica é menor que a da outra solução.
▪ Solução isotônica: quando a sua pressão osmótica é igual à da outra solução.
➔A pressão osmótica também pode ser utilizada para a
determinação das massas molares de substâncias pouco
solúveis no solvente ou que possuam massas molares
elevadas, como por exemplo proteínas e polímeros de
vários tipos de coloide, permitindo medidas convenientes
devido à pressão obtida.
➔A pressão osmótica e a osmose reversa podem ter um valor
industrial muito importante, pois podem ser usadas para a
realização da dessalinização da água.
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Paula Barroso Litaiff
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➔ O equilíbrio termodinâmico, seguindo a 1° lei de Fick, garante que o resultado final será o equilíbrio de concentrações, ou seja, a
concentração das soluções serão as mesmas interna e externamente a membrana e relativamente rápida.
➔ A difusão ocorre pelo aumento da entropia do sistema (com gasto de energia, porém não sem consumo de energia química-ATP).
➔ A difusão ocorre com o movimento das moléculas a partir de áreas de elevada concentração para áreas de baixa concentração, ou
seja, a favor do gradiente de concentração. Se houver um soluto impermeável em uma das soluções, a concentração da solução
nunca se igualará
➔ O equilíbrio se estabelece quando duas soluções de
diferentes concentrações são separadas por uma membrana
semipermeável
▪ Ocorrerá como resultado da difusão, tendo como resultado
final o equilíbrio das suas concentrações, o que não significa
concentrações iguais em ambos os lados.
Equilíbrio de Gibbs-Donnan
➔ Não é limitado a apenas aos conceitos termodinâmicos e
físico-químicos, pode ser usado no entendimento de como os
seres biológicos vivem em função de suas células.
➔ Está relacionado à distribuição desigual de partículas
carregadas de um lado de uma membrana semipermeável em
relação ao outro. Das quais não são capazes de se distribuírem
uniformemente por difusão através de ambos os lados da
membrana.
O fenômeno de Gibbs-Donnan ou equilíbrio de Donnan refere-se ao mecanismo de transporte de cargas elétricas que se encontram
deslocando através das membranas das células, estando principalmente relacionado a células excitáveis. (Delatorre, 2015).
➔ A concentração da solução com solutos impermeáveis
permanece elevada, mesmo no estado de equilíbrio. Uma
solução que apresenta íons impermeáveis como proteínas
dentro de células sempre terá desigualdades iônicas em
seu estado de equilíbrio.
➔ As desigualdades em equilíbrio é chamado de equilíbrio
de Donnan, que está presente em quase todos os
processos moleculares das células.
➔ Pode ser correlacionado com as células vivas. As
membranas celulares são seletivamente permeáveis, o que
significa que elas permitem que algumas moléculas passem
através membrana mantendo outras de fora.
➔ O fluxo de moléculas e íons entre uma célula e o seu
meio é regulado pelo equilíbrio Donnan. As células vivas
contêm coloides aniônicos impermeáveis e não podem
atravessar a membrana celular. Portanto existe uma
elevada concentração de ânions não difusíveis, através da
membrana da célula, criando, assim, o equilíbrio de
Donnan. Isto significa que existem mais íons dentro da
célula do que no exteriorA B
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Katia Justi
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➔ A osmolalidade é maior no compartimento
contendo os íons impermeáveis.
➔ No corpo, a osmolalidade será maior no meio
intracelular e vascular, isso devido ao trabalho
contínuo de origem osmótica da Na+ /K+ ATPase, caso
contrário as células estourariam, pois no âmbito da
osmose deve haver o fluxo de água do espaço
intersticial para dentro da célula.
➔ No equilíbrio de Donnan a razão das concentrações
interna e externa dos íons permeantes são sempre
iguais
➔ O Equilíbrio de Donnan ocorre quando todos os íons
permeantes estão em equilíbrio. O potencial