Biofísica - resumo prova

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Célula - mecanismos - eletrogênese e radiação - aplicações na biologia
O que é célula ?
- Célula é a menor unidade morfofuncional fundamental do nosso corpo, que suas
funções compõem a base do funcionamento do corpo humano .
- Átomos - moléculas - organelas - células - tecido - órgão - sistema - organismo -
população - comunidade - ecossistema - biosfera
- A célula tem estruturas e mecanismos importantes
- Eucariontes apresentam núcleo, e todas apresentam citoplasma e organelas
-
● O que é membrana e como funciona ?
○ Então a membrana envolve a célula, e determinam como irá ser as
interações da célula com o corpo e o ambiente, ela pode absorver, excretar e
excluir diferentes substâncias
■ Funções :
■ ela delimita o que é meio extracelular e o que é intra.
■ Proteção
■ permeabilidade seletiva - com o intuito de selecionar o que entra e oq
sai
■ interação dentro do organismo → reconhecimento celular (glicocálix,
transplante, adesão) e tb interações com o próprio ambiente (ex sua
ação de compor um tecido, como o epitelial, que tem o intuito de
proteger o corpo dos agentes externos)
○ Permeabilidade
■ esse mecanismo de selecionar formou um sistema na membrana,
para que essa função pudesse ocorrer.
■ A membrana é um mosaico fluido(mosaico de componentes com
fluidez), ou seja, está em constante movimento → os componentes
deslizam entre si configurando várias formas para o estado da
membrana.
○ Composição
■ Colesterol, fosfolipídeos (parte hidrofóbica e hidrofílica), proteínas,
carboidratos e lipídeos, glicolipídeos (carboidrato ligado a um lipídio)
e glicoproteína (carboidrato ligado a uma proteína)
■ proteínas - funções → canais ionicos, receptores (cm exemplo para
detectar neurotransmissores),transportadores transmembranicos
■ Glicolipoproteíca
■
■ As proteínas são mecanismos que também ajudam na
permeabilidade, e a forma como a membrana se compõe também.
■ FOSFOLIPÍDEOS (lipídeos) →
■ sua parte hidrofóbica fica virada para dentro da célula e hidrofílica
para fora, por isso muitas substâncias polares acabam não passando
por dentro da membrana e sim por dentro de proteínas.
■
■
■ Têm duas perninhas, uma de ácido graxo saturado e outra de ác.
graxo insaturado
● Quais são as organelas e suas funções ?
○
○ Organelas → são elas que exercem as pequenas funções dentro da célula,
para mantê-la
○ Tipos e funções :
■ Membranosas:
■ RER
■ REL
■ cloroplastos
■ vacúolo
● De armazenamento
● Pulsátil
■ lisossomos
■ Complexo de golgi
■ Peroxissomos
■ Mitocôndrias
■ Não membranosas :
■ Centríolos e ribossomos
● transportes, quais são e porque existem?
○ Passivo → é a passagem de substÂncias que obedecem o gradiente de
concentração, ou seja sai Da maior concentração para a menor
concentração
○ Força difusional → é a “força” que o fenômeno da difusão faz, ou seja
num local onde tem muitas moléculas que vibram, quanto mais
moléculas mais elas se chocam e com essas colisões as moléculas
tendem a se espalhar, de um meio muito concentrado para um meio
menos concentrado.
■ Difusão simples → a passagem ocorre pela própria membrana,
geralmente a passagem de alguns gases, como na respiração celular,
pois eles têm afinidade com o meio apolar da membrana.
■ Difusão facilitada → existe um “facilitador”, ou seja tem auxílio de uma
proteína que funciona como passagem de vários íons e substâncias
■ Osmose → passagem de água pela membrana
○ Ativo → transporte que há gasto de energia, ocorre contra um gradiente de
concentração, para sair de um meio menos concentrado para um mais
concentrado é necessário moléculas de energia para alimentar o processo
inverso e não espontâneo.
■ Bombas
● Bioeletrogênese, que fenômeno é esse ?
○ BIO (VIDA), ELETRO(CARGA ELÉTRICA),
GÊNESE(ORIGEM/FORMAÇÃO), formação de potenciais elétricos nos
organismos
○ capacidade que as células têm de gerar sinais elétricos
○
■ Obs 2 : quanto maior o diÂmetro da fibra nervosa, mais rápido o impulso
percorre .De acordo com a fórmula de resistividade, quanto maior a área
do fio em que a corrente passa, menor a resistência, ou seja menos
impecílio a carga têm para se locomover, logo passa mais rapidamente.
○ Fibras diferentes apresentam valores de potenciais diferentes
○ IMPORTâNCIA DO potencial de ação na vida
■ Ativa mecanismos como contração muscular e transporte de impulso
nervoso, que sem eles não existe vida para os sistemas corporais.
● O que é potencial de membrana e pra que existe ?
○ Fluxo de substÂncias
○ diferença de potencial elétrico - um potencial é criado na membrana pela
própria passagem de íons por ela, formando assim uma relação da
membrana com seu campo elétrico e criando além da força de difusão
(diferença de concentração e agitação das moléculas) uma força
eletrostática(diferença de potencial) que ajuda nos direcionamentos de
transporte de moléculas de dentro para fora.
○
○ O potencial de membrana é algo que também rege a dinâmica de entrada e
saída de substâncias, e porque isso é tão importante ? Pois a célula só
sobrevive por conta desse fluxo de subs.
○ para se medir o potencial é necessário saber quantos canais têm, qual a sua
disposição, quantos vão estar abertos em um determinado momento, qual a
quantidade de concentração de cada íons, quais são os íons mais comuns e
suas cargas (afinal se são a maioria, eles vão determinar esse potencial)
○ Potencial de memb.→ é a tensão elétrica que existe através da
membrana, é a ddp entre dois pontos (externo e inetrno)que é
influenciada pelo campo elétrico e íons circulantes, a tensão elétrica é
formada pela força eletrostática que se forma entre as cargas do meio interno
com o meio externo. É diferença no balanço das cargas elétricas através da
membrana.
○ Existe uma certa concentração de certos íons dentro e fora da célula e isso
tb influencia no potencial
■ ex: fora → sódio e cálcio, dentro → potássio, magnésio
○ A força elétrica contribui para a movimentação dos íons pela membrana
○ Existe um potencial elétrico entre o meio interno e externo da célula
■ potencial de repouso (a voltagem varia de acordo com o tipo de
célula) → os valores são negativos, pois há um excesso de cargas
negativas no interior celular (justamente porque é normal se ter mais
moléculas de íons positivos fora do que dentro, então dentro fica
negativo pois é “menos positivo”)
■ O potencial se dá pelo impulso elétrico, que abre os canais iônicos e
faz a situação se iniciar, essa abertura dos canais são ativados
quimicamente (por neurotransmissores) ou eletricamente (voltagem)
○ A bomba de sódio e potássio serve para manter as concentrações de íons
corretas dentro e fora da célula e fazer a manutenção do potencial de
membrana .
○ Mecanismo :
■ O potencial de repouso é justamente o potencial que a célula fica
normalmente, ou seja sem estar estimulada, mais pode ocorrer
processos de despolarização (que é estimulado por algum estímulo
que foi aplicado a célula) e existe também um potencial de ação,
que é alteração súbita, rápida e transitória do potencial de repouso da
membrana, que geralmente ocorrem para transportar informações entre
as células rapidamente (NEURÔNIOS), ou seja para responder ao
estímulo dado, após ocorrer esse potencial de ação nós temos uma
tendência celular de voltar ao seu estágio inicial, então a membrana sofre
uma repolarização, para voltar ao potencial de repouso.
■ Na despolarização para ocorrer o potencial de ação, as bombas de sódio
e potássio abrem os canais de sódio, para de acordo com o gradiente de
concentração o sódio entrar, e com mais entrada de cargas negativas, o
meio intracelular sai de negativo para positivo.
■ Na repolarização, as bombas de sódio e potássio abrem os canais
iônicos de potássio para ele sair da célula de acordo com o gradiente de
concentração, e com sua saída o interior celular volta a ficar negativo,
afinal tem muita carga positiva saindo.
■ O transporte ativo da bomba funciona apenas para regularizar a célula,
ou seja nesse caso, levar o potássio novamente para dentro e o sódio
para fora, para esse processode potencial de ação possa acontecer dnv.
● 3 sódio para fora e 2 potássios para dentro
■
■ Obs: o estímulo precisa ser forte o suficiente para a célula agir e entrar
no potencial de ação, pois se o estimulo não atinge o limiar/mínimo
necessário de excitabilidade (limiar de excitação)da célula , que seria
abrir alguns poucos canais de sódio, para avisar a célula, ele não será
correspondido e a cadeia não começa.
■ Esse pico de potencial de ação é o Pico de ultrapassagem, quando as
polaridades mudam
■ o canal de sódio é mais rápido, abre e fecha rapidamente, já o de
postássio, é mais lento, então enquanto há a saída de potássio a
célula tende a ficar mais negativa dentro,e como os canais de
potássio demoram mais pra fechar, pode acontecer uma
hiperpolarização, ou seja quando a célula fica mais negativa do que o
momento de repouso, do que seu potencial de membrana, sendo seu
pico de negatividade.
● Radiação e radioatividade, como isso se aplica na biologia ?
○ A radiação é um processo de propagação de energia por meio de
partículas ou ondas eletromagnéticas.
○ O que são ondas ?
■ São uma perturbação que se propaga pelo espaço e é capaz de
transportar energia, mas não de transportar matéria.
■ Podem ser longitudinais ou transversais
■ As ondas eletromagnéticas tem a junção dos dois tipos de onda
longitudinal + transversal, por apresentar um campo magnético e
outro elétrico
■ Ela pode se propagar tanto no meio material, como no vácuo, porém
no vácuo tem maior excelência, quanto menos matéria melhor sua
propagação. Ela não precisa de um meio material para se propagar.
■
■ Já as partículas (pequenas bolsas que carregam energia) também
podem transportar energia, como exemplo dos fótons, que é uma das
formas de propagação da luz
● A luz tem uma dualidade, tanto pode se propagar no formato
de partícula, como de onda, isso foi visto quando os
experimentos só seriam possíveis se a luz fosse vista dessa
forma .
■ Então, a radiação é uma energia que se propaga também nessas
duas formas, Radiação de partículas, ou Radiação eletromagnética!
■ Existe um espectro eletromagnético
■ A radiação eletromagnética pode ser separada em duas formas, e a
classificação da onde entre essas vai ser determinada pela sua
frequência, comprimento de onda, poder de penetração e energia
■
● Não ionizante
○ Ondas de maior comprimento de onda, menor
frequÊncia e de baixa energia
○ Não é capaz de retirar elétrons dos átomos, apenas se
propaga
○ Sua energia não é o suficiente para quebrar ligações
químicas
○ Exemplos : Ondas de rádio, micro-ondas e
infravermelho (onda de calor)
● Ionizante
○ Energia suficientemente alta para quebrar ligações
químicas e retirar elétrons dos átomos enquanto se
propaga.
○ Produzem íons, pois retiram elétrons dos átomos -
ionização (quando um átomo ou molécula passa a
possuir mais elétrons ou perdÊ-los, é o processo de
formação de íons, que podem ser ânions ou cátions)
○ A interação com a matéria induz a ionização de
átomos e moléculas
○ exemplos : Raio-x, Raio gama e ultravioleta
[apresenta algumas subdivisões, algumas sendo
ionizantes e outras não. UVC E UVultra (ionizantes) e
UVB E UVA (não ionizantes)]
○ tem alta energia, alta frequência e baixo lambda.
○
■ Radiação ionizante é uma forma de radiação que carrega
energia suficiente para ionizar os átomos, arrancando os
elétrons mais próximos dos núcleos atômicos.
■ Radiação nuclear (RADIOATIVIDADE)
● São as radiações que partem do interior do núcleo de um
átomo instável.
● Por que núcleos instáveis emitem isso?
○ A radioatividade é um fenômeno que ocorre em
núcleos instáveis, onde eles emitem partículas ou
ondas para alcançar sua estabilidade.
○ Os átomos radioativos estão sempre emitindo radiação
para alcançar esse estágio de estabilidade.
● Essas radiações podem ser :
○ radiação alfa :
■ particula alfa ou raio alfa
■
○ Radiação beta
■
■ Pode ser carregada negativamente com um
elétron ou positivamente
■ partículas ou raio beta
○ Radiação gama
■ Raio gama
■ Têm carga e massa nula (0), mas emitem calor,
pode ionizar os átomos e moléculas do ar e
conduzir corrente elétrica.
■ é uma onda eletromagnética
■
○ PODER DE PENETRAÇÃO DAS PARTÍCULAS E
ONDAS EMITIDAS PELO NÚCLEO.
○
○ Entender o poder de penetração de cada radiação vai
nos ajudar a entender quais exames usam cada
radiação a depender do objetivo a ser atingido.
■ O resultado de cada procedimento que usa
radiação depende do tipo de radiação utilizada.
■ Ex : a eficácia da radioterapia vem do uso de
raio-x ou raio gama
■ A eficácia de ver ossos quebrados e etc, vem
do uso do raio-x
● Como isso se aplica na vida do médico veterinário?
● (radiobiologia → Estudo dos efeitos das radiações ionizantes nos organismos
biológicos, usada para entender sua ação em tecidos normais e malignos e como
usar a nosso favor)
○ Radioterapia (utiliza radiação ionizante)
■ É um tratamento no qual se utilizam radiações ionizantes (raio X, por
exemplo) para destruir um tumor ou impedir que suas células
aumentem
■ a radiação ionizante danifica as células cancerígenas, impedindo a
progressão da doença
■ utilizada de forma terapêutica para a cura, tratamento ou alívio de
sintomas causados
○ Raios-x (radiografia)
■ pequenas doses de radiação ionizante (raios X), que são usadas para
produzir as imagens
■ Importante para diagnosticar ossos fraturados, tumores e corpos
estranhos
■ Alguns tipos específicos de radiografias necessitam da utilização de
meio de contraste à base de iodo ou bário, administrados por via
intravenosa ou via oral
■ cm funciona ?
● Os raios X não absorvidos atingem um receptor (o chassi
radiográfico), gerando a imagem.
● A diferenciação dos tecidos se baseia nessa diferença de
absorção do raio X.
● os raios X têm energia suficiente para atravessar o corpo,
sendo parcialmente absorvidos por ossos, tecidos moles e
órgãos de maneira diferente, o que permite que os raios que
atingem o outro lado formem uma imagem onde é possível
distinguir essas estruturas.
●
● Outros procedimentos
○ Ultrassom e ressonância (não utiliza radiação ionizante) → Não utiliza
radiação ionizante e sim ondas sonoras de alta frequÊncia, que batem nos
órgãos e produzem ecos, que são lidos pela máquina e transformados nas
imagens.
○ Terapia com radioisótopos → ingestão de cápsulas ou soluções
compostas por elementos radioativos, como o iodo-131.
○ Cromoterapia → Uso de cores para tratar algumas enfermidades, e cada
comprimento de onda é indicado para cada caso em específico, depende do
objetivo do tratamento terapêutico.