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<p>Gabriella Eldereti Machado</p><p>Biofísica</p><p>Unidade 1</p><p>Livro didático</p><p>digital</p><p>Diretor Executivo</p><p>DAVID LIRA STEPHEN BARROS</p><p>Diretora Editorial</p><p>ANDRÉA CÉSAR PEDROSA</p><p>Projeto Gráfico</p><p>MANUELA CÉSAR ARRUDA</p><p>Autor</p><p>GABRIELLA ELDERETI MACHADO</p><p>Desenvolvedor</p><p>CAIO BENTO GOMES DOS SANTOS</p><p>Olá. Meu nome é Gabriella Eldereti Machado. Sou formada</p><p>em Química Licenciatura, com uma experiência técnico-</p><p>profissional na área de educação e ensino de mais de 03 anos.</p><p>Possuo experiência acadêmica, passando pela Pós-Graduação</p><p>em Educação Ambiental, em nível de Especialização. Mestrado</p><p>em Educação e Doutorado em Educação, em andamento. Sou</p><p>apaixonada pelo que faço e adoro transmitir minha experiência</p><p>de vida àqueles que estão iniciando em suas profissões. Por isso</p><p>fui convidada pela Editora Telesapiens a integrar seu elenco de</p><p>autores independentes. Estou muito feliz em poder ajudar você</p><p>nesta fase de muito estudo e trabalho. Conte comigo!</p><p>Autor</p><p>GABRIELLA ELDERETI MACHADO</p><p>INTRODUÇÃO:</p><p>para o início do</p><p>desenvolvimen-</p><p>to de uma nova</p><p>competência;</p><p>DEFINIÇÃO:</p><p>houver necessidade</p><p>de se apresentar</p><p>um novo conceito;</p><p>NOTA:</p><p>quando forem</p><p>necessários obser-</p><p>vações ou comple-</p><p>mentações para o</p><p>seu conhecimento;</p><p>IMPORTANTE:</p><p>as observações</p><p>escritas tiveram</p><p>que ser prioriza-</p><p>das para você;</p><p>EXPLICANDO</p><p>MELHOR:</p><p>algo precisa ser</p><p>melhor explicado</p><p>ou detalhado;</p><p>VOCÊ SABIA?</p><p>curiosidades e</p><p>indagações lúdicas</p><p>sobre o tema em</p><p>estudo, se forem</p><p>necessárias;</p><p>SAIBA MAIS:</p><p>textos, referências</p><p>bibliográficas e</p><p>links para aprofun-</p><p>damento do seu</p><p>conhecimento;</p><p>REFLITA:</p><p>se houver a neces-</p><p>sidade de chamar a</p><p>atenção sobre algo</p><p>a ser refletido ou</p><p>discutido sobre;</p><p>ACESSE:</p><p>se for preciso aces-</p><p>sar um ou mais sites</p><p>para fazer download,</p><p>assistir vídeos, ler</p><p>textos, ouvir podcast;</p><p>RESUMINDO:</p><p>quando for preciso</p><p>se fazer um resumo</p><p>acumulativo das</p><p>últimas abordagens;</p><p>ATIVIDADES:</p><p>quando alguma ativi-</p><p>dade de autoapren-</p><p>dizagem for aplicada;</p><p>TESTANDO:</p><p>quando o desen-</p><p>volvimento de uma</p><p>competência for</p><p>concluído e questões</p><p>forem explicadas;</p><p>Iconográficos</p><p>Olá. Meu nome é Manuela César de Arruda. Sou a responsável pelo pro-</p><p>jeto gráfico de seu material. Esses ícones irão aparecer em sua trilha de</p><p>aprendizagem toda vez que:</p><p>SUMÁRIO</p><p>Introdução......................................................................................10</p><p>Competências................................................................................11</p><p>Termodinâmica biológica: manifestação da vida no</p><p>universo...........................................................................................12</p><p>Universo e sua composição: início da manifestação da vida..........12</p><p>Leis da Termodinâmica.................................................................................23</p><p>Equilíbrio x homeostase; termogênese x termólise e</p><p>termorregulação corporal..........................................................................26</p><p>Biofísica das membranas..........................................................33</p><p>Estrutura e função............................................................................................33</p><p>Transporte transmembrana.......................................................................37</p><p>Gênese dos potenciais...............................................................38</p><p>Repouso..................................................................................................................38</p><p>Ação...........................................................................................................................39</p><p>Retomando o conhecimento: Vamos relembrar?.............41</p><p>Bibliografia.....................................................................................42</p><p>Biofísica 9</p><p>UNIDADE</p><p>01</p><p>Biofísica10</p><p>Ao introduzir os conceitos referentes à Biofísica, temos</p><p>que a mesma é uma ciência interdisciplinar, pois insere em</p><p>sua aplicação teorias e os métodos da área da física e da</p><p>biologia. Deste modo, a biofísica é o campo da ciência que</p><p>estuda a matéria e sua relação com o espaço, energia e</p><p>tempo dentro das dinâmicas e relações com os sistemas</p><p>biológicos.</p><p>INTRODUÇÃO</p><p>Biofísica 11</p><p>Olá. Seja muito bem-vindo à Unidade 1. Nosso</p><p>objetivo é auxiliar você no desenvolvimento das seguintes</p><p>competências profissionais até o término desta etapa de</p><p>estudos:</p><p>1. Desenvolver as competências e habilidades</p><p>discentes necessárias para o uso adequado de conceitos</p><p>e métodos da biofísica na explicação dos processos</p><p>biológicos.</p><p>2. Compreender os fenômenos físicos associados</p><p>a processos biológicos e atuação desses fenômenos na</p><p>técnica de análises.</p><p>3. Entender a termorregulação corporal e a</p><p>importância da termodinâmica nas atividades e funções</p><p>das macromoléculas.</p><p>4. Compreender a importância do transporte de</p><p>substância através da membrana e sua influência na</p><p>integração dos sistemas.</p><p>5. Entender a biomecânica do sistema respiratório</p><p>e sua importância para o transporte dos gases, além</p><p>dos processos de transdução de informações por ondas</p><p>mecânicas e eletromagnéticas importantes nos sistemas</p><p>auditivo e visual, respectivamente.</p><p>6. Compreender as técnicas biofísicas de análises e sua</p><p>importância para diagnóstico e dosagem de substâncias.</p><p>Então? Preparado para uma viagem sem volta rumo</p><p>ao conhecimento? Ao trabalho!</p><p>COMPETÊNCIAS</p><p>Biofísica12</p><p>Termodinâmica biológica: manifestação</p><p>da vida no universo</p><p>Ao término deste capítulo você será capaz de</p><p>entender como funciona a relação entre a biologia e a física</p><p>permeando as questões relacionadas à termodinâmica.</p><p>Isto será fundamental para a concretização do processo de</p><p>aprendizagem e reflexão sobre o conhecimento da biofísica.</p><p>E então? Motivado para desenvolver esta competência?</p><p>Então vamos lá.</p><p>Universo e sua composição: início da</p><p>manifestação da vida</p><p>Começamos essa unidade trazendo a definição da</p><p>biofísica como a área que tem como objetivo central de</p><p>conhecer e compreender o ser vivo em sua constituição</p><p>de corpo (matéria) em um lugar no espaço que possibilita</p><p>a transformação da energia no meio no qual está inserido.</p><p>Através de sua interação com o meio, abrangendo</p><p>aspectos biológicos, elétricos, gravitacionais, magnéticos</p><p>e nucleares (DÚRAN, 2003).</p><p>Por isso, a biofísica se constitui como multidisciplinar, sendo</p><p>parte importante em áreas como: Medicina, Fonoaudiologia,</p><p>Odontologia, Enfermagem, Biomedicina, Física, Biologia.</p><p>Temos então a interdisciplinaridade teórica e prática</p><p>da biofísica quando a mesma tem base em teorias da física</p><p>e nos métodos da biologia para resolução de problemas</p><p>e questões dentro dessa ciência. Podendo dessa forma,</p><p>perceber os seres vivos como agentes no mundo, ocupando</p><p>lugar no espaço e interagindo com o meio ambiente, social,</p><p>biológico, e etc. Esse modo científico que está a nosso</p><p>dispor para compreender o mundo é fundamental quando</p><p>relacionamos à biofísica e sua forma como ferramenta de</p><p>entendimento do funcionamento dos seres vivos.</p><p>Biofísica 13</p><p>SAIBA MAIS:</p><p>Como fica evidenciado ao ressaltar a importância</p><p>da biofísica. De acordo com Petrin (2015), esta</p><p>ciência torna-se a fundamentação de vários</p><p>fenômenos biológicos, por meio de aspectos</p><p>elétricos, gravitacionais, magnéticos e até mesmo</p><p>nucleares, colocando a física como parte útil desse</p><p>entendimento.</p><p>Nesse contexto, o profissional que atue diretamente</p><p>com a biofísica precisa utilizar de métodos alinhando a física</p><p>e a biologia na aplicação da teoria em prática nos diversos</p><p>ramos abrangidos. Temos a biofísica permeando disciplinas</p><p>de áreas da química, medicina, biomedicina, física, educação</p><p>física, entre outras, como já foi mencionado anteriormente.</p><p>Podemos perceber ao estudar as questões</p><p>introdutórias que envolvem a área da Biofísica a gama de</p><p>conhecimentos e perspectivas envolvidas, um emaranhado</p><p>de biologia e física com o potencial de complexidade</p><p>oriunda da vida humana, essa teia complexa pode ser</p><p>ilustrada na figura abaixo (FIGURA 1):</p><p>Figura 1 – Biofísica em sua complexidade.</p><p>Fonte: Freepik</p><p>Biofísica14</p><p>Após uma contextualização inicial sobre a biofísica</p><p>e sua área de abrangência, estaremos conhecendo a</p><p>história do desenvolvimento dessa ciência, permeando</p><p>algumas descobertas e invenções que foram importantes</p><p>para a humanidade. Vamos começar a nossa viagem pela</p><p>história da biofísica conhecendo alguns cientistas e suas</p><p>contribuições a esta área!</p><p>Começando nossa viagem pela história da biofísica</p><p>conhecendo o descobridor da bioeletricidade, o cientista</p><p>e médico italiano Luigi Galvani. Contribui para a ciência ao</p><p>desenvolver pilhas, dentro da área da eletroquímica, onde em</p><p>1756 descobre a eletricidade animal. Esta descoberta se dá</p><p>através de experimentos com as pernas de um sapo morto,</p><p>quando percebeu que as mesmas se contraiam ao ter contato</p><p>com ferro de um gancho de metal (SÓQ, 2008-2019).</p><p>IMPORTANTE:</p><p>No qual foi possível a partir deste experimento</p><p>formular que os músculos animais produzem</p><p>corrente elétrica, produzindo no decorrer</p><p>dessas observações o que seria o princípio</p><p>fundamental do funcionamento das pilhas</p><p>elétricas. Onde posteriormente, produz a pilha</p><p>de volta, marcando positivamente a evolução</p><p>dos estudos da eletricidade e magnetismo,</p><p>passando a dar nome a este campo de estudo</p><p>da corrente elétrica, o Galvanismo (ROSA, 2012).</p><p>Biofísica 15</p><p>Conhecendo um pouco mais sobre Luigi Galvani,</p><p>estudou filosofia e medicina na Universidade, formando –</p><p>se nessas áreas. Porém possuía conhecimento em química,</p><p>história natural, física, anatomia, sendo no ano de 1761,</p><p>considerado membro da Academia de Ciências da cidade</p><p>de Bolonha na Itália. Costumava realizar em sua casa e</p><p>em um teatro da cidade palestras sobre os estudos que</p><p>desenvolvia, além de possuir em sua casa um laboratório</p><p>para realização de seus experimentos (SÓQ, 2008-2019).</p><p>Temos então o cientista Hermann Von Helmholtz, que</p><p>foi conseguiu medir a velocidade de impulsos nervosos.</p><p>Era um pesquisador da área da física e da fisiologia, mas</p><p>tinha outra paixão, que era a área da psicologia (PECHNER,</p><p>2019). Nasceu na Alemanha e devido a seu pai ser professor</p><p>recebeu educação em casa devido a problemas de saúde,</p><p>durante o período que serviu ao exército desenvolveu seus</p><p>estudos na área da matemática e física (PECHNER, 2019).</p><p>Esses estudos demonstravam as questões que</p><p>envolvem a indestrutibilidade da energia através de</p><p>sua formulação matemática da conservação de energia</p><p>(PECHNER, 2019), posteriormente ao período no exercito,</p><p>o mesmo torna – se professor de fisiologia da Universidade</p><p>de Königsberg. Atuou também na área da óptica fisiológica,</p><p>onde desenvolveu um aparelho que possibilitava examinar</p><p>a retina do olho, o qual chamou de oftalmoscópio</p><p>(PECHNER, 2019).</p><p>VOCÊ SABIA?:</p><p>Sua obra possui uma multidisciplinaridade de áreas</p><p>do conhecimento, possui publicações em temas</p><p>como: pós-imagens, acromatopsia, escala musical</p><p>arábico-persa, movimentos oculares humanos,</p><p>formação de geleiras, axiomas geométricos, febre</p><p>do feno, contribuição na invenção da telegrafia</p><p>sem fio e do rádio (VIEIRA, 2015).</p><p>Biofísica16</p><p>Temos o desenvolvimento da visão moderna do</p><p>impulso nervoso com Alan Hodgkin e Andrew Huxley em</p><p>1952, a dupla de fisiologistas britânicos formula o modelo</p><p>clássico predominante até os dias atuais sobre o tema. Onde</p><p>mencionam que os impulsos nervosos ao se colidirem,</p><p>nessa colisão deveria ser barrado o avanço de um sobre</p><p>o outro, evitando a aniquilação. Estes achados resultaram</p><p>em um Nobel da Medicina e Fisiologia no ano de 1963 aos</p><p>cientistas pelas suas contribuições ao entendimento do</p><p>funcionamento dos neurônios.</p><p>Com Georg Von Békésy em seus estudos relacionados</p><p>à investigação da audição humana, resultando na</p><p>descoberta do processo de análise e transmissão do som na</p><p>cóclea, localizado na parte interna do ouvido (INFOPÉDIA,</p><p>2003-2019). Contribuindo para a área da Bioacústica, que</p><p>se propõe a investigar a produção, captação e propagação</p><p>do sinal sonoro e suas interferências no comportamento</p><p>animal e espécie humana.</p><p>A descoberta do funcionamento das sinapses,</p><p>região onde os neurônios agem na função de seus</p><p>neurotransmissores transmitindo os impulsos nervosos, é</p><p>feita por Bernard Katz a partir dos estudos sobre a junção</p><p>neuromuscular, que é a sinapse dos neurônios motores</p><p>e dos músculos esqueléticos. Dessa forma, consegue</p><p>demonstrar através do uso de eletrodos intracelulares, que</p><p>a junção neuromuscular era química (SABBATINI, 2003).</p><p>Biofísica 17</p><p>NOTA:</p><p>Essa descoberta sobre a constituição do</p><p>funcionamento do sistema nervoso, em sua</p><p>organização e atividades de trabalho em nível</p><p>celular constitui como uma das importantes</p><p>fases da história da ciência. Sendo percursora</p><p>da bioeletricidade, fortalecendo a ideia</p><p>dos neurônios como células individuais,</p><p>fundamentando os estudos das sinapses</p><p>(SABBATINI, 2003).</p><p>Chegamos a Maurice Wilkins e Rosalind Franklin,</p><p>cientistas pioneiros da cristalografia de DNA. Começando</p><p>pela história de Rosalind Franklin, nasceu em Londres em</p><p>1920, atuava na área da físico-química da Universidade de</p><p>Cambridge. Suas contribuições se dão a partir do uso da</p><p>cristalografia e difração de raios X aplicados às fibras de</p><p>DNA, esse processo fornecia fotografias e informações sobre</p><p>a estrutura do DNA, ainda desconhecido à humanidade</p><p>(LOUISE, 2017).</p><p>RESUMINDO:</p><p>O DNA é uma molécula de ácido nucleico,</p><p>localizada no núcleo de células eucarióticas,</p><p>células que estão presentes em todos os seres</p><p>humanos, responsável por conter o nosso código</p><p>genético. O código genético é a sequência</p><p>codificada em nucleotídeos, de todas as proteínas</p><p>produzidas pelo nosso organismo, ou seja, nossa</p><p>identidade biológica.</p><p>Biofísica18</p><p>Representação da molécula de DNA é constituída</p><p>de duas fitas enroladas em torno de seu próprio eixo, e as</p><p>ligações entre elas é feita por pontes de hidrogênio, que</p><p>são ligações fracas, que podem se rompem com facilidade,</p><p>ficando as bases nitrogenadas atuando como escada</p><p>circular, dando um suporte. Como você pode conhecer na</p><p>imagem a seguir (FIGURA 2):</p><p>Adenina</p><p>Guanina</p><p>2nm</p><p>3.4nm</p><p>DNA</p><p>Timina</p><p>Citosina</p><p>Figura 2 – Estrutura do DNA.</p><p>Fonte: Freepik</p><p>Biofísica 19</p><p>Com Max Perutz e John Kendrew temos as descobertas</p><p>sobre a cristalografia de proteínas. O desenvolvimento da</p><p>pesquisa se deu através da comparação de estruturas</p><p>padrões de cristais de proteínas que continham átomos de</p><p>metais pesados.</p><p>RESUMINDO:</p><p>Desse modo, a biofísica e sua atuação permeia as</p><p>diversas áreas da ciência, e a partir disto é possível</p><p>compreender a sua aplicabilidade em nossas</p><p>vidas.</p><p>Em suma, a biofísica é uma ciência que possui como</p><p>demanda científica estudar como determinados aspectos,</p><p>sejam eles físicos, químicos e biológicos, interagem em sua</p><p>função de “ser vivo” que ocupa lugar no espaço e energia</p><p>por meio de suas interações com o meio ambiente.</p><p>Para então entender os fenômenos biológicos,</p><p>aspectos elétricos, gravitacionais, magnéticos, nucleares</p><p>e químicos fazem parte da ampliação de visão de ciência</p><p>fornecida pela biofísica a todos nós, fornecendo caminhos</p><p>para o conhecimento sobre funcionamento dos seres vivos.</p><p>REFLITA:</p><p>Em algum momento, você já se colocou a pensar</p><p>sobre o Universo? Afinal, o que compõe o Universo?</p><p>Talvez tudo que nos rodeia, as estrelas, água, terra,</p><p>os seres humanos é oriundo de matéria, e esta é</p><p>composta por átomos (SOUZA, 2019). Para chegar</p><p>a essa conclusão, de que somos feitos de matéria,</p><p>poeira estrelar, isso não se deu de forma rápida</p><p>foram vários anos de estudos para chegar a essa</p><p>teoria.</p><p>Biofísica20</p><p>Os átomos são fundamentais para entendimento de</p><p>diversos conceitos, são formados por partículas atômicas,</p><p>chamadas de elétrons, prótons e nêutrons. Possuem a</p><p>propriedade de tornar – se matéria ao agregar – se em um</p><p>conjunto de átomos. Dessa forma, tudo que conhecemos é</p><p>formado por átomos, assim como o universo, abrangendo</p><p>características e peculiaridades a cada contexto de matéria</p><p>(SOUZA, 2019).</p><p>O questionamento sobre a origem das coisas é uma</p><p>pergunta latente a humanidade,</p><p>convivemos com essa</p><p>dúvida, a ciência ajuda a chegarmos a alguma compreensão.</p><p>A partir desses pensamentos e proposições que a ciência</p><p>se desenvolve, visto a necessidade de se ter um método</p><p>científico que guiasse a experimentação para descobertas</p><p>e formulações de conceitos. Muito se deve ao trabalho de</p><p>Galileu Galilei, que era um astrônomo, físico, e matemático</p><p>italiano (STEINER, 2006).</p><p>Antecedendo Galileu, na Grécia já havia sido</p><p>desenvolvido métodos geométricos para estudar as órbitas</p><p>e corpos celestes, e para realizar a previsão de eventos</p><p>astronômicos (STEINER, 2006). Temos também os estudos</p><p>sobre o universo em tempos remotos com os egípcios,</p><p>chineses, incas, maias e astecas (STEINER, 2006).</p><p>A partir desses estudos a priori iniciais, sendo possível</p><p>a descoberta da galáxia por meio de técnicas ópticas,</p><p>mecânicas e fotográficas onde determinou – se a distância</p><p>das estrelas determinando então a existência de um</p><p>sistema planetário (STEINER, 2006).</p><p>Biofísica 21</p><p>EXPLICANDO MELHOR:</p><p>Temos como mais recente e provavelmente</p><p>conhecido à chamada “teoria do Big Bang”, seu</p><p>desenvolvimento inicia em meados de 1920, com</p><p>o astrônomo americano Edwin Hubble. Nesse</p><p>contexto foi possível estabelecer a relação entre</p><p>a distância de uma galáxia e a velocidade de</p><p>aproximação e afastamento da mesma. Ficando</p><p>evidente a existência de uma relação entre a</p><p>distância e a velocidade das galáxias, onde quanto</p><p>maior à distância, maior é a velocidade em que se</p><p>afasta conceito fundamentado na Lei de Hubble</p><p>(STEINER, 2006).</p><p>Sabemos então que o universo é composto de</p><p>estruturas moleculares, em um agrupamento de diversas</p><p>moléculas como: água, dióxido de carbono, metano,</p><p>oxigênio, hidrogênio, nitrogênio e etano (USBERCO, 2006).</p><p>Começamos a estudar a teoria do Big Bang, que ficou</p><p>muito conhecida e expressa em produções audiovisuais.</p><p>Esta teoria considera que as galáxias estão se afastando</p><p>umas das outras, conforme observado por Edwin Hubble,</p><p>citado anteriormente.</p><p>Os estudos realizados com base nesta teoria</p><p>consideram que em torno de 10 a 15 bilhões de anos atrás,</p><p>todas as galáxias encontravam-se em um mesmo ponto, a</p><p>uma temperatura muito alta, que se expandiu no Big Bang,</p><p>ou seja, em uma grande explosão.</p><p>Devido a isto está teoria possui o nome de "Big Bang",</p><p>porque nos remete à ideia de uma explosão, mas o que</p><p>ocorreu foi uma expansão, a partir de um estado minúsculo</p><p>(e muito denso) para o que é hoje.</p><p>Biofísica22</p><p>DEFINIÇÃO:</p><p>A teoria da gravidade descreve a gravitação</p><p>como a ação das massas nas propriedades do</p><p>espaço e do tempo, que acaba não só afetando</p><p>o movimento dos corpos, mas também de outras</p><p>propriedades físicas.</p><p>O funcionamento da teoria do Big Bang se dá a partir</p><p>dessa explosão, e com isso temos o desenvolvimento do</p><p>Universo a partir do instante imediatamente posterior ao</p><p>seu surgimento até o que temos conhecimento nos dias</p><p>atuais. O Universo era muito denso e quente, e possuía</p><p>uma energia extremamente grande. Mas, expandiu-se</p><p>rapidamente e se tornou menos denso.</p><p>Após a formação do Universo, temos o surgimento de</p><p>quatro forças fundamentais da natureza: Força Gravitacional;</p><p>Eletromagnetismo; Força Nuclear Forte; Força Nuclear Fraca.</p><p>Atualmente os cientistas atuam ainda nas pesquisas</p><p>nesse ramo, nada está totalmente descoberto. Eles têm</p><p>trabalhado com o desenvolvimento da Teoria da Grande</p><p>Unificação, buscando explicar como o Big Bang aconteceu</p><p>e de que maneira essas forças se relacionam entre si.</p><p>ACESSE:</p><p>Assista o documentário “Teoria da formação</p><p>do universo - Big Bang”, acesse o link: <https://</p><p>www.youtube.com/watch?v=lAQEOiJkxyw>.</p><p>Este vídeo tem aproximadamente 39 minutos e</p><p>05 segundos.</p><p>Mas será que a Teoria do Big Bang pode estar</p><p>fora de uso? Ou extinta? Saiba mais sobre isto na</p><p>matéria da revista Galileu, disponível em: <https://</p><p>revistagalileu.globo.com/Ciencia/Espaco/</p><p>noticia/2015/03/teoria-do-big-bang-pode-ser-</p><p>extinta.html>.</p><p>https://www.youtube.com/watch?v=lAQEOiJkxyw</p><p>https://www.youtube.com/watch?v=lAQEOiJkxyw</p><p>https://revistagalileu.globo.com/Ciencia/Espaco/noticia/2015/03/teoria-do-big-bang-pode-ser-extinta.</p><p>https://revistagalileu.globo.com/Ciencia/Espaco/noticia/2015/03/teoria-do-big-bang-pode-ser-extinta.</p><p>https://revistagalileu.globo.com/Ciencia/Espaco/noticia/2015/03/teoria-do-big-bang-pode-ser-extinta.</p><p>https://revistagalileu.globo.com/Ciencia/Espaco/noticia/2015/03/teoria-do-big-bang-pode-ser-extinta.</p><p>Biofísica 23</p><p>Leis da Termodinâmica</p><p>Iniciando os estudos sobre a Termodinâmica, em</p><p>uma breve conceituação, esta área da Física estuda os</p><p>efeitos da mudança de temperatura, volume e pressão</p><p>sobre os sistemas físicos em escala macroscópica. Busca</p><p>então formular respostas para explicar de que forma os</p><p>mecanismos de transferência de energia térmica realizam</p><p>suas funções (SAVI, 2010).</p><p>Para o entendimento da termodinâmica é necessário</p><p>conhecer alguns conceitos dessa área, iniciando com</p><p>o conceito de sistema termodinâmico. O sistema</p><p>termodinâmico é uma região com limites reais ou</p><p>imaginários definidos, que delimita o estudo da energia e</p><p>suas transformações. Esses sistemas podem ser fechados</p><p>ou abertos. No sistema fechado a energia transpõe os</p><p>limites do sistema; no aberto, a energia e certa quantidade</p><p>de matéria podem transpor os limites (SAVI, 2010).</p><p>Exemplo: Exemplo disto, temos os sistemas de</p><p>refrigeração, de refrigerador ou ar condicionado, que</p><p>funcionam a partir do conceito de sistemas termodinâmicos.</p><p>Após o primeiro conceito que a termodinâmica</p><p>abrange, temos o segundo conceito, que é o de estado de</p><p>um sistema. Nada mais é as propriedades físicas do sistema,</p><p>que envolvem a temperatura, pressão, volume, massa,</p><p>entropia, e outras (SAVI, 2010). Caracterizado como um</p><p>estado momentâneo do sistema, devido às características</p><p>citadas anteriormente.</p><p>O terceiro conceito é o do processo, no qual entende</p><p>– se como processo o caminho no qual o sistema usa para</p><p>percorrer sucessivos estados termodinâmicos (SAVI, 2010).</p><p>Como exemplo de processo temos “quase-equilíbrio”.</p><p>Sendo um tipo de desvio ao equilíbrio termodinâmico</p><p>infinitesimal (SAVI, 2010). Esses sistemas citados nesses três</p><p>conceitos são fechados, homogêneos e matematicamente</p><p>com limites reais.</p><p>Biofísica24</p><p>Historicizando a termodinâmica, tem seu percurso</p><p>inicial em 1650, com Otto von Guericke. Quando projeta</p><p>a primeira bomba de vácuo por meio de esferas de</p><p>Magdeburg. Logo após isto, temos o físico e químico Irlandês</p><p>Robert Boyle, onde a partir dos estudos de Guericke cria</p><p>uma bomba de ar. Podendo perceber a correlação entre</p><p>pressão, temperatura e volume, dando origem a Lei de</p><p>Boyle (SAVI, 2010).</p><p>Em 1697, o engenheiro Thomas Savery desenvolve</p><p>a primeira máquina a vapor. Esse conhecimento do</p><p>desenvolvimento da termodinâmica foi organizado</p><p>historicamente e cientificamente por Sadi Carnot, quando</p><p>em 1824 publica o texto: "Reflexões sobre a Potência Motriz</p><p>do Fogo" (SAVI, 2010). Onde discute sobre o calor, potência</p><p>e eficiência de máquinas térmicas, sendo um marco da</p><p>Termodinâmica como ciência moderna.</p><p>DEFINIÇÃO:</p><p>Assim, a termodinâmica desenvolve – se por</p><p>meio de conceitos formulados em leis, as leis da</p><p>termodinâmica que iremos adentrar agora. Temos</p><p>a Lei zero da termodinâmica, que é entendida</p><p>a partir do seguinte postulado: “se dois corpos A</p><p>e B estão separadamente em equilíbrio térmico</p><p>com um terceiro corpo C, então A e B estão em</p><p>equilíbrio térmico entre si” (SAVI, 2010). Este é o</p><p>princípio inicial no qual a primeira e a segunda lei</p><p>são baseadas.</p><p>Biofísica 25</p><p>VOCÊ SABIA?:</p><p>A primeira Lei da Termodinâmica é o postulado</p><p>que discute o conceito de trabalho e calor, como</p><p>partes interligadas. Trazendo os conceitos, temos</p><p>que o trabalho em sua atuação prática ocorre por</p><p>meio da mecânica, utilizando uma força F que age</p><p>sobre uma partícula quando a mesma se desloca</p><p>em quantidade infinitesimal (SAVI, 2010). Temos</p><p>então, que o trabalho (usa-se essa representação</p><p>dW) realizado por essa força F é dado pelo produto</p><p>escalar entre</p><p>a força e o deslocamento (SAVI, 2010).</p><p>Na termodinâmica, o trabalho pode ser fornecido</p><p>através das diversas formas de energia transferida, como o</p><p>calor, a temperatura, energia. Devido a isto, iremos conhecer</p><p>os conceitos dessas formas de energia transferida. A</p><p>temperatura é uma medida da tendência que certo corpo</p><p>cede energia (SAVI, 2010), como na relação em que quando</p><p>sua energia aumenta, também cresce a temperatura.</p><p>A energia não possui um conceito elementar e fixo,</p><p>devido a isto, ela pode apresentar – se de várias formas:</p><p>cinética, eletrostática, gravitacional, nuclear (SAVI, 2010). O</p><p>calor pode ser entendido como qualquer fluxo espontâneo</p><p>de energia de um corpo, resultando em uma diferença de</p><p>temperatura (SAVI, 2010).</p><p>Podemos agora, após conhecer os conceitos que</p><p>permeiam a primeira Lei da Termodinâmica, inserirmos</p><p>propriamente nesse contexto. A formulação da primeira Lei</p><p>da Termodinâmica tem como responsáveis Robert Mayer e</p><p>James Prescott Joule, eles não atuavam juntos na pesquisa,</p><p>mas separadamente chegaram as mesmas conclusões</p><p>(SAVI, 2010).</p><p>Biofísica26</p><p>DEFINIÇÃO:</p><p>Em relação à Segunda Lei da Termodinâmica, esta</p><p>impõe limites sobre os processos de conversão</p><p>de calor em trabalho (SAVI, 2010), devido a sua</p><p>formulação de que seja impossível a completa</p><p>conversão de calor em trabalho é impossível.</p><p>Estes enunciados são a base teórica do</p><p>desenvolvimento de Máquinas térmicas, e sua importância</p><p>se dá devido a serem os primeiros dispositivos mecânicos</p><p>utilizados em larga escala na indústria.</p><p>Equilíbrio x homeostase; termogênese x</p><p>termólise e termorregulação corporal</p><p>A relação da homeostase com o equilíbrio é</p><p>fundamental para o entendimento dessas questões que</p><p>norteiam esse tema. Neste caso, devemos retornar ao</p><p>equilíbrio dinâmico promovido através da composição</p><p>química das células e do líquido intercelular, que agem</p><p>para fins de promover o estado de estabilidade aos seres</p><p>vivos (ALBERTS et. al., 2010). Ao manter a estabilidade os</p><p>seres vivos conseguem estar alinhados as mudanças do</p><p>meio ambiente, e isto é possível devido a homeostase.</p><p>DEFINIÇÃO:</p><p>A homeostase é uma forma de estado de</p><p>estabilidade que o corpo dos seres vivos produz</p><p>naturalmente, no qual temos o processo de</p><p>equilíbrio dinâmico ocorrendo naturalmente no</p><p>corpo (ALBERTS et. al., 2010).</p><p>Biofísica 27</p><p>Podendo ocorrer em uma célula, organismo</p><p>ou ecossistema, como exemplo desse processo de</p><p>homeostase a manutenção da temperatura corporal em</p><p>aves e mamíferos, que varia de 34 °C a 38 °C, ou também</p><p>no controle da glicemia (ALBERTS et. al., 2010).</p><p>Exemplo: Outro exemplo desse processo de</p><p>homeostase, é a fotossíntese, que ocorre em seres</p><p>autotróficos quando utilizam da energia luminosa</p><p>(proveniente do sol) para a produção de fonte energética,</p><p>fundamental para cultivo da vida (ALBERTS et. al., 2010).</p><p>Ocorrendo a partir de estruturas celulares, como a clorofila,</p><p>que absorve a energia luminosa e a converte em energia</p><p>química, armazenando – a na forma de glicose (ALBERTS</p><p>et. al., 2010).</p><p>Além disso, a fotossíntese produz nesse processo o</p><p>gás oxigênio (O2) que é utilizado na respiração (ALBERTS</p><p>et. al., 2010). Podemos conferir como ocorre a fotossíntese</p><p>na figura a seguir (FIGURA 3):</p><p>Figura 3 – Processo de Fotossíntese.</p><p>Fonte: Freepik</p><p>Luz</p><p>Dióxido de</p><p>Carbono</p><p>CO2</p><p>Oxigênio</p><p>O2</p><p>C6H12O6</p><p>Água</p><p>H2O</p><p>Biofísica28</p><p>Passamos a chamada Termogênese biológica, pensando</p><p>no seguinte exemplo, pense em uma pessoa ou animal exposto</p><p>ao frio, naturalmente ocorre a produção de calor corporal por</p><p>meio da contração muscular, que é a termogênese mecânica,</p><p>e através de reações bioquímicas exotérmicas, que é</p><p>termogênese química (BIANCO, 2000). Bom, vamos aprofundar</p><p>nossa análise nos próximos apontamentos.</p><p>De forma geral, todos os animais (seres vivos), perdem</p><p>energia química que ingerem através dos alimentos quando</p><p>liberam lentamente durante os processos de oxidação dos</p><p>açúcares e gorduras que estão armazenadas na forma de ATP.</p><p>IMPORTANTE:</p><p>O processo químico de oxidação se dá devido</p><p>à perda de elétrons, no qual a molécula acaba</p><p>ficando com carga positiva.</p><p>É importante também que a ATP, abreviação de Trifosfato</p><p>de adenosina ou adenosina trifosfato. É um nucleotídeo que</p><p>armazena a energia produzida nas ligações químicas, que</p><p>ocorrem durante a respiração celular e fotossíntese.</p><p>Grupos fosfato</p><p>Ribose</p><p>Adenina</p><p>CH</p><p>H</p><p>OHOH</p><p>HC</p><p>CH</p><p>C</p><p>C</p><p>C</p><p>H</p><p>H H</p><p>N N</p><p>NN</p><p>O O</p><p>O- - -</p><p>-</p><p>O</p><p>P 2O</p><p>O</p><p>O</p><p>P O O</p><p>O</p><p>O</p><p>P</p><p>NH 2</p><p>Figura 4 – Estrutura da ATP.</p><p>Fonte: Blog do Enem. Disponível em: <https://blogdoenem.com.br/biologia-atp-</p><p>energia/>, acesso em 12.08.2019.</p><p>Biofísica 29</p><p>Esse processo que envolve a oxidação da de açúcares</p><p>e gorduras em forma de ATP resulta na transformação</p><p>energética em trabalho biológico, no transporte de íons,</p><p>na síntese de macromoléculas como lipídeos, proteínas,</p><p>ácidos nucléicos, na contração muscular (BIANCO, 2000),</p><p>enfim, em uma vasta gama de resultantes.</p><p>Todos esses processos resultam fundamentalmente</p><p>em propriedades físicas conhecidas, a energia e o calor,</p><p>demonstrando a relação da termodinâmica em nosso</p><p>organismo como metaforicamente sendo um combustível</p><p>que nos alimenta, como um motor.</p><p>Nesse sentido, a termogênese pode ocorrer de</p><p>dois modos: obrigatória e facultativa. A termogênese</p><p>obrigatória, é conhecida como a taxa de metabolismo</p><p>basal, sendo então a soma de todo o calor produzido no</p><p>organismo (BIANCO, 2000). Já a termogênese facultativa, é</p><p>a quantidade de calor produzido para além da termogênese</p><p>obrigatória (BIANCO, 2000).</p><p>Esses processos podem ser resultantes um do outro,</p><p>quando a termogênese facultativa ocorre a partir do</p><p>aumento da ineficiência termodinâmica mitocondrial e do</p><p>aumento da reversão de ATP (BIANCO, 2000).</p><p>Exemplo: Quando contraímos a musculatura</p><p>durante atividades diárias ou esportivas, nesse momento</p><p>a termogênese facultativa pode ocorrer devido a esses</p><p>processos involuntários.</p><p>Pode ocorrer também quando estamos expostos</p><p>ao frio, nosso organismo começa a perder a quantidade</p><p>de calor que armazena, necessitando o aumento dessa</p><p>reserva e provoca assim a termogênese facultativa.</p><p>Os processos descritos nesta seção são de extrema</p><p>importância aos seres vivos, devido a executarem o</p><p>mecanismo de termorregulação. Esse mecanismo</p><p>proporciona aos seres humanos a possibilidade de</p><p>armazenar certa quantidade de calor. Temos ainda alguns</p><p>Biofísica30</p><p>tipos de termogênese, como a termogênese mecânica,</p><p>que é baseada na produção do calor quando sofremos</p><p>algum tipo de calafrio (BIANCO, 2000).</p><p>E a termogênese química, com característica de ser</p><p>mais lenta que a termogênese mecânica. Este tipo de</p><p>termogênese atua convertendo fontes de energia térmica,</p><p>como o tecido adiposo (camada de gordura) que compõe</p><p>os seres vivos (BIANCO, 2000).</p><p>A termólise é resultado de reações químicas</p><p>inorgânicas, como: reações de síntese ou composição,</p><p>reações de análise ou decomposição, reações de</p><p>substituição ou simples-troca e reações de dupla-troca</p><p>(ATKINS & JONES, 2001). Iremos ver cada uma dessas</p><p>reações e seus exemplos no seguinte quadro (QUADRO 1):</p><p>Biofísica 31</p><p>Quadro 1 – Reações químicas.</p><p>Fonte: Adaptado de ATKINS e JONES (2001).</p><p>Nome da reação Conceito Exemplo</p><p>Reações de</p><p>síntese ou</p><p>composição.</p><p>Ocorre quando</p><p>dois reagentes</p><p>produzem ao</p><p>final da reação um</p><p>único produto.</p><p>N2 + 3H3 →</p><p>2NH3</p><p>Reação de forma-</p><p>ção da amônia.</p><p>Reações de</p><p>análise ou</p><p>decomposição.</p><p>Ocorre quando</p><p>um dos reagen-</p><p>tes compostos</p><p>de um ou mais</p><p>tipos de elemen-</p><p>tos, se dividi em</p><p>duas ou mais</p><p>substâncias de</p><p>estruturas sim-</p><p>ples e formam,</p><p>ou seja, que são</p><p>formadas por um</p><p>tipo de elemento.</p><p>2 NaN3(s) → 3</p><p>N2(g) + 2 Na (s)</p><p>Reação dos air-</p><p>bags dos carros.</p><p>Reações de</p><p>substituição ou</p><p>simples-troca e</p><p>reações de</p><p>dupla-troca.</p><p>Processos que</p><p>dão origem a</p><p>uma ou mais</p><p>substâncias.</p><p>2 Fe(s) + 6</p><p>HCl(aq) → 2 Fe-</p><p>Cl3(aq) + 3 H2(g)</p><p>Reação do ferro</p><p>com solução áci-</p><p>da, nesse caso o</p><p>ácido clorídrico.</p><p>Biofísica32</p><p>RESUMINDO:</p><p>Para resumir o tema da termólise,</p><p>como um</p><p>processo endotérmico, que recebe calor, e devido</p><p>a isto realiza o processo da decomposição devido</p><p>o rompimento das ligações das moléculas dos</p><p>reagentes. Em nosso corpo, esse processo ocorre</p><p>quando há a evaporação da água pela pele ou</p><p>pulmões, com o objetivo de manter a temperatura</p><p>do corpo constante e estável.</p><p>Voltamos a termorregulação corporal, este processo</p><p>possui como função regular a temperatura interna,</p><p>mantendo – a constante a temperatura central próxima</p><p>de 37ºC. A termorregulação é resultado do controle</p><p>fisiológico atuantes devido aos termorreceptores centrais</p><p>e periféricos, um sistema de condução aferente, o controle</p><p>central de integração dos impulsos térmicos e um sistema</p><p>de respostas eferentes levando a respostas compensatórias</p><p>(BRAZ, 2005).</p><p>DEFINIÇÃO:</p><p>Os processos intitulados de endotérmicos são</p><p>aqueles que há dependência da geração calor pelo</p><p>metabolismo para manutenção da temperatura</p><p>corporal (BRAZ, 2005).</p><p>Já os ectotérmicos, são dependentes do calor de</p><p>fontes externas para manutenção da temperatura corporal</p><p>(BRAZ, 2005).</p><p>Biofísica 33</p><p>Biofísica das membranas</p><p>Ao término deste capítulo você será capaz de</p><p>entender como funciona a membrana plasmática. Sendo</p><p>possível realizar a associação entre a área da biofísica</p><p>e a composição estrutural da membrana plasmática e</p><p>sua importância aos seres vivos. Vamos lá! Avante com o</p><p>conteúdo e aprendizagens!</p><p>Estrutura e função</p><p>A membrana celular pode ser compreendida como</p><p>uma fronteira biológica de delimitação entre o perímetro</p><p>da célula e o meio intracelular do extracelular (MOREIRA,</p><p>2014). Todas as células são envolvidas pela membrana</p><p>celular, seja a célula animal, vegetal e dos seres humanos.</p><p>A membrana constitui uma barreira que seleciona o que</p><p>pode ser trocado ou não entre o exterior e interior da célula.</p><p>VOCÊ SABIA?:</p><p>Que nas células eucarióticas, a membrana fornece</p><p>suporte ao citoesqueleto, que dá forma à célula</p><p>(MOREIRA, 2014).</p><p>Pois é, há dois tipos de células, as eucarióticas e</p><p>procarióticas. Células eucarióticas são as que possuem</p><p>uma estrutura mais completa, com núcleo verdadeiro,</p><p>envoltório nuclear que protege o material genético, e</p><p>nucléolos. A células procariótica, não possuem núcleo ou</p><p>organelas, não possui ligação com a membrana, e devido a</p><p>isto seu material genético fica solto no citoplasma, em sua</p><p>maioria está presente em seres unicelulares.</p><p>Biofísica34</p><p>Figura 5 – Célula Eucariótica.</p><p>Fonte: Freepik</p><p>Mitocôndrias</p><p>Lisossomas</p><p>Citoplasma</p><p>Complexo de Golgi</p><p>Retículo</p><p>endoplasmático</p><p>Vacúolo</p><p>Núcleo</p><p>Membrana celular</p><p>Ribossomos</p><p>Figura 6 – Célula Procariótica.</p><p>Fonte: Freepik.</p><p>Pilus</p><p>Ribossomo</p><p>Nucleoide (DNA)</p><p>Flagelo</p><p>Membrana</p><p>plasmática</p><p>Cápsula</p><p>Parede</p><p>Celular</p><p>Biofísica 35</p><p>Fonte: Freepik</p><p>Voltando à membrana celular, que também é</p><p>conhecida como membrana plasmática, possui na sua</p><p>estrutura um envoltório que a protege. Além das organelas</p><p>internamente organizadas em compartimentos, atuando</p><p>na definição dos limites da célula entre o intracelular e o</p><p>extracelular (VASCONCELOS, 2009).</p><p>Figura 7 – Membrana plasmática.</p><p>Com espessura de 6 a 9 nm, dimensões extremamente</p><p>pequenas, que são visualizadas por meio de microscópio</p><p>eletrônico. A membrana plasmática é constituída das</p><p>seguintes estruturas químicas: proteínas, lipídios e</p><p>carboidratos (VASCONCELOS, 2009).</p><p>VOCÊ SABIA?:</p><p>A membrana atua basicamente na seleção do que</p><p>irá entrar na célula ou não, separando de forma</p><p>intra e extracelular (VASCONCELOS, 2009).</p><p>Proteina</p><p>integral Proteina</p><p>canal</p><p>Proteina alfa-hélice</p><p>CarboidratoGlicoproteína</p><p>Membrana interna</p><p>Membrana</p><p>externa</p><p>Parte</p><p>hidrofóbica Colesterol</p><p>Bicamada</p><p>fosfolipídica</p><p>Biofísica36</p><p>Figura 8 - Membrana plasmática animal e a vegetal.</p><p>Fonte: Freepik</p><p>Célula Animal Célula Vegetal</p><p>Citoplasma</p><p>Vacúolo</p><p>Núcleo</p><p>Membrana</p><p>celular</p><p>Parede celular</p><p>No interior da membrana o transporte de substâncias</p><p>ocorre de modo passivo, sem haver gasto de energia, e ativo,</p><p>com gasto de energia (VASCONCELOS, 2009). Temos em</p><p>sua constituição uma barreira chamada de permeabilidade,</p><p>atuando na seleção de substâncias que são permitidas ou</p><p>não a adentrarem a composição do citoplasma. É formada</p><p>de enzimas, receptores e antígenos que promovem a</p><p>interação com os hormônios (VASCONCELOS, 2009).</p><p>Biofísica 37</p><p>DEFINIÇÃO:</p><p>Esse conceito se refere ao transporte entre</p><p>membranas, no qual é possível que substâncias</p><p>atravessem sua estrutura, podendo haver gasto</p><p>de energia ou não, conhecidos como transporte</p><p>ativo e passivo (SANTOS, 2019). O transporte</p><p>ocorre devido à estrutura de duas camadas</p><p>de fosfolipídeos que estão nas células, essa</p><p>bicamada insere proteínas por meio de receptores</p><p>na membrana.</p><p>Transporte transmembrana</p><p>Demonstrando esse processo na imagem a seguir.</p><p>Figura 9 – Transporte Transmembrana.</p><p>H2O glucoseetanolbenzeno</p><p>GASES</p><p>MOLÉCULAS</p><p>CARREGADAS</p><p>MOLÉCULAS</p><p>HIDROFÓBICAS</p><p>MOLÉCULAS</p><p>APOLARES</p><p>PEQUENAS</p><p>MOLÉCULAS</p><p>APOLARES</p><p>MAIORES</p><p>aminoácidos</p><p>Na H</p><p>+</p><p>Cl -</p><p>+CO2</p><p>O2</p><p>Ca++</p><p>Devido a essa qualidade que a membrana possui</p><p>de selecionar e fiscalizar o transporte de substâncias,</p><p>concretizando dessa forma o que é chamado de transporte</p><p>transmembranar.</p><p>Biofísica38</p><p>Gênese dos potenciais</p><p>Ao término deste capítulo você será capaz de entender</p><p>a diferença entre os conceitos de potencial, repouso e ação</p><p>associados à área da biofísica. Você estará capacitado a</p><p>reconhecer a aplicabilidade da biologia permeando os</p><p>conceitos da física. Vamos aprender então!</p><p>Repouso</p><p>As membranas possuem características química, são</p><p>carregadas por elétrons e devido a isto tem seu potencial</p><p>elétrico. O princípio físico para descrever o potencial está</p><p>ligado a diferença de potencial, o d.d.p, ocorrendo quando</p><p>ligamos uma célula elétrica a um fio condutor de energia.</p><p>EXPLICANDO MELHOR:</p><p>O d.d.p. da célula é representado entre o meio</p><p>interno ou intercelular, e o externo ou extracelular.</p><p>Denominado de potencial de membrana,</p><p>podendo ser de dois tipos: o potencial de repouso</p><p>e o potencial de ação (ALBERTS, 2017).</p><p>O potencial de repouso, é aquele no qual o potencial</p><p>de membrana representa a diferença entre o meio intra e</p><p>extra da célula (ALBERTS, 2017). Sendo aproximadamente</p><p>o valor de -90 mV no interior da célula.</p><p>Ocorre também no potencial de repouso uma espécie</p><p>de alternância entre o transporte passivo e ativo de íons. O</p><p>transporte de íons pode ser conferido na imagem abaixo</p><p>(FIGURA 10):</p><p>Biofísica 39</p><p>Figura 10 – Transporte de íons na membrana.</p><p>Através da entrada passiva de íons sódio, Na+, sendo</p><p>expulsos quando os íons potássio, K+, entram nesse meio</p><p>(ALBERTS, 2017). Posteriormente o potássio sai da célula,</p><p>processo que torna o meio externo positivo em relação ao</p><p>interno, polarizando a célula (ALBERTS, 2017). O potencial</p><p>de ação será descrito no tópico a seguir.</p><p>Ação</p><p>Em relação ao potencial de ação, este consiste na ação</p><p>de variação repentina do potencial da membrana, sendo</p><p>provocado por algum tipo de estímulo (ALBERTS, 2017). O</p><p>estímulo pode se dar devido a excitação de alguma célula</p><p>nervosa, atingindo neste estímulo uma despolarização de</p><p>-65mV (ALBERTS, 2017).</p><p>Citoplasma</p><p>Fluído extracelular</p><p>Cl-</p><p>Cl-</p><p>Cl-</p><p>Cl-</p><p>Cl-</p><p>Cl-</p><p>Cl-Cl-</p><p>K+</p><p>K+</p><p>K+</p><p>K+</p><p>K+</p><p>K+ K+</p><p>K+</p><p>+ + + +</p><p>Biofísica40</p><p>DEFINIÇÃO:</p><p>O potencial de ação é constituído por três</p><p>etapas, que são: a despolarização, repolarização</p><p>e hiperpolarização. Veremos cada uma delas,</p><p>começando pela despolarização, é a entrada</p><p>de sódio na célula excitável (neurônio), onde ao</p><p>receber certo estímulo nervoso tem sua d.d.p. de</p><p>repouso elevada até o limitar de despolarização ou</p><p>o ultrapassa (ALBERTS, 2017).</p><p>A repolarização, onde ocorre a saída de potássio,</p><p>devido a entrada de sódio, Na+, na célula promove o</p><p>estímulo ao fechamento dos canais de Na+ e a imediata</p><p>abertura de canais de potássio, K+, ocorrendo a saída do</p><p>mesmo (ALBERTS, 2017). Já a hiperpolarização, é a saída</p><p>do excesso de potássio, quando uma célula recebe um</p><p>estímulo inibitório, resulta na saída do íon potássio, K+, e a</p><p>entrada do íon</p><p>cloro, Cl-, fato que torna o meio interno da</p><p>célula negativo e o meio externo positivo, este processo</p><p>inibi a realização e propagação do potencial de ação</p><p>(ALBERTS, 2017).</p><p>Biofísica 41</p><p>Retomando o conhecimento: Vamos</p><p>relembrar?</p><p>Vamos relembrar o conteúdo permeado na Unidade</p><p>1. A Biofísica é uma área da ciência que contempla estudos</p><p>e pesquisas de para vários cursos da área biológica e física.</p><p>A biofísica está presente em profissões como Odontologia,</p><p>Medicina, Biologia, Enfermagem, Biomedicina, Fisioterapia</p><p>e Ecologia.</p><p>Onde, por exemplo, quando é estudada na Fisioterapia,</p><p>a biofísica contempla ensinar sobre a interação do</p><p>infravermelho com a matéria, na aplicação desta radiação</p><p>no aquecimento de tecidos do corpo humano. Outro caso é</p><p>na ecologia, onde estuda o processo físico e a interação da</p><p>radiação infravermelho gerada pela terra com a atmosfera</p><p>e o efeito estufa.</p><p>Contempla ainda a aprendizagem sobre enzimas,</p><p>biomoléculas, e estrutura do DNA, como podemos</p><p>conhecer nesta Unidade. Desse modo, um biofísico ou</p><p>biofísica atuam no estudo da vida em todas as suas formas,</p><p>diferenciando – se da biologia nessa abordagem, porque</p><p>sua preocupação é compreender essas relações por meio</p><p>da física e de suas leis universais.</p><p>O estudo da vida na biofísica comporta o entendimento</p><p>em nível atômico, em nível de estruturas internas como</p><p>as proteínas e o sistema nervoso, ou seja, busca uma</p><p>complexidade de sentidos ao entendimento da vida.</p><p>Biofísica42</p><p>BIBLIOGRAFIA</p><p>ROSA, Carlos Augusto de Proença. História da ciência:</p><p>o pensamento científico e a ciência no século XIX. ─ 2. ed. ─</p><p>Brasília: FUNAG, 2012.</p><p>SAVI, A. A. Termodinâmica. Maringá: Eduem, 2010. 131p.:</p><p>il. (Coleção Formação de Professores em Física - EAD, v. 10)</p><p>ALBERTS, B. et. al. Biologia molecular da célula. 6. ed.</p><p>Porto Alegre: Artmed, 2017.</p><p>VASCONCELOS, C. M. L. de. 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