Reumos das aulas 05 - 06

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AULA 05 BIOFÍSICA
Espectrofotometria
· Definição: A espectrofotometria é um método analítico que mede a quantidade de luz absorvida ou transmitida por uma substância química. Essa técnica se baseia na interação da luz com a matéria, permitindo analisar diversas substâncias, tanto orgânicas quanto inorgânicas. "Espectrofotometria UV-VIS é um dos métodos analíticos utilizado em diversas áreas... É aplicada tanto para a determinação de composto orgânicos como inorgânicos."
· Princípio de Funcionamento: Cada substância química absorve, transmite ou reflete luz em comprimentos de onda específicos. A espectrofotometria explora essa propriedade para quantificar a concentração de uma substância em uma solução. "Cada substância química absorve, transmite ou reflete luz em um intervalo especifico de comprimento de onda... Avaliar a quantidade substância química pela absorção ou transmissão da luz que passa pela amostra."
· Lei de Beer: A absorbância de uma solução é diretamente proporcional à concentração da substância e ao comprimento do caminho óptico do feixe de luz através da amostra. Essa relação permite determinar a concentração de uma amostra desconhecida comparando sua absorbância com a de uma solução padrão. "Para determinar a concentração de uma amostra se compara a absorbância da amostra com uma solução padrão... Em geral é uma solução com diferentes concentrações que tem a absorbância determinada."
· Espectrofotômetro: O instrumento utilizado na espectrofotometria é o espectrofotômetro. Ele consiste em uma fonte de luz, um monocromador, uma cubeta para a amostra, um detector e um sistema de leitura. "O espectrofotômetro é o aparelho que passa o feixe de luz através de uma solução... Mede a quantidade de luz absorvida ou transmitida pela solução."
Componentes:
· Fonte de luz: Emite luz visível e invisível, geralmente uma lâmpada de tungstênio e de iodeto.
· Monocromador: Isola o comprimento de onda específico para a análise utilizando filtros ou prismas/grades de difração.
· Fenda de entrada: Limita a entrada de luz para evitar dispersão e erros na leitura.
· Cubeta: Recipiente que contém a amostra durante a análise. Deve ser transparente e limpa para evitar desvios de luz.
· Detector: Mede a intensidade da luz transmitida pela amostra.
· Galvanômetro: Mede a intensidade da corrente gerada pelo detector, que é proporcional à quantidade de luz transmitida.
· Aplicações: A espectrofotometria UV-VIS tem diversas aplicações em áreas como química, bioquímica, medicina, farmacologia e ambiental. É utilizada para:
· Determinar a concentração de substâncias em soluções.
· Identificar compostos orgânicos e inorgânicos.
· Monitorar reações químicas e biológicas.
· Analisar amostras ambientais.
Perguntas e Respostas sobre Espectrofotometria 
1. Explique o princípio básico da espectrofotometria e como ela é utilizada para quantificar substâncias químicas.
· A espectrofotometria é um método analítico que mede a quantidade de luz absorvida ou transmitida por uma substância química em um determinado comprimento de onda.
· O princípio básico é que cada substância química absorve, transmite ou reflete luz em um intervalo específico de comprimento de onda, criando um "espectro" único.
· Ao medir a absorbância (ou transmitância) de uma amostra em diferentes comprimentos de onda, é possível identificar e quantificar a substância presente.
· A lei de Beer-Lambert estabelece uma relação direta entre a absorbância de uma solução e a concentração da substância, permitindo a quantificação.
2. Descreva os componentes principais de um espectrofotômetro e suas funções.
· Fonte de Luz: Emite luz visível e invisível, geralmente uma lâmpada de tungstênio e iodeto com duração de 2.000 a 3.000 horas.
· Fenda de Entrada: Limita a entrada da luz, evitando dispersão e erros na leitura.
· Monocromador: Isola um comprimento de onda específico usando filtros ou prismas/grades de difração.
· Cubeta: Recipiente de vidro ou quartzo que contém a amostra durante a análise.
· Detector: Identifica a quantidade de luz absorvida e transmitida pela amostra.
· Galvanômetro: Mede a intensidade da corrente gerada pela luz na célula fotoelétrica, indicando a absorbância e a concentração da substância.
3. Diferencie a espectrofotometria UV-VIS de outros métodos espectrofotométricos, destacando suas aplicações e limitações.
· A espectrofotometria UV-VIS utiliza luz ultravioleta e visível para analisar compostos orgânicos e inorgânicos.
· É obrigatório o uso de luz monocromática, e o comprimento de onda ideal depende do analito.
· Aplicações: determinação da concentração de substâncias, análise quantitativa de moléculas, estudos cinéticos, etc.
· Limitações: Pode não ser adequada para moléculas muito grandes ou em concentrações muito baixas.
· Outros métodos espectrofotométricos: espectrofotometria de infravermelho (IV), espectrofotometria de fluorescência, etc. [informação não presente nas fontes]
4. Como a escolha do comprimento de onda adequado influencia a precisão da análise espectrofotométrica?
· A escolha do comprimento de onda é crucial, pois a absorbância máxima ocorre em um comprimento de onda específico para cada substância.
· Utilizar o comprimento de onda ideal garante a maior sensibilidade e precisão na análise.
· Para determinar o comprimento de onda ideal, a solução é submetida a diferentes comprimentos de onda, e o que apresentar maior absorção é selecionado.
5. Descreva o processo de preparação de uma curva de calibração para a quantificação de uma substância por espectrofotometria.
· Uma curva de calibração relaciona a absorbância de uma série de soluções padrão com suas concentrações conhecidas.
· Primeiro, prepara-se uma solução padrão da substância a ser quantificada.
· Em seguida, dilui-se a solução padrão em diferentes concentrações, obtendo uma série de soluções com absorbâncias conhecidas.
· As absorbâncias das soluções padrão são medidas no espectrofotômetro no comprimento de onda ideal.
· Os dados de absorbância e concentração são plotados em um gráfico, gerando a curva de calibração.
· A absorbância da amostra desconhecida é medida e sua concentração é determinada usando a curva de calibração.
FUNÇÃO RENAL
AULA 06
A função dos rins e crucial na manutenção da homeostase, categorizando suas funções em três tipos principais:
1. Excretora: Eliminação de resíduos metabólicos, como ureia, bilirrubina e compostos de amônia.
2. Regulatória: Regulação do líquido extracelular e da pressão sanguínea.
Regulação da osmolaridade.
Manutenção do equilíbrio iônico.
Regulação do pH (equilíbrio ácido-básico).
Conservação de nutrientes, incluindo a gliconeogênese em períodos de jejum prolongado.
3. Endócrina: Produção de hormônios como calcitriol, renina e eritropoetina.
Anatomia Renal:
A estrutura renal é abordada tanto em nível macroscópico quanto microscópico. O néfron, unidade funcional do rim responsável pela filtração e formação da urina, recebe destaque.
Formação da Urina:
O processo de formação da urina é detalhado, com ênfase nos três processos distintos:
1. Filtração: Passagem do sangue sob alta pressão nos capilares do glomérulo, resultando em um filtrado similar ao plasma.
2. Reabsorção: Recuperação de substâncias essenciais, como água (cerca de 99%), glicose e aminoácidos. O túbulo proximal destaca-se como o principal sítio de reabsorção de água e sódio, com cerca de 67% a 80% de reabsorção.
3. Secreção: Transferência de substâncias dos capilares para o túbulo renal, garantindo sua eliminação pela urina.
Embora cerca de 180 litros de plasma sejam filtrados diariamente, apenas 1 a 2 litros de urina são excretados, evidenciando a eficiência do processo de reabsorção.
Manipulação do Plasma:
A excreção de substâncias na urina é resultado da interação entre os seguintes processos de manipulação do plasma:
1. Filtração glomerular.
2. Reabsorção tubular.
3. Secreção tubular.
4. Excreção.
Filtração Glomerular:
A filtração glomerular, um processo inespecífico que ocorre na passagem de líquido do glomérulo para o corpúsculo de Bowman,é caracterizada por:
· Alta permeabilidade a solutos dissolvidos no plasma.
· Restrição à passagem de proteínas plasmáticas e células sanguíneas.
Fatores determinantes da filtração:
· Permeabilidade seletiva da barreira de filtração glomerular.
· Pressões Efetivas de Filtração (PEF), determinadas pela diferença entre as pressões de Starling no glomérulo e no espaço da cápsula de Bowman.
Taxa de Filtração Glomerular:
Apenas 20% do plasma que atravessa o glomérulo é filtrado, e menos de 1% desse filtrado é excretado na urina.
Reabsorção:
O processo de reabsorção, essencial para a recuperação de substâncias importantes, envolve:
· Movimentação de água e solutos do lúmen tubular de volta para o plasma.
· Mecanismos de transporte ativos e passivos.
· Reabsorção completa de algumas substâncias, como glicose e proteínas.
· Reabsorção variável de outras substâncias (ex: Na+, K+) para regular sua concentração plasmática.
· Túbulo contorcido proximal como principal sítio de reabsorção (cerca de 60%).
Mecanismos de Reabsorção:
Os mecanismos de reabsorção incluem:
· Transporte ativo primário.
· Transporte ativo secundário.
· Difusão simples e facilitada.
· Diferença de potencial elétrico.
· Osmose.
O transporte de sódio (Na+), crucial para a reabsorção de outras substâncias, incluindo água, é exemplificado. A reabsorção da glicose, acoplada ao transporte de sódio, também é destacada.
Transporte Máximo:
O conceito de transporte máximo, aplicável a substâncias reabsorvidas ou secretadas por proteínas carreadoras ou bombas, é introduzido. O limite de transporte, devido à saturação dos sistemas de transporte, é atingido quando a quantidade de soluto excede a capacidade das proteínas carreadoras.
Secreção Tubular:
A secreção tubular, processo de menor impacto na formação da urina, ocorre ao longo da estrutura do néfron. Ácidos, bases e produtos finais do metabolismo, como sais biliares, oxalatos, diuratos e catecolaminas, são secretados no túbulo proximal, contribuindo para sua rápida depuração.
Perguntas e Respostas sobre função Renal
01. Descreva os três principais processos envolvidos na formação da urina, explicando como cada um contribui para a composição final da urina.
Filtração: Ocorre no glomérulo, onde a alta pressão sanguínea força a passagem de água e pequenos solutos do sangue para a cápsula de Bowman. Este processo é inespecífico, resultando em um filtrado semelhante ao plasma, mas sem proteínas e células sanguíneas
.
Reabsorção: Após a filtração, substâncias essenciais como água, glicose, aminoácidos e íons são reabsorvidos do filtrado de volta para a corrente sanguínea. A maior parte da reabsorção ocorre no túbulo proximal, mas também acontece na alça de Henle e no túbulo distal
. A reabsorção é crucial para conservar substâncias importantes e regular a composição da urina
.
Secreção: É o processo pelo qual substâncias são transportadas do sangue para o lúmen tubular, complementando a eliminação de resíduos e regulando a concentração de certas substâncias no corpo
. A secreção ocorre ao longo do néfron, sendo importante para a excreção de produtos finais do metabolismo, como sais biliares e catecolaminas
.
02. Explique o conceito de "transporte máximo" no contexto da reabsorção tubular. Que implicações clínicas esse conceito pode ter?
O transporte máximo refere-se à capacidade máxima de reabsorção ou secreção de uma substância pelos transportadores presentes nas células tubulares
. Quando a concentração de uma substância no filtrado excede a capacidade dos transportadores, a substância começa a ser excretada na urina
.
Implicações clínicas: O conceito de transporte máximo é crucial para entender como o corpo lida com a excreção de substâncias como a glicose. Em pacientes com diabetes mellitus, por exemplo, a concentração de glicose no sangue pode exceder o transporte máximo renal, resultando na excreção de glicose na urina (glicosúria).
03. Discuta a importância da pressão hidrostática e da pressão oncótica na filtração glomerular.
A filtração glomerular é impulsionada pelas forças de Starling, que representam a diferença entre as pressões hidrostática e oncótica no capilar glomerular e na cápsula de Bowman
.
Pressão hidrostática: A pressão do sangue dentro do capilar glomerular favorece a filtração
.
Pressão oncótica: A pressão osmótica exercida pelas proteínas no plasma sanguíneo se opõe à filtração.
A taxa de filtração glomerular é determinada pela interação complexa entre essas pressões. Alterações nessas pressões podem afetar significativamente a função renal.
04. Compare e contraste os mecanismos de transporte ativo e passivo na reabsorção tubular. Cite exemplos específicos de substâncias reabsorvidas por cada mecanismo.
Transporte Ativo: Requer energia para mover substâncias contra seus gradientes de concentração. Exemplos:
Transporte ativo primário: Bomba de sódio-potássio, que utiliza ATP para transportar sódio para fora da célula e potássio para dentro
Transporte ativo secundário: Reabsorção de glicose acoplada ao transporte de sódio
Transporte Passivo: Não requer energia e ocorre a favor do gradiente de concentração. 
Exemplos:
Difusão simples: Movimento de pequenas moléculas lipossolúveis através da membrana celular
Difusão facilitada: Movimento de moléculas através de proteínas transportadoras
Osmose: Movimento de água através de uma membrana semipermeável
.
05. Explique como a regulação da reabsorção de sódio contribui para a manutenção da homeostase.
A reabsorção de sódio é um processo altamente regulado que desempenha um papel fundamental na homeostase
Regulação do volume e pressão sanguínea: A reabsorção de sódio influencia a quantidade de água reabsorvida, afetando o volume de sangue e a pressão arterial
Equilíbrio ácido-base: A reabsorção de sódio está acoplada ao transporte de íons hidrogênio, contribuindo para a regulação do pH sanguíneo
Função nervosa e muscular: A concentração de sódio é crucial para a excitabilidade das células nervosas e musculares.
A regulação hormonal, principalmente através da aldosterona, atua ajustando a reabsorção de sódio nos túbulos distais e coletores, permitindo um controle preciso da homeostase.