resumo biofísica

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AULA REVISÃO DE BIOFÍSICA (Exceto primeira aula, pois é muito básica)
Aula 2 (difusão)
A gente é feito de água 70% da massa em um adulto de aproximadamente 70 kg é constituído de água, ela é separada por compartimentos, temos água nas células, compartimento intracelular cerca de 64% da água do nosso corpo, e no compartimento extra celular encontramos água no interstício, no vaso, na linfa(?) e outros compartimentos. Temos mais água no interstício, no plasma menos, cerca de 8%. Temos sempre uma comunicação apesar de esses compartimentos serem limitados normalmente por uma membrana celular, a gente tem um fluxo constante de líquidos e de solutos entre esses compartimentos.				
A nossa porcentagem de água no corpo varia de acordo com alguns fatores: com o sexo, por exemplo. As mulheres têm menos água no corpo porque tem mais gordura, temos menor volume de água no corpo que os homens, pois temos mais lipídios nos adipócitos e menor volume de água, pois a gordura não se mistura com água, pois água é polar e lipídio apolar.
Além do sexo, a idade pode influenciar, uma criança tem mais água no corpo que um adulto, e também tem mais água no interstício que nas células.
DIFUSÃO
Moléculas se espalhem até que em qualquer ponto tem a mesma concentração de soluto e não cessa movimento, só parece macroscopicamente.
Se administrar um fármaco endovenoso, no começo fica concentrado num ponto depois se difunde por todo plasma, depois disso dependendo da polaridade da molécula ela pode atravessar a parede dos vasos e ir para o interstício e vai atingir um equilíbrio também, depois ela também pode entrar nas células. Vale também para o O2 que respiramos e alimentos que absorvemos e vão os nutrientes para as células...
Conceito importante: do soluto mais concentrado para o menos concentrado. Solutos só levam em consideração a partícula que é igual a eles e não o conjunto total na solução, caso haja dois tipos de partículas numa solução.
Fatores importantes para determinar a velocidade de difusão na solução ou entre dois compartimentos:  - diferença de concentração – área é importante (pois mais área mais rápida a difusão, no nosso corpo o intestino possui as microvilosidades [a nível celular] e as vilosidades que aumentam a superfície de contato, o que mantém essas microvilosidades é o citoesqueleto com os microfilamentos de actina). – coeficiente de difusão (leva em consideração as propriedades tanto do meio como do soluto, o importante a levar em consideração em relação às propriedades dos solutos é o tamanho da molécula, quanto maior for o soluto menor vai ser a velocidade que ele vai se difundir, e quanto às propriedades do meio é importante saber sobre a viscosidade do meio, quanto mais viscoso o meio o soluto se difunde menos rápido, a água não é viscosa, pois apesar da água fazer muitas pontes de hidrogênio elas tem  duração muito curta e estão toda hora se fazendo e desfazendo, isso faz com que não tenhamos uma viscosidade muito alta em meio aquoso, isso é fundamental para o nosso aspecto cardíaco, para acontecer uma difusão mais rápida...) – Quanto maior a temperatura, maior a velocidade de difusão, pois a energia cinética do meio está maior então se movimentam mais rápido.
OSMOSE
Conceito muito parecido com difusão, na verdade a osmose é a difusão, difusão só do solvente. Então a osmose é difusão de água, então as moléculas de água vão de onde estão mais concentrados para onde está menos concentrado, e para o conceito de osmose funcionar temos que ter uma membrana semipermeável.
Normalmente o que acaba acontecendo nesse processo de osmose és tu ter a mesma relação de soluto e solvente nos dois compartimentos, então mesmo que aconteça algo estranho, por exemplo, volumes diferentes, o que importa é a concentração (é soluto sobre solvente), aí as ficam soluções isosmolares (igual nos dois compartimentos).
*Osmolaridade é diferente de concentração, em osmolaridade levamos em consideração a soma de todas as partículas, e quando falamos em concentração estamos nos referindo a um único soluto uma única partícula.
Como calculamos osmolaridade para uma solução: (provavelmente vai cair na prova)
Calcule a osmolaridade de uma solução de NaCl 0,9% (quando for porcentagem é sempre em 100ml) Tem quantas gramas de NaCl em 1L? (pois quando falamos de molaridade falamos em litro) 9g de NaCl em um litro em uma solução de 0,9%. Qual é o peso da massa molar do NaCl? 58,5 g/mol, ou seja, em 1 mol tem 58,5g. Qual a concentração molar de 58,5? Concentração molar colocamos em mol/L, (em 1 mol de H por exemplo pesa 1g), minha concentração vai ser 1 M = mol por litro. Regra de três.
*glicose não se dissolve, nem etanol, por isso o fator de dissociação é 1.
 
OSMOMETRO
Pra uma solução que sabemos os componentes é fácil saber a osmolaridade, basta calcular a soma da molaridade de tudo o que compõem a solução. Mas se por acaso não souber o que tem ou se for uma mistura muito complexa, podemos usar um osmometro. O mecanismo é colocar um tubinho com membrana semipermeável com a solução que queremos saber a osmolaridade e a mergulhamos numa solução de água destilada, por exemplo. A pressão osmótica é a pressão que os solutos exercem sobre uma solução de osmolaridade menor (pressão que a solução no tubo vai formar em cima de uma solução que é super diluída no caso a água destilada, nesse caso vamos ter então uma entrada, um fluxo de água para dentro do tubo, esse fluxo de água para dentro vai ser igual à pressão osmótica, que vai depender da osmolaridade dessa solução do tubo quanto maior a osmolaridade mais água vai entrar no tubo, nossa pressão osmótica vai ser igual à pressão hidrostática) Observou-se que em todos os compartimentos biológicos a osmolaridade é de 0,3 osmolar.
Apesar de cada compartimento ter a mesma osmolaridade a composição deles é diferente: No compartimento extracelular vamos ter mais NaCl. O potássio está em maior concentração no meio intracelular que no meio extracelular. E proteínas têm mais dentro da célula porque a célula é a unidade básica da vida e a proteína são as moléculas inteligentes. E no meio extracelular temos proteínas mais dentro do plasma que no interstício, importante para manter a água dentro dos vasos.
TONICIDADE CELULAR
Se pegar uma solução bastante diluída, ou seja, com uma osmolaridade menor que 0,3 e injetar 0,1, as hemácias: como dentro da célula vai estar com uma osmolaridade maior então a vai entrar água e vai ocorrer uma hemólise.
*Uma solução fisiológica tem que ser isosmolar, mas ser isosmolar garante a integridade das células? Então a solução também precisa ser isotônica.
Toda solução isotônica é isosmolar? Isotônico é ter a mesma osmolaridade (concentração), ou seja, uma solução isotônica vai ser sempre isosmolar. Mas ela ser isosmolar não garante que vai ser isotônica. Qual o fator importante para descobrir se uma solução isosmolar é isotônica? É a permeabilidade. Se os solutos forem muito permeáveis nesse caso uma solução isosmolar não vai ser necessariamente isotônica.
Uréia é permeável ou não pela MP? É bastante. E numa solução de uréia tem mais uréia  na solução que dentro da célula, então, sendo assim, por difusão a uréia tende a entrar, e isso acontecendo então tu vai somar esse soluto que entrou com a osmolaridade original da célula, então dentro da célula vai ter uma osmolaridade maior que na solução, e sendo  assim a água vai acompanhar isso por que ela sempre quer ir para um compartimento com a osmolaridade maior, então vamos ter uma hemólise. Então um fator muito importante para determinar se uma solução isosmolar é isotônica é a permeabilidade aos solutos dessa solução, se for muito alto então a tua solução isosmolar não vai ser isotônica.
*E uma solução isotônica necessariamente é uma solução fisiológica? Para uma solução ser fisiológica ela precisa ser: isosmolar, isotônica e não tóxica.
Todos os compartimentos são conectados e sendo assim se tiver uma alteração na osmolaridade em um compartimento os outros vão ser sensíveis. Ex: (possível na prova)Crianças que moram no Zimbábue, pessoal desnutrido, essencialmente proteínas, então nesses casos vamos ter menos proteínas, sendo assim a nossa osmolaridade vai diminuir e a água vai para onde a osmolaridade está maior concentrada para tentar equilibrar, daí vai formar um edema tendo mais água no interstício. Pessoas magras e inchadas.
DIÁLISE
É um processo onde vou ter uma membrana com poros do tamanho que quisermos para separar proteínas ou para retirar uréia do sangue, que é a principal coisa que se faz na diálise.
Então tenho a membrana com poros de um tamanho tal e uma solução dialisante contendo diferentes concentrações de solutos ou partículas que tu queres que entre ou saia do compartimento que vai ser analisado. Ex: Solução com concentração de um osmolar de estrelinha dentro e fora da membrana de diálise, as bolinhas são proteínas que não passam na membrana e bolinhas vermelhas que também passam. Descreva o que acontece depois de um tempo: concentração dentro e fora dos três e falar se é ou não permeável. Então digamos que seja permeável para estrelas e bolas vermelhas e não bolas azuis, e estão mais concentrada bolinhas vermelhas do lado de dentro e igual concentração de estrelinhas, depois de um tempo a solução vai ficar assim: bolinhas azuis dentro, pois é impermeável. Bolinhas vermelhas com concentração iguais do lado de dentro e de fora, e de estrelas não muda nada. Então isso é basicamente um conceito de diálise.
HEMODIÁLISE:  na solução dialisante vai ter o que não quer que sejam retirados e de uréia que tu queres que saia toda, não vai ter nada para puxar para fora, pois estava mais concentrada dentro. QUANTO MAIOR A DIFERENÇA DE CONCENTRAÇÃO, MAIS RÁPIDO.
DIÁLISE PERITONIAL: Diálise que tu mesmo põe a solução dialisante no peritônio, numa cavidade que é a membrana dialisante.
Caso clínico:
Paciente que é intolerante a lactose, significa que não há a lactase (enzima) para quebrar lactose, que é o açúcar do leite, então ela não consegue ser absorvida pelo intestino, pois ela precisa ser quebrada em galactose e frutose, como não tem enzima acaba acumulando um soluto osmoticamente ativo no intestino e isso faz com que a água no interstício passe para o lúmen e a aí a pessoa apresenta diarréia, e flatulência, pois temos muitas bactérias no intestino que digerem uma parte e formam ácido lático e gases.
PH
A água é H2O, mas a água pode se ionizar formando H+ e OH-. Apesar de ser muito pouco, em um litro de água temos 10-7 molar de H+ e 10-7 molar de OH-. Então 10-7 + 10-7 = 10-14 (constante da dissociação da água). Por causa desse número o pH é 7.
Então a água neutra é 7, então se temos menos que isso, se temos um pH menor que isso quer dizer que vamos ter muito H+, e ela precisa ser finamente regulada pelo organismo porque pode haver a morte celular, pois fica com uma acidose que mata a célula, pois as nossas proteínas são muito sensíveis e podem perder as funções.
SOLUÇÕES TAMPÃO
Nosso organismo produz muitos ácidos então temos que ter um mecanismo para segurar esse pH numa faixa que não seja patológica, prejudicial as moléculas e consequentemente as células, então temos tampões que mantém os ácidos e bases nas devidas concentrações.
Conceito de tampão:  Uma solução tampão é algo que não deixa que tenhamos uma grande variação de pH. Então os principais tampões são o fosfato, hemoglobina... O principal tampão intracelular é o fosfato, é um bom tampão, pois o pk dele é parecido com o ph da célula e também porque temos bastante, as proteínas dos aminoácidos também podem se comportar como tampões, especialmente os que têm aminoácidos com pk parecido com o ph fisiológico, como a histidina, por exemplo.
O mais importante é o tampão bicarbonato: De um lado desse sistema temos o bicarbonato e do outro lado o CO2 que é fácil de regular porque respiramos e quando respiramos eliminamos o CO2 e aumentamos os níveis de CO2 diminuindo com a ventilação parando de respirar e podemos aumentar coma  hiperventilação. De um lado os pulmões controlam e do outro lado os rins controlam o quanto vai ser excretado ou reabsorvido.
*O bicarbonato sai dos vasos do glomérulo e vai para os túbulos renais e depois tem a oportunidade de ser reabsorvido, assim como quase tudo exceto células e proteínas.
CO2 é polar.
ABSORÇÃO DO BICARBONATO PELO GLOMERULO RENAL
CO2 que está no sangue por ser polar passa facilmente pela membrana plasmática e atravessa o vaso e vai para o túbulo renal (célula). O CO2 reage com a água e forma o ácido carbônico, com a ajuda de uma enzima (anidrase carbônica) que catalisa isso.  Isso é um ácido fraco que se dissocia muito rápido em H+ e HCO3-. O H+ sai da célula e vai para a luz por meio de uma bomba,  na luz o H+ mais vai reagir com o HCO3- que surgiu lá do filtrado, ou seja, ele vai reagir com o bicarbonato que é uma base (bases capturam prótons) e captura o próton H+ formando ácido carbônico que vai se dissociar em H2O e CO2 e esse CO2 vai entrar na célula de novo, e é dessa forma que o bicarbonato é capturado, então dessa forma o bicarbonato vai ser reabsorvido. Para cada H+ que é lançado um bicarbonato é reabsorvido.
COMO FUNCIONA A HEMOGLOBINA:
Tecido periférico: quero dizer que está bem longe dos pulmões, então nesse tecido vamos ter bastante CO2 (pois, bastantes células, as células respiram e liberam CO2), que consegue atravessar a membrana da hemácia, o CO2 (na hemácia temos muita anidrase carbônica) vai reagir com a H2O formando o ácido carbônico, o ácido carbônico vai se dissociar e formar bicarbonato e H+, nós vamos ter bastante CO2 que vai formar bastante H+, ou seja, vai ter muito H+. O H+ vai se ligar na hemoglobina e quando isso acontece tem uma competição entre H+ e O2, então quando tem bastante H+ a hemoglobina libera O2. Nesse caso ela fica com quem tem mais.
Então quando tem um tecido periférico  e tem muita hemoglobina ela fica com H+ e descarta O2, aqui vai ficar toda a hemoglobina nas hemácias e tem muita hemoglobina nas hemácias e isso vai ser bom pra todo mundo. Vai ser bom porque esse ambiente está muito ácido (por isso é um bom tampão), e seqüestrando boa parte desses H+ diminui a acidez. Alem de capturar H+ ela vai liberar bicarbonato que é uma base que vai ajudar a capturar outros ácidos também.
Então essa hemácia é carregada de hemoglobinas que está ligada com o H+ vai passear pelos vasos e chegar aos pulmões, chegando aos pulmões tem bastante O2 e então a hemoglobina vai se ligar ao O2. O O2 vai entrar pela respiração, vai atravessar os alvéolos e chegar até os capilares, à hemoglobina vai liberar H+ e ficar com o O2. O H+ vai reagir com o CO2 e formar o ácido carbônico que vai se dissociar em CO2 e H2O então o CO2 vai ser liberado aqui nos pulmões que vai expelir o CO2 do nosso corpo, ou seja, na respiração vamos expelir o CO2.
*TEM MUITA HEMOGLOBINA NAS HEMÁCIAS.