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01b Água e soluções em biologibiofisica a.pdf
06/03/2016 
1 
Água, biomoléculas e soluções 
em biologia 
Profa. Dra. Juliana Loprete Cury 
 
 
Sugestão de leitura 
• Silverthorn – Fisiologia humana: uma 
abordagem integrada 
– Cap 01 e 02 
06/03/2016 
2 
• Elétrons desemparelhados permitem a 
formação de ligações covalentes entre as 
moléculas 
 
• A formação da molécula 
de água acumula 
energia na junção dos 
átomos de O e H. 
• Os elétrons 
compartilhados 
estabilizam os dois 
elementos. 
 
 
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3 
• Polaridade 
– Elementos atraem com 
mais força o elétron na 
ligações criando polos de 
carga nas moléculas 
– Oxigênio e nitrogênio 
são exemplos de 
elementos que tendem a 
a formar moléculas 
polares 
 
• Moléculas polares – hidrofílicas 
• Moléculas apolares - hidrofóbicas 
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4 
• Ligações iônicas 
 
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5 
• Pontes de hidrogênio 
 
• Tensão superficial 
BIOMOLÉCULAS 
• 3 elementos básicos: carbono, hidrogênio e 
oxigênio 
• Outros elementos: fósforo, nitrogênio 
• Biomoléculas: polímeros; 4 grupos 
– carboidratos, lipídios, proteínas : fontes de energia e 
constituição do organismo 
– Nucleotídeos: material genético (DNA, RNA), 
reguladores do metabolismo (AMPc) e 
transportadores de energia (ATP) 
** grupos funcionais – ex: OH 
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6 
 
Carboidratos 
 
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7 
 
Lipídios 
 
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8 
 
 
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9 
Proteínas 
 
 
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• Biomoléculas formadas por união de dois ou 
mais tipos de substâncias 
– lipoproteínas, glicoproteínas, glicolipídios 
 
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Nucleotídeos 
 
 
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12 
 
 
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SOLUÇÕES 
 
 
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• Concentração da solução: quantidade de 
soluto por unidade de solvente 
– Solutos: 
• Massa do soluto – gramas ou miligramas 
• Número de moléculas do soluto – moles ou mol 
• Número de íons do soluto – equivalente ou mEq 
– Leva em consideração a valência do íon 
– Solvente –volume em litros ou mililitros 
 
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• H+ e pH 
– Hidrogênio livre contribui para a acidez 
– Excesso de ácidos interfere nas pontes de 
hidrogênio e demais ligações entre biomoéculas, 
prejudicando a unçaõ 
 
• Bases e tampões 
– Hidroxila e amônia: capturam hidrogênios livres 
na solução 
 
 
– Soluções ácidas ou básicas 
– Tampões orgânicos 
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• Proteínas 
– Insolúveis em água: proteínas estruturais 
– Solúveis em água: 
• Enzimas 
• Transportadoras de membranas 
• Sinalizadores 
• Receptores de membrana 
• Ligadoras ou transportadoras pelo LEC, LIC e sangue 
• Reguladoras 
• Imonoglobulinas 
 
 
 
• Proteínas solúveis possuem sítios de ligação 
– Afinidade 
– Especificidade 
– Competição 
– Saturação 
 
 
 
**ajuste do ligante por aproximação com o sítio de ligação (pontes 
hidrogênio, log iônicas, etc) 
 
 
 
 
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• Características 
– Isoformas 
– Ativação e inativação 
• Cofatores 
• Inibidores e moduladores 
• pH e temperatura 
 
 
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19 
Princípios da termodinâmica 
• 1ª lei da termodinâmica 
 
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20 
• 2ª lei da termodinâmica 
 
01a FISIOLOGIA GERAL.pdf
06/03/2016 
1 
INTRODUÇÃO À FISIOLOGIA 
 
Profa. Dra. Juliana Loprete Cury 
 
 
 
 
Sugestão de leitura 
• Guyton e Hall – Tratado de Fisiologia Médica 
– Cap 01, 02, 04 e 05 
• Silverthorn – Fisiologia humana: uma 
abordagem integrada 
– Cap 01, 03, 05 e 06 
06/03/2016 
2 
Aspectos históricos 
 
 
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3 
 
• Função e processo em fisiologia 
POR QUE? COMO? 
INTEGRAÇÃO 
06/03/2016 
4 
 
CÉLULA 
• Revisão citologia 
06/03/2016 
5 
Membrana celular 
06/03/2016 
6 
Mitocôndria 
06/03/2016 
7 
Retículo endoplasmático 
06/03/2016 
8 
Complexo golgiense 
Lisossomo 
06/03/2016 
9 
Peroxissomo 
Cílios e flagelos 
06/03/2016 
10 
Citoesqueleto 
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11 
Transporte mediado por canais 
proteicos 
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12 
Endocitose e fagocitose 
Pinocitose 
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13 
Exocitose 
06/03/2016 
14 
Tecidos 
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15 
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16 
Homeostase 
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COMPARTIMENTOS 
• Meio interno (líquido 
extracelular) 
• Meio externo 
(ambiente) 
• Líquido intracelular 
 
 
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Cavidades no corpo humano 
• Cavidade craniana 
• Cavidade torácica 
• Cavidade 
abdominopélvica 
 
** separadas por osso e tecido e 
revestidas por membranas 
teciduais 
 
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MEMBRANAS BIOLÓGICAS 
• Barreira Biológica Seletiva que gera 
COMPARTIMENTALIZAÇÃO, separação entre os 
meios intracelular e extracelular. 
• Modelos estruturais da membrana: 
– Modelo de Dawson e Danielli – Paucimolecular 
– Membrana Unitária de Robertson 
– Modelo do Mosaico Fluido (1972 - sugerido por 
Singer e Nicholson): proteínas de membrana estão 
inseridas na dupla camada lipídica. Modelo mais 
aceito. 
 
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25 
Componentes estruturais da 
membrana 
• Poros ou canais 
– cargas positivas, negativas ou serem destituídos de 
cargas; 
– portões e sítios ligantes para abertura e fechamento. 
São também seletivos ao tamanho das moléculas. 
– direção do transporte se dá por diferença de 
concentração, sempre do lado mais concentrado par o 
menos concentrado. 
 
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• Receptores 
– sítios ligantes nas regiões interna ou externa da 
membrana 
• Operadores 
– realizam transporte ativo através da membrana. A 
fonte de energia é o ATP. O sentido do transporte 
é unidirecional. Ex.: Bomba de Na+ da membrana 
celular, Bomba de Ca++ do Retículo 
sarcoplasmático. 
 
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Receptor Canal proteico não regulado 
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BIOELETROGÊNESE 
Profa. Dra. Juliana Loprete Cury 
 
Teoria dos Campos 
• Toda matéria emite um Campo, que é Energia. Essa 
Energia se manifesta com uma Força, que pelo seu 
deslocamento, é capaz de produzir Trabalho. 
• Tipos de Campos: 
– Gravitacional (G): somente forças de atração. 
– Eletromagnético EM): Forças de atração e repulsão 
– Nuclear (N): Forças de atração e Repulsão muito 
fortes. Agem a pequenas distâncias, como núcleo 
molecular. 
• Todo evento ocorre dentro dos campos emitidos pela 
matéria. Isso sempre demanda tempo.
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Trabalho Ativo e Passivo 
• Definido como deslocamento de uma Força. 
• Todo trabalho requer gasto de Energia. Alguém 
gastou energia para que o trabalho ocorresse. 
– Trabalho Passivo: movimento segue as Forças do 
Campo. 
– Trabalho Ativo: movimento se opõe às Forças do 
Campo. 
– Combinado: Movimento a favor da Força do Campo 
que é auxiliado por uma Força externa à do Campo. 
Balanço de massa 
 
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31 
Fluxo de massa 
 
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• Permeabilidade da membrana 
– Dependente da estrutura de proteínas e lipídios 
– Pode ser modificada pela célula 
• O2, Co2 0 facilidade 
• Íons, moléculas polares - dificuldade 
– Características da substância 
• Solubilidade em lipídios 
• Tamanho 
 
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Tipos de transporte a través da 
membrana 
• Característica física do componente 
– Transporte através da bicamada 
– Transporte por meio de proteínas de membrana 
– Transporte por meio de vesícula 
• Necessidade de energia no processo 
– Transporte ativo 
– Transporte passivo 
 
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34 
Difusão 
 
 
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36 
 
 
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37 
Transporte mediado por proteínas 
 
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44 
Operador – Bomba Na+K+ATPase 
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Potencial de Membrana e Potencial de 
Repouso da célula 
• Diferença de potencial elétrico entre o meio interno e o 
externo da célula. 
• Ponto fixo do potencial, sem influências externas na 
célula. 
– Convenção: meio externo é sempre O (zero 
– O potencial de repouso é gerado pela diferença de 
concentração iônica do intracelular para o 
extracelular. 
– A membrana celular funciona como um capacitor, 
acumulando cargas ao redor de si separadas por um 
espaço físico. 
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 Eletrodo 
referência 
 
Eletrodo 
ativo 
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Potencial de Repouso na Membrana 
• Equilíbrio iônico 
• Bomba de Na+ e K+ 
• Força do gradiente 
de concentração 
• Força do gradiente 
elétrico 
 
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50 
Concentração iônica dentro e fora da 
célula 
LEC LIC 
Na+ 109,0 10,4 
K+ 2,25 124,0 
Ca++ 2,1 4,9 
Mg++ 1,25 14,0 
Cl- 77,5 1,5 
HCO3- 26,6 12,4 
A- 13,0 74,0 
 
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52 
 
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53 
 
Potencial de Ação 
• Potenciais Locais 
• Lei do “tudo-ou-nada” 
• Limiar de disparo 
• Potencial Excitatório e Inibitório 
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Potencial Excitatório Potencial Inibitório 
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55 
• Fases do PA 
– Despolarização 
– Polarização invertida 
– Repolarização 
– Hiperpolarização 
• Período Refratário 
– Absoluto 
– Relativo 
 
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57 
06/03/2016 
58 
06/03/2016 
59 
06/03/2016 
60 
06/03/2016 
61 
06/03/2016 
62 
06/03/2016 
63