Introdução à Biofísica

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Introdução à Biofísica:
· Definição de Biofísica: É o estudo da matéria, energia, espaço e tempo nos sistemas biológicos. Tem como objetivo estudar os fenômenos físico-biológicos que envolvem os organismos vivos e os comportamentos que resultam dos vários processos da vida. 
· Foco de Estudo: Atua em nível molecular, analisando a interação e cooperação entre sistemas altamente organizados de macromoléculas, organelas e células. 
· Áreas de Conhecimento Fundamentais: Baseia-se em conceitos de física, biologia, química, físico-química e bioquímica. 
Slide 3: Composição Fundamental do Universo
· Grandezas Fundamentais:
· Matéria (M): Representada por objetos, corpos e alimentos. 
· Energia (E): Manifestada por meio de calor, luz, som e trabalho físico. 
· Espaço (L): Envolve distâncias, área e volume. 
· Tempo (T): Percebido na sucessão de dias e noites, na espera de acontecimentos e na duração da vida. 
· Grandezas Derivadas: Exemplos incluem Área (L2), Volume (L3), Densidade (d = Massa/Volume = M/L3 = ML-3 e Velocidade (v = Espaço/Tempo = L/T = LT-1). 
Slide 4: Grandezas Fundamentais e Derivadas (Sistemas de Unidades)
· Sistema Internacional (SI): Adota na Biologia o padrão MKS (Metro para espaço, Quilograma para massa e Segundo para tempo). 
· Sistema CGS: Utiliza Centímetro, Grama e Segundo. 
· Massa vs. Peso: Massa (M) é a medida da quantidade de matéria, enquanto o Peso é a força que uma massa exerce sob a ação da gravidade. 
· Unidades de Área e Volume: Área (L2) é medida em m2 (SI) ou cm2 (CGS), e Volume (L3) em m3 ou cm3. 
Slide 5: Densidade e Velocidade no Contexto Biológico
· Densidade (d = m/V): Quantidade de matéria existente por unidade de volume. É destacado que a densidade dos tecidos biológicos é semelhante à da água. 
· Velocidade (v = L/T = m/s): Mudança de posição no espaço dividida pelo tempo decorrido. 
· Aplicações Biológicas da Velocidade: Usada para medir a velocidade da corrente sanguínea, a propagação de impulsos nervosos, movimentos musculares e o deslocamento de íons entre dois compartimentos. 
Slide 6: Aceleração e Força
· Aceleração (a = ΔV/Tempo = m/s2): Mudança de velocidade em função do tempo. Exemplos biológicos incluem a ejeção cardíaca do sangue, a corrente aérea na respiração e a movimentação de objetos por contração muscular. 
· Aceleração da Gravidade (g): Definida como 9,8 m/s2. 
· Força (F = m . a): Produto da massa pela aceleração, medida em Newton (N). Está presente em todas as estruturas e processos biológicos, desde moléculas até sistemas complexos. 
Slide 7: Trabalho e Potência
· Trabalho (τ ou E = Força x distância): Medido em Joule (J). Energia e Trabalho compartilham a mesma expressão dimensional porque representam dois aspectos da mesma grandeza. 
· Trabalho nos Seres Vivos: Considerado a principal atividade do ser vivo, exemplificado pela contração muscular e pela síntese de proteínas. 
· Potência (w = Trabalho ou Energia/Tempo): Capacidade de realizar trabalho ou gerar energia em função do tempo. Sua unidade é o watt (Joule/segundo). 
Slide 8: Pressão
· Definição (P = Força x área = N/m2 = Pa): Força agindo sobre uma determinada área. 
· Exemplos Biológicos:
· Pressão Sanguínea: Força exercida pelo sangue contra as paredes dos vasos. 
· Pressão Intraglomerular: Força exercida pelo plasma dentro dos glomérulos que gera o filtrado para a formação da urina. 
· Pressão Osmótica: Força que as moléculas de uma solução exercem sobre as paredes celulares. 
· Relação com o Trabalho: Quando a pressão modifica o volume do sistema, gera-se trabalho (Pressão x volume = Trabalho). 
Slide 9: Viscosidade
· Definição: Resistência interna ou atrito interno de um fluido (líquido ou gás). Representa a força necessária aplicada durante certo tempo para deslocar uma área unitária do fluido η = Força x Tempo/Área. 
· Relação com a Velocidade: Quanto maior for a viscosidade de um fluido, menor será a velocidade com que ele se movimenta. 
· Unidades: No SI é expressa em Pa . segundo e no CGS em poise 1 Pa . s = 10 poise. 
· Importância Biológica: Aplica-se ao escoamento de líquidos, à circulação do sangue, à lubrificação de articulações e ao preparo de fluidos de uso biológico. 
Slide 10: Tensão Superficial
· Definição: Força necessária para a penetração de objetos em uma superfície líquida. Pode ser definida matematicamente como σ = Força/Distância ou σ= Trabalho/Área, medida em N/m ou J/m2 no SI. 
· Mecanismo Físico: Moléculas no interior do líquido sofrem atração em todas as direções (resultante nula). As moléculas da superfície sofrem atração apenas lateral e inferior, criando uma força para baixo e para os lados que faz a superfície se comportar como uma película elástica. 
· Importância Biológica: É fundamental para o processo de troca de gases no pulmão. 
Slide 11: Temperatura e Calor
· Temperatura: Medida da intensidade da energia térmica ou do estado de movimento/agitação das partículas. 
· Calor: Quantidade de energia térmica em trânsito, que flui espontaneamente de um corpo para outro devido à diferença de temperatura entre eles. 
· Escalas Termométricas:
· Centígrado (°C): Ponto de fusão em 0°C e ebulição em 100°C. 
· Absoluta (K): O zero absoluto (0 K) equivale a -273,15 °C. A conversão é dada por: T(K) = t(°C) + 273,15. 
Slide 12: Frequência
· Definição (f = 1/T = Hz): Número de eventos quaisquer que ocorrem em um determinado intervalo de tempo. 
· Aplicações em Fenômenos Repetitivos: Utilizada para monitorar e descrever processos cíclicos do corpo, como os batimentos cardíacos, os movimentos respiratórios e as ondas elétricas cerebrais. 
 Sistemas e Unidades de Medidas:
· Metrologia: É a ciência que abrange todos os aspectos teóricos e práticos relativos às medições. 
· INMETRO: Sigla para Instituto Nacional de Normalização e Qualidade Industrial. 
· Histórico: A primeira tentativa de estabelecer um padrão ocorreu em 1789 com o "sistema métrico decimal", que introduziu unidades como o metro, o litro e o quilograma. 
· Contexto no Brasil: O uso do Sistema Internacional (SI) tornou-se obrigatório a partir de 1962, estando consolidado sob a atual estrutura desde 1988. 
2. Regras de Escrita e Uso do Sistema Internacional (Slides 2, 3 e 4)
Os slides estabelecem normas fundamentais de gramática e formatação para garantir a padronização das medições: 
Grafia por Extenso e Plural
· Letras minúsculas: Quando escritos por extenso, os nomes das unidades devem começar com letra minúscula (Ex: metro, litro). 
· Regra do plural: Ao passar uma unidade medida para o plural, a flexão recai estritamente sobre a unidade e nunca sobre o prefixo (Ex: um quilômetro – dez quilômetros). 
· Gênero do prefixo "quilo": Possui obrigatoriamente o gênero masculino (Ex: dois quilogramas, seis quilômetros). 
Utilização de Símbolos
As unidades podem ser representadas por nomes ou símbolos padronizados. Deve-se evitar abreviaturas informais: 
· Comprimento: Nome: metro; Símbolo correto: m (abreviações como mt estão erradas). 
· Tempo: Nome: segundo; Símbolo correto: s (abreviações como seg estão erradas). 
· Plural em símbolos: Os símbolos são invariáveis, ou seja, não levam plural (Ex: o correto é 10 m e nunca 10 ms). 
Formatação de Valores e Unidades de Medida
· Espaçamento: É obrigatório deixar um espaço em branco entre o valor numérico e a unidade/símbolo (Ex: 250,6 cm). 
· Componentes da medição: O resultado deve expressar claramente o valor numérico, o prefixo da unidade (se houver) e a unidade de medida em si. O prefixo serve para indicar por quantas vezes a unidade fundamental está sendo multiplicada ou dividida. 
· Medidas de Tempo: A representação conjunta de horas, minutos e segundos deve seguir o padrão sem omissões ou símbolos angulares (Ex: Correto: 8 h 35 min 16 s | Errado: 8:35 h ou 8 h 35' 16"). 
3. Prefixos das Unidades do SI (Slide 4)
Os prefixos multiplicadores facilitam a leitura de grandezas muito grandes ou muito pequenas em relação à unidade fundamental. O documento lista os seguintes múltiplos e submúltiplos: 
	Prefixo
	Símbolo
	FatorMultiplicador (Potência de 10)
	Valor Decimal / Extenso
	tera
	T
	$10^{12}$
	$1.000.000.000.000$
	Prefixo
	Símbolo
	Fator Multiplicador (Potência de 10)
	Valor Decimal / Exten so
	tera
	T
	$10^{12}$
	$1.000.000.000.000$
	giga
	G
	$10^{9}$
	$1.000.000.000$
	mega
	M
	$10^{6}$
	$1.000.000$
	quilo
	k
	$10^{3}$
	$1.000$
	hecto
	h
	$10^{2}$
	$100$
	deca
	da
	$10^{1}$
	$10$
	(Unidade padrão)
	-
	$10^{0}$
	$1$
	deci
	d
	$10^{-1}$
	$0,1$
	centi
	C
	$10^{-2}$
	$0,01$
	mili
	m
	$10^{-3}$
	$0,001$
	micro
	μ
	$10^{-6}$
	$0,000.001$
	nano
	n
	$10^{-9}$
	$0,000.000.001$
	pico
	p
	$10^{-12}$
	$0,000.000.000.001$
	giga
	G
	$10^{9}$
	$1.000.000.000$
	mega
	M
	$10^{6}$
	$1.000.000$
	quilo
	k
	$10^{3}$
	$1.000$
	hecto
	h
	$10^{2}$
	$100$
	deca
	da
	$10^{1}$
	$10$
	(Unidade padrão)
	-
	$10^{0}$
	$1$
	deci
	d
	$10^{-1}$
	$0,1$
	centi
	C
	$10^{-2}$
	$0,01$
	mili
	m
	$10^{-3}$
	$0,001$
	micro
	μ
	$10^{-6}$
	$0,000.001$
	nano
	n
	$10^{-9}$
	$0,000.000.001$
	pico
	p
	$10^{-12}$
	$0,000.000.000.001$
4. Notação Científica (Slides 5, 6, 7 e 8)
A notação científica é uma ferramenta matemática utilizada para padronizar e simplificar a escrita de números extensos. 
Definição Estrutural
Toda notação científica é escrita no formato: 
 N x 10x
Onde:
· N: É um número (chamado de mantissa) maior ou igual a 1 e estritamente menor do que 10 (1 ≤ Nexternas.
· Transdução de Sinal: A união ligante-receptor induz uma mensagem interna que dita a abertura/fechamento de canais ou tráfego iônico.
· Exemplos Comuns: Receptores de hormônios proteicos (insulina, glucagon), adrenalina e acetilcolina.
Slide 14: 4 - Operadores
· Mecanismo Ativo: Estruturas responsáveis pelo transporte ativo com gasto energético direto via quebra de ATP.
· Mudança Conformacional: A molécula se encaixa no operador, induzindo uma alteração tridimensional na proteína para forçar a passagem.
· Unidirecionalidade: O fluxo acontece obrigatoriamente em apenas um sentido coordenado pela atividade enzimática da ATPase.
4. Classificação dos Tipos de Transporte (Slides 15 ao 24)
Slide 15: Divisão Geral do Transporte de Solutos
· Através da Membrana: Ocorre em nível molecular/iônico através da bicamada ou de complexos proteicos carreadores.
· Em Quantidade (ou em Massa): Envolve a alteração e deformação macroscópica da membrana para envolver grandes blocos de macromoléculas.
Slide 16: Transporte em Quantidade - Endocitose
· Tamanho Limitante: Destinado a partículas que não atravessam poros ou carreadores pelo tamanho avantajado.
· Endocitose: Englobamento de materiais seguido necessariamente por digestão intracelular. Divide-se em:
· Fagocitose: Ingestão de partículas sólidas e grandes.
· Pinocitose: Ingestão de fluidos ou pequenas gotículas líquidas.
Slide 17: Transporte em Quantidade - Exocitose
· Exocitose: Eliminação de substâncias contidas em vesículas internas para o meio externo. Classifica-se em:
· Excreção: Eliminação de resíduos metabólicos ou restos indigeríveis.
· Secreção: Liberação de substâncias úteis produzidas pela própria célula para auxiliar outros tecidos.
Slide 18: Subdivisões do Transporte de Membrana
· Direto na Bicamada: Processos onde a substância passa livremente pelos lipídeos.
· Mediado por Proteínas: Depende obrigatoriamente de canais ou carreadores proteicos para transitar.
Slide 19 e Slide 20: O Gradiente de Concentração
· A Favor do Gradiente: Deslocamento do meio mais concentrado para o menos concentrado; ocorre naturalmente sem gasto de energia (Transporte Passivo).
· Contra o Gradiente: Deslocamento do meio menos concentrado em direção ao meio já saturado/mais concentrado; requer consumo de energia celular (Transporte Ativo).
Slide 21: Transporte Através da Bicamada
· Regra de Apolaridade: Apenas substâncias apolares conseguem passar diretamente entre as caudas lipídicas.
· Natureza Passiva: O fluxo ocorre unicamente a favor do gradiente.
· Mecanismo: O único tipo existente com essas características é a Difusão Simples.
Slide 22: Características dos Transportes Mediados por Carreadores
· Barreira Polar: Substâncias polares (carregadas ou hidrofílicas) necessitam obrigatoriamente do auxílio proteico.
· Propriedades Cinéticas: A interação física direta com a proteína gera três características marcantes:
· Saturação: Limite de velocidade de transporte quando todos os sítios das proteínas estão ocupados.
· Especificidade: O transportador reconhece apenas um tipo (ou grupo muito restrito) de molécula.
· Competição: Moléculas quimicamente parecidas podem disputar o mesmo sítio de ligação protéico.
Slide 23: Classificação dos Mediados por Transportadores
· Dividem-se em três modalidades metabólicas principais: Difusão Facilitada, Transporte Ativo Primário e Transporte Ativo Secundário.
Slide 24: Tabela Comparativa de Transportes de Soluto
· Difusão Simples: Passiva, não mediada por carreador, sem gasto energético direto, independente de gradientes iônicos adicionais.
· Difusão Facilitada: Passiva ("ladeira abaixo"), mediada por carreador, sem energia celular.
· Transporte Ativo Primário: Ativo ("ladeira acima"), usa energia metabólica direta (ATP).
· Transporte Ativo Secundário (Co-transporte e Contratransporte): Utilizam energia indireta baseada no gradiente de $Na^{+}$. No co-transporte, os solutos caminham na mesma direção do sódio; no contratransporte, caminham na direção oposta.
5. Dinâmica Física e Fenômenos Osmóticos (Slides 25 ao 32)
Slide 25 e Slide 26: Comparativos Cinéticos de Difusão
· Gráfico de Taxa de Difusão: Demonstra graficamente a diferença entre a difusão simples e a facilitada.
· Cinética Linear vs. Saturável: A difusão simples cresce linearmente conforme a concentração aumenta. A difusão facilitada (curva A) atinge uma velocidade máxima constante devido à saturação física dos transportadores proteicos disponíveis.
Slide 27: Fenômeno da Osmose
· Mecanismo: Transporte passivo exclusivo do solvente (água) através de uma membrana semipermeável.
· Sentido do Fluxo: A água migra espontaneamente do meio hipotônico (menos concentrado em soluto) para o meio hipertônico (mais concentrado em soluto) com a finalidade física de equilibrar as concentrações.
Slide 28: Osmose em Células Animais e Vegetais
· Células Animais (Hemácias):
· Meio Hipertônico: Perdem água e murcham (plasmólise).
· Meio Hipotônico: Absorvem água em excesso até romper (Lise celular).
· Células Vegetais:
· Possuem parede celular rígida que impede a lise, mantendo a célula firme mesmo em estado de máxima hidratação (turgescência).
Slide 29, 30 e 31: Osmose Reversa
· Conceito: Inversão artificial do fluxo osmótico natural pela aplicação de uma pressão mecânica superior à pressão osmótica do sistema. O solvente é forçado a ir do meio mais concentrado para o menos concentrado.
· Aplicações Práticas: Utilizada em larga escala na dessalinização de água (como no Nordeste brasileiro), na indústria de bebidas, em clínicas de hemodiálise na saúde, e em sistemas de irrigação agropecuária.
· Esquema: Grafico mostrando a pressão aplicada empurrando a água salina contra a membrana, retendo os solutos e liberando apenas água pura.
6. Permeabilidade Seletiva por Tipo de Molécula (Slides 32 ao 41)
Slide 32 e Slide 33: Processos de Transporte e Imagens Reais
· Ilustração Biológica: Exibe uma micrografia eletrônica de uma célula branca sanguínea emitindo pseudópodes para fagocitar uma bactéria externa.
Slide 34: Moléculas Pequenas e Apolarizadas
· Substâncias Gasosas e Hidrofóbicas: Gases como $O_{2}$, $CO_{2}$ e $N_{2}$, além de moléculas orgânicas como o benzeno, difundem-se de maneira instantânea e livre através da bicamada lipídica.
Slide 35: Moléculas Polares Pequenas sem Carga
· Distribuição de Carga Assimétrica: Moléculas como $H_{2}O$, etanol e glicerol conseguem atravessar com velocidade razoável se forem pequenas. À medida que o tamanho molecular cresce (como no caso da glicose), o transporte livre torna-se extremamente lento e difícil.
Slide 36: Íons e Grandes Moléculas Carregadas
· Impermeabilidade Total: A bicamada lipídica atua como isolante quase perfeito contra íons ($Na^{+}$, $K^{+}$, $Cl^{-}$) e grandes blocos polares (aminoácidos, glicose, nucleotídeos), rejeitando-os independentemente do tamanho ou da carga elétrica.
Slide 37: Necessidade de Transportadores Especializados
· Eficiência Metabólica: Explica que a presença de proteínas de membrana altamente especializadas é vital para a transferência seletiva e rápida de açúcares, aminoácidos e íons essenciais.
Slide 38 e Slide 39: Modelos de Proteínas Transportadoras
· Diferenciação Visual: Ilustra graficamente a diferença mecânica básica entre a atuação de uma proteína canal (que forma um duto aberto de passagem) e uma proteína carreadora (que abraça e altera sua conformação para transferir o soluto) em cenários passivos e ativos.
Slide 40: Classes Funcionais - Proteína Carreadora
· Seletividade Química: As proteínas carreadoras contêm um sítio de ligação químico específico para o soluto. Elas operam tanto no transporte a favor (passivo) quanto contra o gradiente químico (ativo).
Slide 41: Classes Funcionais - Proteína-Canal
· Triagem Física e Elétrica: Discriminam e selecionam os íons passantes levando em conta exclusivamente o tamanho espacial e a carga elétrica molecular por meio de um poro aquoso livre. Operam apenas através de transporte passivo.
 Noções de biofísica voltadas para a audição e a visão:Parte 1 – Ondas
· Definição de Onda: É descrita como uma perturbação ou distúrbio transmitido através do vácuo ou de meios materiais (gasoso, líquido ou sólido). Caracteriza-se fundamentalmente pelo transporte e transferência de energia sem que ocorra transporte de matéria (exemplos: ondas em cordas, na água, sonoras e eletromagnéticas). 
· Tipos de Ondas (Meio de Propagação):
· Mecânicas: Necessitam obrigatoriamente de meios materiais elásticos ou deformáveis para se propagar (ex: ondas sonoras, na água e em cordas). 
· Não-Mecânicas / Eletromagnéticas: Não exigem um meio material para a sua propagação (ex: ondas luminosas, ondas de rádio e raios X). 
· Tipos de Ondas (Direção da Perturbação):
· Transversais: A perturbação ocorre de forma perpendicular à direção em que a onda se propaga (ex: ondas em uma corda e ondas luminosas). 
· Longitudinais: A perturbação acontece de forma paralela à direção de propagação. Podem se propagar em meios sólidos, líquidos ou gasosos (ex: ondas sonoras e molas). 
· Pulso Ondulatório: Trata-se de uma perturbação de extensão limitada (com início e fim) que transporta estritamente energia. A sucessão periódica desses pulsos gera a onda. Sua velocidade ($v = \frac{\Delta s}{\Delta t}$) depende exclusivamente das propriedades físicas do meio de propagação, e não da fonte geradora. Todo pulso necessita de meio material. 
· Princípio da Superposição e Interferência: Quando duas ou mais ondas passam simultaneamente por um mesmo ponto, a perturbação resultante é a soma algébrica de suas amplitudes. 
· Interferência Construtiva: Ocorre quando as ondas se somam de maneira aditiva, resultando em um pulso maior do que os componentes individuais. 
· Interferência Destrutiva: Ocorre quando um pulso está invertido em relação ao outro (coincidindo o máximo de uma com o mínimo de outra). Elas tendem a se subtrair, reduzindo a amplitude. Se forem idênticas e totalmente invertidas, ocorre anulação total (amplitude zero). 
· Onda Harmônica ou Progressiva: É aquela em que cada partícula do meio vibra com a mesma amplitude (ex: ondas produzidas pela fala humana). Pode ser gerada ao mover uma corda de forma constante, originando uma onda senoidal ou periódica. 
· Características das Ondas:
· Amplitude ($A$): O deslocamento vertical máximo (altura da onda) a partir do ponto de equilíbrio, determinando a intensidade da perturbação. 
· Comprimento de onda ($\lambda$): A distância mínima em que a onda repete sua forma (medida entre duas cristas ou duas perturbações sucessivas). 
· Frequência ($f$): Quantidade de perturbações que se propagam por unidade de tempo, medida em Hertz (Hz). 
· Período ($T$): O tempo necessário para a onda percorrer um comprimento de onda ($\lambda$). 
· Equação Fundamental: A velocidade de propagação relaciona-se com a frequência e o comprimento de onda através de $v = f \cdot \lambda$. 
· Dimensões de Propagação:
· Unidimensionais: Propagam-se em uma única dimensão (ex: cordas). 
· Bidimensionais: Espalham-se por uma superfície plana (ex: ondas na água). 
· Tridimensionais: Propagam-se em todas as direções do espaço tridimensional a partir da fonte (ex: ondas sonoras e eletromagnéticas). 
· Interação de Ondas Complexas: Ondas cotidianas (como as de um alto-falante) não são perfeitamente monótonas. Uma onda complexa resulta da variabilidade e soma de padrões de frequências e amplitudes diferentes. Podem sofrer sincronização (interações aditivas que aumentam a amplitude) ou interações subtrativas (quando pulsos de compressão e rarefação se anulam). 
Parte 2 – Biofísica da Audição
· O Som e o Ouvido Humano: O som é uma onda mecânica, longitudinal e tridimensional, gerada por ciclos alternados de compressão e descompressão do ar. O ouvido humano o interpreta através de três qualidades fundamentais: 
· Intensidade: Ligada ao nível de energia e medida pela amplitude da onda. 
· Altura: Ligada diretamente à frequência do som (sons graves ou agudos). 
· Timbre: É a qualidade do som, dada pelo somatório de frequências harmônicas que acompanham o som fundamental. 
· Anatomia Geral do Sistema Auditivo: É dividido em três porções fundamentais: 
· Orelha/Ouvido Externo: Composto pelo pavilhão auricular e pelo meato auditivo externo (canal). 
· Orelha/Ouvido Médio: Composto pela membrana timpânica (tímpano), a cadeia de ossículos (martelo, bigorna e estribo) e a tuba auditiva (tubo de Eustaquio), que conecta a estrutura à nasofaringe. 
· Orelha/Ouvido Interno: Contém a janela oval, a janela redonda, a cóclea, os canais semicirculares e o nervo auditivo/coclear. 
· Fisiologia e Mecanismo da Audição (Passo a Passo):
1. As ondas sonoras são captadas pelo pavilhão, entram pelo meato auditivo externo e fazem a membrana timpânica vibrar. 
2. A vibração do tímpano é transmitida e amplificada pela cadeia de ossículos (martelo $\rightarrow$ bigorna $\rightarrow$ estribo). 
3. O estribo pressiona a membrana da janela oval, transferindo a energia mecânica para o interior da cóclea. 
4. Na cóclea (um cilindro afunilado e enrolado dividido em três rampas: vestibular, média e timpânica), a vibração gera ondas de pressão no líquido interno. 
5. Essas ondas de pressão movimentam a membrana basilar e a membrana de Reissner. 
6. O deslocamento da membrana basilar faz com que os estereocílios das células pilosas (localizadas no Órgão de Corti) se inclinem contra a membrana tectorial. 
7. Essas células atuam como mecanorreceptores, convertendo o estímulo físico/mecânico em potenciais de ação (impulsos elétricos). 
8. Os potenciais de ação são transmitidos pelo nervo coclear até o córtex cerebral para interpretação. 
Parte 3 – Biofísica da Visão
· A Luz Visível: A visão é a resposta biológica à luz, que é uma faixa de radiação eletromagnética com comprimentos de onda entre $4 \times 10^{-7}\text{ m}$ (violeta) e $7 \times 10^{-7}\text{ m}$ (vermelho), correspondendo às frequências de $7,5 \times 10^{14}\text{ Hz}$ a $4,3 \times 10^{14}\text{ Hz}$. Fora desse espectro visível estão a luz ultravioleta (frequências maiores que as do violeta) e a infravermelha (frequências menores que as do vermelho). 
· Fenômeno da Refração: Ocorre quando a luz incide sobre um meio material transparente e sofre um desvio em sua trajetória devido à alteração de sua velocidade de propagação (por exemplo, a velocidade diminui ao passar do ar para o vidro). 
· Índice de Refração ($n$): É o parâmetro que caracteriza o meio óptico, calculado pela razão entre a velocidade da luz no vácuo/ar ($c = 3 \times 10^{8}\text{ m/s}$) e a velocidade no meio ($v$) ($n = c/v$). Como exemplo, se a velocidade no vidro cai para $200.000\text{ km/s}$, seu índice é $1,5$. 
· Poder de Refração: Medido em Dioptrias (grau da lente), representa o inverso da distância focal em metros ($\text{Poder} = 1\text{m}/f$). Uma distância focal de $1\text{ m}$ equivale a $1$ dioptria; $0,5\text{ m}$ equivale a $2$ dioptrias; e $10\text{ cm}$ ($0,1\text{ m}$) equivale a $10$ dioptrias. 
· Formação de Imagem e Lentes:
· Imagem Real: Formada quando os raios luminosos convergem e passam efetivamente pelo ponto da imagem (ex: através de lentes convergentes). 
· Imagem Virtual: Formada quando a luz se comporta apenas como se divergisse do ponto da imagem (ex: em espelhos planos). 
· Tipos de Lentes: São classificadas geometricamente em biconvexa, plano-convexa, bicôncava, plano-côncava e menisco. 
· Analogia entre o Olho Humano e a Câmera Fotográfica: Ambos possuem um sistema de lentes encarregado de focar a imagem de um objeto sobre uma superfície fotossensível (a retina no olho e o filme/sensor na câmera). A imagem projetada na retina é invertida; cabe ao cérebro corrigir e interpretar a informação na posição original. 
· Anatomia Óptica e Índices de Refração do Olho: A luz atravessa diferentes estruturas com índices de refração distintos até chegar ao fundo do olho: 
· Ar ($n = 1,0$) $\rightarrow$ Córnea ($n = 1,38$) $\rightarrow$ Humor aquoso ($n = 1,33$) $\rightarrow$ Cristalino ($n = 1,40$) $\rightarrow$ Humor vítreo ($n = 1,34$) $\rightarrow$ Retina.· O olho também conta com estruturas de suporte e controle, como a íris, a pupila, as zônulas (ligamentos), o músculo ciliar, a coróide, a esclerótica, a fóvea e o nervo óptico. 
· Mecanismo de Acomodação Visual: É a capacidade do olho de alterar o formato do cristalino para focar objetos a diferentes distâncias, variando o seu poder de refração (de $20$ até $34$ dioptrias em jovens). 
· Músculo Ciliar Relaxado (Menor Refração): As zônulas tracionam o cristalino, deixando-o mais plano/esticado. O poder dióptrico fica no mínimo, ideal para enxergar de longe. 
· Músculo Ciliar Contraído (Maior Refração/Olho Acomodado): A contração reduz o diâmetro do círculo de fixação das zônulas, relaxando a tensão sobre a cápsula elástica do cristalino. Este assume uma forma altamente convexa (mais esférica), aumentando o poder de refração para focar objetos próximos. 
· Anomalias da Visão e suas Correções:
· Miopia: A imagem de objetos distantes é formada antes da retina, geralmente devido a um globo ocular alongado ou a um poder de refração excessivo do sistema óptico. Corrige-se com lentes cônclavas (divergentes), que afastam os feixes de luz para projetar a imagem mais ao fundo, exatamente sobre a retina. Lentes côncavas divergem a luz e não possuem um ponto focal real. 
· Hipermetropia: A imagem é formada idealmente após a retina com o músculo ciliar relaxado, decorrente de um globo ocular curto ou baixo poder de refração. Corrige-se com lentes convexas (convergentes), que convergem os feixes luminosos para um ponto focal anterior, aproximando a imagem da retina. 
· Astigmatismo: Causado por uma curvatura irregular (formato oblongo, semelhante a um "ovo deitado") na córnea ou, raramente, no cristalino. Corrige-se com lentes cilíndricas, que ajustam a distância focal especificamente na direção do eixo onde a curvatura está alterada. 
· Estrutura Histológica da Retina: As células fotorreceptoras (sensíveis à luz) ficam localizadas na camada mais interna da retina, encostadas na camada pigmentosa. Isso obriga a luz incidente a atravessar várias camadas celulares transparentes (fibras nervosas, células ganglionares, camadas plexiformes e nucleares) antes de ser absorvida. Embora esse trajeto reduza ligeiramente a acuidade visual geral, a perda de energia luminosa é mínima. O fluxo de informação corre verticalmente em direção ao nervo óptico, com integrações laterais feitas por células horizontais e amácrinas. 
· Mácula e Fóvea:
· Mácula: É a região central da retina, medindo menos de $1\text{ mm}^2$. 
· Fóvea: Fica no centro da mácula (área de $\cong 0,13\text{ mm}^2$). Nela, as camadas celulares que antecedem os fotorreceptores são afastadas lateralmente para evitar a perda de nitidez, resultando em máxima acuidade visual. Possui uma altíssima densidade de fotorreceptores ($160\text{ mil células/mm}^2$), compostos por cones modificados, que possuem corpos mais delgados do que os cones periféricos. 
· Células Fotorreceptoras:
· Cones: Altamente concentrados na fóvea central, operam em altas intensidades de luz e são responsáveis pela visão precisa, detalhada e colorida. Possuem o fotopigmento iodopsina combinado ao retinal, dividindo-se em três tipos específicos de pigmentos sensíveis às cores primárias: azul, verde e vermelho. Seus discos membranosos são invaginações da própria membrana celular. 
· Bastonetes: Localizados predominantemente na periferia da retina, são fotossensíveis e extremamente eficientes em ambientes com baixa luminosidade (visão noturna/escuro), mas não detectam cores. São estruturalmente mais longos e estreitos que os cones (diâmetro de $2\text{ a }5\ \mu\text{m}$, enquanto os cones normais medem de $5\text{ a }8\ \mu\text{m}$). Possuem o pigmento rodopsina, cujo cromóforo é o 11-cis-retinal (derivado da Vitamina A). 
· Ambas as células contam com um segmento externo (onde ficam os discos com pigmentos), um segmento interno (rico em mitocôndrias e que abriga o núcleo) e um terminal sináptico repleto de vesículas, encarregado de transmitir o sinal nervoso para as células bipolares e horizontais subsequentes. 
 Transporte Ativo:
Classificação Geral do Transporte Ativo
· Definição de Transporte Ativo: É caracterizado como o movimento de substâncias através da membrana em que obrigatoriamente há gasto de energia celular. 
· Subdivisões do Transporte Ativo:
· Transporte Ativo Primário: É aquele que gasta energia diretamente da fonte metabólica. 
· Transporte Ativo Secundário: É aquele que se utiliza da energia produzida secundariamente, ou seja, de forma indireta. 
· Tipos de Transporte Secundário: Divide-se em duas modalidades básicas:
· Co-transporte. 
· Contratransporte. 
Slide 3: Diferenças entre os Mecanismos Primário e Secundário
· Mecanismo Primário: Utiliza de forma direta a energia obtida a partir da hidrólise do ATP (ou de qualquer outra fonte de energia metabólica). 
· Exemplo clássico: Bomba de Sódio-Potássio ($Na^{+}/K^{+}$). 
· Mecanismo Secundário: Depende do transporte ativo primário prévio. Ele usa a diferença de concentração de uma substância (gerada pelo transporte primário) para modificar a conformação da proteína carreadora. Essa mudança promove o transporte e a criação de um segundo gradiente de concentração para outra substância. 
· Exemplo: O transportador de sódio, potássio e cloro ($Na^{+}/K^{+}/2Cl^{-}$). 
Slide 4: Operadores e Estruturas Básicas da Membrana
· Os Operadores: São as proteínas integrais da membrana responsáveis por realizar o transporte ativo. 
· Características Operacionais:
· Utilizam estritamente o ATP como fonte energética para a sua atividade. 
· Princípio de funcionamento: A molécula que será transportada se encaixa perfeitamente no operador. Ao se fixar, a proteína sofre uma mudança em sua conformação estrutural, segurando e translocando a molécula. 
· O trânsito de substâncias por esses operadores possui um fluxo unidirecional. 
· A enzima ATPase está sempre envolvida no processo para clivar o ATP e liberar a energia necessária. 
Slide 5: Visão Geral da Bomba de Sódio-Potássio
· A Bomba de $Na^{+}/K^{+}$: Mostra uma representação gráfica da proteína inserida na bicamada lipídica da membrana celular, fazendo a interface entre o meio externo e o citoplasma (meio interno). 
· Polarização Celular: O slide destaca que a diferença mantida entre as concentrações externa e interna dos íons de Sódio ($Na^{+}$) e Potássio ($K^{+}$) é o fator biológico que permite a polarização da membrana celular. 
Slide 6: Biofísica e Configurações da Na,K-ATPase
· Gradientes Fisiológicos: Em condições normais, o meio extracelular possui maior concentração de Sódio ($Na^{+}$), enquanto o meio intracelular possui maior concentração de Potássio ($K^{+}$). 
· Tendência Natural vs. Mecanismo Ativo: A tendência física natural (por difusão) seria que essas concentrações se igualassem. Para evitar isso, a enzima ATPase transportadora atua ativamente para manter os níveis estáveis e fisiológicos. 
· Estequiometria do Transporte: Para cada molécula de ATP desdobrada, a bomba transporta 3 íons $Na^{+}$ para fora da célula e 2 íons $K^{+}$ para dentro. 
· Ciclo de Fosforilação: A proteína é fosforilada na presença de íons $Na^{+}$ e $Mg^{++}$, e desfosforilada quando exposta ao $K^{+}$. 
· Estados Conformacionais:
· Conformação E1: Possui alta afinidade por $Na^{+}$, ATP e $Mg^{++}$, ficando voltada para o citoplasma. 
· Conformação E2: Possui afinidade por $K^{+}$, ficando voltada para o meio extracelular. 
Slide 7: Etapas do Funcionamento da Bomba de $Na^{+}/K^{+}$
· Dependência Química: O processo depende diretamente de magnésio ($Mg$) e água ($H_{2}O$). 
· Passo a Passo Químico:
1. Três íons $Na^{+}$ são capturados pela proteína na conformação E1. Eles penetram na estrutura promovendo a fosforilação de 1 ATP. 
2. Na presença de $Mg$, ocorre a transição conformacional da proteína do estado E1 para E2. 
3. Nessa nova forma (E2), a proteína perde a afinidade pelo $Na^{+}$, liberando os 3 íons no meio extracelular. 
4. Na sequência, 2 íons $K^{+}$externos entram na membrana e se ligam à conformação E2. 
5. Na presença de $H_{2}O$, ocorre a reação inversa, alterando a estrutura de E2 de volta para E1. 
6. De volta ao estado E1, a proteína perde a afinidade pelo $K^{+}$, liberando-o no meio intracelular. 
Slide 8: Linha do Tempo do Ciclo de Sódio e Potássio
· Ciclo Dinâmico em 6 Etapas: Este slide resume visualmente o ciclo mecânico e energético da bomba: 
1. União do Sódio: 3 íons de $Na^{+}$ do citoplasma se ligam ao complexo proteico da membrana. 
2. Fosforilação: Ocorre a transferência de um grupo fosfato energético do ATP para a proteína, transformando o ATP em ADP. 
3. Liberação de Sódio: A proteína muda de forma e lança os 3 íons $Na^{+}$ no meio extracelular. 
4. União do Potássio: 2 íons de $K^{+}$ vindos do meio extracelular se ligam ao complexo proteico. 
5. Desfosforilação: O grupo fosfato, agora sem energia, desprende-se da proteína. 
6. Liberação de Potássio: A liberação do fosfato faz a proteína voltar ao formato inicial, lançando os íons de $K^{+}$ no citoplasma. O ciclo então se reinicia. 
Slide 9: Ilustração da Bomba no Tecido Nervoso
· Foco no Neurônio: O slide traz uma imagem esquemática simplificada mostrando a bomba cruzando a membrana de um neurônio, explicitando o gradiente criado entre o "Exterior de la neurona" (com $K^{+}$) e o "Interior de la neurona" (com $Na^{+}$ e ATP disponível para alimentar o processo). 
Slide 10: Importância Fisiológica da Bomba de Sódio e Potássio
· Função Reguladora: Reitera que a bomba é o principal mecanismo regulador das concentrações internas e externas desses íons. 
· Garantia de Gradiente: Graças ao gasto de ATP, assegura-se de forma permanente que o sódio fique mais concentrado fora da célula e o potássio mais concentrado dentro. 
· Aplicações Biológicas Vitais: O slide ressalta que esse equilíbrio gerado pela bomba possui participação fundamental em dois grandes processos do corpo humano: 
· Na transmissão dos impulsos nervosos. 
· Na contração muscular. 
Slide 11: Transporte Ativo Secundário – Cotransporte
· Conceito de Cotransporte (Simporte): Ocorre quando uma substância é forçada a se mover contra o seu gradiente eletroquímico, mas se aproveita da "carona energética" de outra substância que está viajando a favor do seu próprio gradiente eletroquímico. 
· Direção do Fluxo: O traço característico do cotransporte é que ambas as substâncias são transportadas no mesmo sentido através da membrana. 
Slide 12: Exemplo Prático de Cotransporte ($Na^{+}$ / Glicose)
· Sítios Receptores: Explica o funcionamento da proteína transportadora de cotransporte, que possui dois locais de acoplamento específicos virados para o lado externo da membrana: um sítio receptor para o íon sódio e outro para a molécula de glicose. 
· Funcionamento: O sódio tende a entrar na célula a favor do seu gradiente; ao se ligar, ele impulsiona a entrada da glicose contra o gradiente. Como resultado, tanto o sódio quanto a glicose entram juntos no mesmo sentido (para o interior da célula). 
Slide 13: Transporte Ativo Secundário – Contratransporte
· Conceito de Contratransporte (Antiporte): Assim como no cotransporte, uma substância é transportada contra o seu gradiente eletroquímico pegando a "carona energética" de outra que se move a favor de seu gradiente. 
· Direção do Fluxo: A diferença fundamental está na direção: no contratransporte, as duas substâncias são obrigatoriamente movimentadas em sentidos opostos. 
Slide 14: Exemplo Prático de Contratransporte ($Na^{+}$ / $H^{+}$)
· Sítios Receptores Invertidos: A proteína transportadora apresenta, neste caso, um sítio receptor para o íon sódio voltado para o lado externo da membrana e um sítio receptor para o íon hidrogênio ($H^{+}$) voltado para o lado interno. 
· Funcionamento Dinâmico: Enquanto o íon sódio se liga externamente e é transportado para o interior da célula (a favor do gradiente), o hidrogênio se liga internamente e é jogado para fora da célula (contra o seu gradiente). Desse modo, o transporte é efetuado em sentidos estritamente opostos. 
 Potencial de Ação:
Introdução à Biofísica Celular
· Tema Principal: Estudo dos fenômenos elétricos que ocorrem no âmbito celular, com foco específico nos mecanismos de potencial de ação e potencial de repouso.
Slide 2: Permeabilidade da Membrana e Células Excitáveis
· Células Excitáveis: São representadas principalmente pelos neurônios e pelas fibras musculares esqueléticas.
· Permeabilidade Iônica: A membrana celular é naturalmente permeável a íons essenciais, como o sódio ($Na^{+}$) e o potássio ($K^{+}$).
· Gradiente de Concentração Fisiológico:
· O meio extracelular apresenta uma maior concentração de íons sódio.
· O meio intracelular apresenta uma maior concentração de íons potássio.
· Equilíbrio vs. Mecanismo Ativo: Embora a tendência natural dos íons seja se igualar em concentração, o mecanismo ativo da enzima ATPase transportadora de Na e K atua continuamente para manter esses gradientes nos níveis fisiológicos.
Slide 3: Anatomia Funcional do Neurônio
· Estrutura Celular: O neurônio é uma célula nucleada constituída por partes bem definidas:
· Corpo Celular e Núcleo: Centro metabólico e de controle da célula.
· Dendritos: Diversas ramificações que tornam possível a conexão e comunicação com outros neurônios.
· Axônio: Um terminal único e longo especializado na transmissão do impulso nervoso.
· Cone de Implantação: Região encarregada de realizar a soma dos impulsos nervosos recebidos e de disparar o potencial de ação.
· Propagação do Impulso: O potencial de ação propaga-se ao longo da extensão do axônio seguindo em direção aos terminais axonais.
Slide 4: Tipos de Nervos e Condução de Impulsos
· Nervos Amielínicos (Amielinados): A membrana do axônio fica em contato direto com os tecidos vizinhos.
· Nervos Mielínicos (Mielinados): A membrana do axônio é envolvida pela célula de Schwann, que forma uma bainha lipoproteica rica em mielina.
· As áreas descobertas dessa bainha são chamadas de Nódulos de Ranvier.
· Condução Saltatória: As trocas iônicas ocorrem exclusivamente nos nódulos de Ranvier, fazendo com que o impulso salte sobre a bainha de mielina. Isso garante uma velocidade de condução até 50 vezes maior e com menor gasto de energia metabólica.
· Direcionalidade do Fluxo:
· Condução Ortodrômica: O impulso elétrico caminha no sentido naturalmente programado do nervo.
· Condução Antidrômica: O impulso caminha no sentido contrário ao natural. A estrutura da sinapse atua como uma barreira que impede a ocorrência da condução antidrômica.
Slide 5: Ilustração das Células de Schwann
· Esquema Estrutural: Apresenta graficamente o arranjo de um nervo mielinizado, identificando visualmente a Célula de Schwann, a Bainha de Mielina, o Neurilema, o Axônio e o Nodo de Ranvier que viabilizam a condução saltatória.
Slide 6: Dinâmica de Sinalização no Neurônio
· Variabilidade e Padrão: Embora os neurônios apresentem um amplo espectro de formas geométricas, eles mantêm a estrutura básica de 4 componentes (corpo celular, dendritos, axônio e terminais axonais).
· Fluxo de Informação: O sinal é captado inicialmente pelos dendritos. O corpo celular gera o impulso nervoso (potencial de ação), que é conduzido pelo axônio até atingir a célula alvo (ou pós-sináptica), que pode ser outro neurônio, uma célula muscular ou uma célula glandular.
Slide 7: Potencial de Membrana e Valores de Repouso
· Definição: É a diferença de potencial elétrico (em Volts) estabelecida através de uma membrana semipermeável, gerada a partir de um gradiente eletroquímico.
· Fator Determinante: É ditado principalmente pela difusão dos íons sódio ($Na$) e potássio ($K$).
· Valores de Potencial de Repouso por Tipo Celular:
· Neurônio: $-90\text{ mV}$.
· Cardiomiócito: $-85\text{ mV}$.
· Miócito Vascular: $-55\text{ mV}$.
· Fibra Muscular Esquelética: $-90\text{ mV}$.
Slide 8: Fases do Estabelecimento do Potencial
· 1ª Fase: Íons $Na^{+}$ entram de forma passiva na célula, movidos por seu gradiente de concentração.· 2ª Fase: A célula expulsa esses íons ativamente e, simultaneamente, introduz de modo ativo o íon $K^{+}$.
· 3ª Fase: Devido à sua grande mobilidade, o íon $K^{+}$ retorna passivamente para o lado externo da membrana, conferindo uma carga positiva à face externa.
· Meio Intracelular (MIC): O ambiente interno permanece com carga negativa devido à presença de íons fosfato e proteínas aniônicas.
Slide 9: Mecanismo dos Canais de Sódio no Potencial de Ação
· Canais de Sódio Dependentes de Voltagem: Proteínas de membrana cujo estado de abertura é condicionado ao aumento do potencial de membrana.
· Funcionamento Limiar: Quando a voltagem ultrapassa um valor limite, o canal se abre e permite um rápido influxo de íons sódio. Ele fica aberto por poucos milissegundos, tempo suficiente para elevar o potencial a $+50\text{ mV}$.
· Portões de Controle: Possui dois portões distintos:
· Portão m (Ativação): No repouso ($-75\text{ mV}$), está fechado; abre-se logo após a despolarização ($+50\text{ mV}$).
· Portão h (Inativação): No repouso, está aberto; fecha-se cerca de $5\text{ ms}$ após a despolarização (em $-50\text{ mV}$). Enquanto permanece fechado, impede a geração de um novo potencial de ação, caracterizando o período refratário.
Slide 10: Mecanismo dos Canais de Potássio no Potencial de Ação
· Canais de Potássio Dependentes de Voltagem: Abrem-se logo após a despolarização da célula, permitindo a saída de cargas positivas na forma de íons potássio ($K^{+}$).
· Estados do Canal: No repouso ($-75\text{ mV}$) e logo após a despolarização ($+50\text{ mV}$), o canal de potássio permanece fechado. Ele abre-se efetivamente cerca de $5\text{ ms}$ depois da despolarização ($-50\text{ mV}$).
· Repolarização e Hiperpolarização: O canal continua aberto durante toda a fase de repolarização (trazendo a voltagem para níveis negativos) e permanece ativo durante a fase de hiperpolarização, onde o potencial fica temporariamente mais negativo do que o próprio potencial de repouso.
Slide 11: O Papel Fundamental do Potássio ($K^{+}$)
· Facilidade de Trânsito: O íon $K^{+}$ atravessa a membrana celular com facilidade, sendo o principal responsável pela manutenção do potencial de repouso.
· Mecanismo de Repouso: Os canais de $K^{+}$ são os que mais frequentemente se encontram abertos na membrana plasmática dos neurônios em estado de repouso. A constante saída desses íons positivos gera um excesso de carga negativa no interior celular.
Slide 12: Definição do Potencial de Ação
· Conceito: Consiste em uma variação súbita e rápida no potencial de membrana de células excitáveis. O potencial transita de valores negativos de repouso para valores positivos e, em seguida, retorna aos valores negativos. Todo esse processo possui uma duração aproximada de apenas $1\text{ ms}$.
Slide 13: Fases do Potencial de Ação
· Estímulos Gatilho: Pode ser deflagrado por estímulos mecânicos, químicos, elétricos ou eletromagnéticos.
· Etapas Sequenciais:
· Despolarização: Abertura dos canais de $Na^{+}$, gerando uma pequena penetração desses íons que é suficiente para anular a diferença de potencial transmembrana.
· Polarização Invertida: A entrada de $Na^{+}$ continua até que a parte interna da célula fique temporariamente positiva.
· Repolarização: Os canais de $Na^{+}$ se fecham e os íons $K^{+}$ saem da célula, restabelecendo a negatividade interna.
· Bomba Na/K: A bomba entra em ação para expulsar o excesso de $Na^{+}$ que entrou no interior da célula, fazendo com que o sistema retorne exatamente ao estado inicial.
Slide 14: Caráter "Tudo ou Nada" do Potencial de Ação
· Responsabilidade Primária: Os canais de $Na^{+}$ dependentes de voltagem localizados na membrana plasmática do axônio são os principais responsáveis pelo fenômeno.
· Propriedades Fisiológicas: O potencial de ação funciona como um evento autorregenerante e do tipo "tudo ou nada", variando graficamente de um potencial de repouso de $-70\text{ mV}$ até picos de $+30\text{ mV}$ ao cruzar o potencial limiar.
Slide 15: A Lei do Tudo ou Nada e o Limiar de Excitabilidade
· Critério de Disparo: De acordo com a lei do tudo ou nada, um estímulo precisa ter intensidade suficiente para promover uma entrada de $Na^{+}$ capaz de elevar o interior da célula ao valor mínimo de $-59\text{ mV}$ (potencial limiar).
· Desenvolvimento do Pico: Uma vez alcançado esse limiar de voltagem da célula, o potencial de ação se desenvolve obrigatoriamente até atingir o seu pico em torno de $+45\text{ mV}$.
Slide 16: Gráfico da Fase de Despolarização
· Comportamento Gráfico: Mostra o comportamento dos canais iônicos durante o início do surto elétrico. Os canais de $Na^{+}$ dependentes de voltagem se abrem, as cargas positivas entram na célula e provocam uma guinada ascendente na curva de voltagem em relação ao potencial de repouso.
Slide 17: Gráfico das Fases de Repolarização e Hiperpolarização
· Evolução da Curva: Demonstra graficamente a fase de declínio do potencial. As cargas positivas dos íons $K^{+}$ saem da célula através dos canais de $K^{+}$ (que permanecem abertos em toda a repolarização), gerando a queda acentuada da curva de voltagem, que passa pela despolarização, repolarização e desce até a fase de hiperpolarização antes de retornar ao repouso.
Slide 18: Resumo Integrado do Ciclo de Voltagem
· Estágios Combinados da Membrana Plasmática:
· A: Os canais de sódio e de potássio encontram-se inicialmente fechados.
· B (Despolarização): O aumento do potencial abre os canais de sódio dependentes de voltagem, permitindo um rápido influxo de sódio que eleva significativamente o potencial da membrana.
· C (Hiperpolarização/Repolarização): Cerca de $1\text{ ms}$ depois, o canal de sódio se fecha (portão h) e os canais de potássio dependentes de voltagem se abrem, permitindo a saída do excesso de cargas positivas.
· D: Após cessarem os fluxos, a célula atinge novamente o seu potencial de repouso estável.