Exercício de biofísica resolvido 45 questões

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1 Conceitue Biofísica: A biofísica é uma ciência interdisciplinar que aplica as teorias e os métodos da física para resolver questões de biologia. A biofísica busca enxergar o ser vivo com um corpo, que ocupando lugar no espaço, e transformando energia, existe num meio ambiente o qual interage com este ser.
2 O que são fenômenos físicos? Os fenômenos físicos são aqueles onde as propriedades da matéria não se alteram (ponto de fusão, ebulição) e onde não haja mudança na sua constituição atômica: derretimento do gelo, ebulição, dissolução de sal ou açúcar em água, são fenômenos físicos, pois mantém suas propriedades intactas, bem como a composição química.
3 Descreva a estrutura física da célula: A célula eucarionte é composta por várias organelas como: mitocôndrias, lisossomos, ribossomos, aparelho de Golgi, reticulo endoplasmático rugoso e liso, núcleo, membrana plasmática, citoesqueleto. A membrana plasmática recobre a célula e é composta pela dupla camada fosfolipidica, as mitocôndria contém material genético e são fonte de energia para célula, realizam respiração celular. O aparelho de Golgi é responsável pelo empacotamento, armazenamento, transformação e envio de substancias produzidas na célula, os lisossomos são responsáveis pela digestão intracelular.
4 Descreva a composição da membrana plasmática e a sua função: Composta por uma bicamada de fosfolípides que possui uma extremidade polar (hidrofílica) e outra apolar (hidrofóbica). É responsável pela manutenção da celular, pois controla saída e entrada de substancias controla o potencial elétrico celular, é receptor de nutrientes.
5 Diferencie líquido intracelular de líquido extracelular: Liquido intracelular é aquele presente no interior das células e liquido extracelular é o que se encontra no espaço extracelular.
6 Conceitue, classifique e dê a função da difusão: A difusão molecular é um exemplo de fenômeno de transporte de matéria onde um soluto é transportado devido aos movimentos das moléculas de um fluido. Difusão facilitada é uma modalidade de difusão - transporte passivo, em que as moléculas atravessam a membrana celular com a assistência de uma proteína transportadora específica localizada em alguma membrana biológica. A difusão simples é um tipo de transporte passivo de um soluto através da membrana a fim de estabelecer à isotônica, ou seja, alcançarem a mesma concentração, pois o movimento é a favor de um gradiente de concentração. A osmose é o nome dado ao movimento da água entre meios com concentrações diferentes de solutos separados por uma membrana semipermeável.
7 Relacione os fatores que afetam a intensidade ou velocidade da difusão: Permeabilidade da membrana onde: o coeficiente de difusão é dado pelo produto permeabilidade vezes à área total. Espessura da membrana, lipossolubilidade da substância que se difunde, números de canais, temperatura, tamanho da molécula. A velocidade da difusão é proporcional ao gradiente de concentração da substância.
8 Conceitue e dê a função de osmose: Difusão efetiva da água, de uma região onde ela exista em maior concentração, para uma região em que esta concentração de água for menor. Tem função de manutenção da concentração dos líquidos corporais
9 Conceitue pressão osmótica: Pressão hidrostática necessária para evitar o movimento de água quando a solução é separada de água pura por uma membrana semipermeável.
10 Conceitue isotonicidade, hipotonicidade e hipertonicidade:
Isotonicidade: é quando na célula a velocidade das substâncias que entram é igual a das substâncias que saem.
Hipotonicidade: é quando a quantidade de soluto dentro de uma célula é maior que a do meio.
Hipertonicidade: é quando a concentração de soluto de uma solução "x" é maior que a concentração "y" de uma outra solução, separadas por uma membrana semipermeável.
11 Descreva o mecanismo da bomba de sódio e potássio: A bomba, ligada ao ATP, liga-se a 3 íons de Na+intracelulares. O ATP é hidrolisado, levando à fosforilação da bomba e à libertação de ADP. Essa fosforilação leva a uma mudança conformacional da bomba, expondo os íons de Na+ ao exterior da membrana. A forma fosforilada da bomba, por ter uma afinidade baixa aos íons de sódio, liberta-os para o exterior da célula. À bomba ligam-se 2 íons de K+ extracelulares, levando à desfosforilação da bomba. O ATP liga-se e a bomba reorienta-se para libertar os íons de potássio para o interior da célula: a bomba está pronta para um novo ciclo. O bombeamento não é equitativo: para cada três íons sódio bombeados para o líquido extracelular, apenas dois íons potássio são bombeados para o líquido intracelular.
12 Descreva os componentes do Esqueleto Humano: Composto por 206 ossos quando for humano adulto, cartilagens e músculos.
O osso é formado a partir de um processo conhecido como ossificação, esta pode ser intramembranosa (dentro das membranas do tecido conjuntivo) ou endocondral (formação sobre um molde de cartilagem). Contudo, ambas as formas seguem os mesmos princípios: o osso é formado a partir de membrana de tecido conjuntivo (periósteo).
O tecido cartilaginoso é uma forma especializada de tecido conjuntivo de consistência rígida, é um tipo de tecido conjuntivo composto exclusivamente de células chamadas condrócitos e de uma matriz extracelular altamente especializada.
O tecido muscular é de origem mesodérmica, sendo caracterizado pela propriedade de contração e distensão de suas células, o que determina a movimentação dos membros e das vísceras.
13 Descreva as funções do Esqueleto Humano: O sistema esquelético desempenha várias funções importantes, tais como: sustentação dos tecidos moles de nosso corpo, proteção de nossos órgãos (um exemplo é a caixa torácica que protege o coração e os pulmões). 
14 Liste as estruturas que compõem o esqueleto axial: formado pela caixa craniana, coluna vertebral e caixa torácica. A caixa craniana possui os seguintes ossos importantes: frontal, parietais, temporais, occipital, esfenóide, nasal, lacrimais, malares ("maçãs do rosto" ou zigomático), maxilar superior e mandíbula (maxilar inferior).
Coluna vertebral compreende vértebras que apresentam cada uma um buraco, que se sobrepõem constituindo um canal que aloja a medula nervosa ou espinhal; é dividida em regiões típicas que são: coluna cervical (região do pescoço), coluna torácica, coluna lombar, coluna sacral, coluna cocciciana (coccix).
Caixa torácica é formada pela região torácica de coluna vertebral, osso esterno e costelas, que são em número de 12 de cada lado, sendo as 7 primeiras verdadeiras (se inserem diretamente no esterno), 3 falsas (se reúnem e depois se unem ao esterno), e 2 flutuantes (com extremidades anteriores livres, não se fixando ao esterno).
15 Liste as estruturas que compõem o esqueleto apendicular: compreende a cintura escapular, formada pelas escápulas e clavículas; cintura pélvica, formada pelos ossos ilíacos (da bacia) e o esqueleto dos membros (superiores ou anteriores e inferiores ou posteriores).
Cada membro superior é composto de braço, antebraço, pulso e mão. O osso do braço – úmero – articula-se no cotovelo com os ossos do antebraço: rádio e ulna. O pulso constitui-se de ossos pequenos e maciços, os carpos. A palma da mão é formada pelos metacarpos e os dedos, pelas falanges.
16 Descreva as funções do sistema muscular:
Produção dos movimentos corporais: Movimentos globais do corpo, como andar e correr.
Estabilização das Posições Corporais: A contração dos músculos esqueléticos estabilizam as articulações e participam da manutenção das posições corporais, como a de ficar em pé ou sentar.
Regulação do Volume dos Órgãos: A contração sustentada das faixas anelares dos músculos lisos (esfíncteres) pode impedir a saída do conteúdo de um órgão oco.
Movimento de Substâncias dentro do Corpo: As contrações dos músculos lisos das paredes vasos sangüíneos regulam a intensidade do fluxo. Os músculos lisos também podem mover alimentos, urina e gametas do sistema reprodutivo. Os músculos esqueléticos promovem o fluxo de linfa e o retornodo sangue para o coração.
Produção de Calor: Quando o tecido muscular se contrai ele produz calor e grande parte desse calor liberado pelo músculo é usado na manutenção da temperatura corporal.
17 Defina Força: Segundo o ponto de vista da Física, força é a capacidade de um corpo alterar o seu estado de movimento ou de repouso, criando uma aceleração ou deformação do mesmo.
18 Defina Torque: Ação de uma força sobre um corpo.
19 Defina alavanca: dispositivo para multiplicar a força aplicada, formado por uma haste e um ponto de apoio.
20 Liste os tipos de alavanca e enumere exemplos (um para cada tipo) no corpo humano:
Interfixa: apoio entre potência e resistência
Ex.: movimento do pescoço.
Interpotente: potência entre o apoio e a potência
Ex.: movimento do antebraço.
Inter-resistente: resistência entre o apoio e a potência
Ex.: movimento de ficar na ponta do pé.
21 Liste os componentes de uma alavanca e encontre estruturas correspondentes no esqueleto humano:Braço de força, ponto fixo, força resistente e força potência.
Braço de força: o osso
Ponto fixo: articulação
Força resistente: carga externa
Força potência: força do músculo
22 Defina Força Potente: Força potenteé a força aplicada por quem esteja utilizando a alavanca para exercer. A força potente é aplicado no braço de força potente.
23 Defina Força Resistente: É a força que cria resistência à força potente por quem utiliza a alavanca.
24 Defina Ponto Fixo: É o ponto onde a alavanca possui o movimento de giro. Esse ponto sempre será a extremidade de um braço.
25 Defina Braço de Força: É o braço onde é aplicada a força potente.
26 Defina Braço de Resistência: É o braço onde está aplicada a força de resistência.
27 Defina Polia: Peça mecânica circular que gira em torno de um eixo transferindo força e movimento a outro objeto.
28 Classifique e descreva cada tipo de polia:
Poliafixa: somente altera a direção e o sentido da força, fixa a uma estrutura.
Poliamóvel: divide a força resistente entre o ponto de fixação da corda e a força potente.
Cadernal: configuração de várias roldanas móveis e o mesmo número de roldanas fixas.
Talha: configuração de várias roldanas móveis e uma roldana fixa.
29 Liste as substâncias que compõem o ar atmosférico e seus respectivos percentuais (considere ausência de poluentes): Oxigênio 21%, Nitrogênio 78%, outros gases 0,97%
Também fazem parte do ar atmosférico: Argônio 0,934%, Hélio 5,24 ppm, Hidrogênio 0,5 ppm, metano 1,7 ppm.
30 Defina Sistema Respiratório: é o conjunto de órgãos responsáveis pelas trocas gasosas do organismo dos animais com o meio ambiente, ou seja, a hematose pulmonar, possibilitando a respiração celular. A função do sistema respiratório é facultar ao organismo uma troca de gases com o ar atmosférico, assegurando permanente concentração de oxigênio no sangue, necessária para as reações metabólicas, e em contrapartida servindo como via de eliminação de gases residuais, que resultam dessas reações e que são representadas pelo gás carbônico.
31 Liste a estrutura física do Sistema Respiratório: Composto pelas estruturas: vias aéreas superiores (nariz), faringe, laringe, traquéia, brônquios, bronquíolos, alvéolos (pulmão).
32 No Sistema Respiratório, em quais estruturas ocorrem trocas gasosas? A troca gasosa ocorre nos alvéolos pulmonares entre o espaço aéreo destes e os capilares através de uma fina membrana basal por meio de difusão, processo denominado de hematose.
33 Liste os músculos que participam do processo de inspiração durante a ventilação: Os principais músculos envolvidos no movimento inspiratório são: o diafragma e os músculos intercostais externos, serrato dorsal cranial e elevadores das costelas. Os músculos acessórios ao movimento são os escalenos, ileocostal, transverso torácico e o esternocleidomastóide.
34 Liste os músculos que auxiliam no processo de expiração durante a ventilação: Os músculos envolvidos no processo de expiração são: abdominais e os intercostais internos.
35 Qual o centro neural regulador da respiração? Em qual estrutura encefálica está localizado? O controle da respiração é feito a partir de três locais do cérebro. O primeiro a ser localizado foi o centro respiratório da formação reticular, que se situa na parte lateral da massa cinzenta. A porção ventral desse centro tem o papel de controle da inspiração, enquanto que a dorsal atua no controle da expiração. Ambos funcionam de maneira alterada. Superposto aos centros respiratórios do bulbo, existe o centro pneumotáxico, localizado na porção anterior da ponte. A partir dele é feito o controle dos centros respiratórios medulares, juntamente com o controle da temperatura. Um terceiro centro, superior aos dois anteriores produz uma aceleração ou inibição da respiração.
36 Na inspiração aproveitamos qual substância para nutrir as células? Oxigênio
37 Na expiração qual substância exalamos? Dióxido de carbono
38 Cite as principais estruturas que são responsáveis pelo transporte de gases pelo sistema cardiorrespiratório: As hemácias tem como constituinte a hemoglobina que se liga ao oxigênio e faz seu transporte até os tecidos.
39 Qual o percentual de saturação ideal de O2 no sangue? Acima de 95%
Em RNs esse valor é menos em torno de 93%.
40 Qual o pH ideal do sangue: Em síntese, a qualidade de vida de uma célula está diretamente relacionada ao pH do sangue que a irriga continuamente. O sangue tem de ser mantido constantemente com o pH ideal: entre 7,36 – 7,42.
41 Qual o par de nervos craniano inerva o Sistema Respiratório? 10° par de nervos cranianos. A regulação nervosa é feita através do nervo vago. Através do vago chegam sinais elétricos no centro respiratório, provenientes do pulmão. Durante a inspiração aumenta a freqüência dos impulsos que atuando sobre o centro respiratório, produzem uma inibição da inspiração. Durante a expiração, diminui a freqüência de impulsos que atinge um mínimo no final da expiração. Neste momento o centro respiratório inicia a próxima inspiração. Esse controle é denominado reflexo Hering-Breuer.
42 Cite o principal nervo responsável pela inervação do diafragma: A inervação do diafragma é assegurada essencialmente pelos nervos frénicos (C3, C4, C5). O frénico direito chega ao diafragma pelo orifício da veia cava ou um pouco mais externamente. Divide-se em três ou quatro ramos que se irradiam para a porção carnosa. O frénico esquerdo chega diretamente à porção carnosa, à frente do folículo esquerdo. Adota igualmente uma disposição radiada. Os nervos frénicos são os motores do diafragma. Têm também igualmente um papel na inervação sensitiva proprioceptiva. É também de referir o sistema simpático que, para além do seu papel vasomotor, tem também uma ação sobre o tônus do diafragma, assim como os quatro ou cinco últimos nervos intercostais.
43 Defina complacência pulmonar: Complacência, termo para descrever a distensibilidade pulmonar, reflete a facilidade com que um objeto pode ser deformado, descreve a variação do volume pulmonar, para cada alteração da pressão.
44 Defina surfactante:
Surfactantes são substâncias que atuam à superfície do líquido reduzindo-lhe a tensão superficial; (a tensão superficial é devida ao balanço de forças entre moléculas na superfície do líquido).O surfactante pulmonar é uma mistura de substâncias, principalmente fosfolípides e proteínas específicas, que reveste a camada interna dos alvéolos e com capacidade de diminuir a tensão superficial do pulmão. Esta atividade que diminui a tensão superficial é essencial para estabilizar os alvéolos e evitar o colabamento ao final da expiração, de tal forma que é possível a manutenção adequada da troca gasosa durante o ciclo ventilatório. A deficiência de surfactante pulmonar, seja qual for a causa, acarreta insuficiência respiratória grave em crianças pré-termo e é conhecida como Síndrome do Desconforto Respiratório (Respiratory Distress Syndrome – SDR) ou Doença da Membrana Hialina (Hyaline Membrane Disease – HMD). A SDR é a causa principal da mortalidade e morbidade aguda norecém-nascido pré-termo e pode ser responsável por seqüelas respiratórias e neurológicas a longo prazo.
45 Qual o efeito do surfactante na superfície alveolar:
A principal função do filme de surfactante, que se situa entre as camadas de água e o ar no interior do alvéolo, é a redução da tensão superficial no final da expiração, a fim de se evitar o colabamento alveolar. Através deste mecanismo, o filme de surfactante também modifica o balanço de líquidos entre o espaço vascular, o interstício e o interior do alvéolo. A redução da tensão superficial leva a uma menor passagem de líquidos do interstício para a luz do alvéolo.