Biofísica: Grandezas e Unidades

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Biofísica
Sistemas de medida e dimensões
· Grandezas, unidades e dimensões
· Uma grandeza física é uma propriedade de um corpo, ou particularidade de um fenómeno, suscetível de ser medida;
· 1. Grandezas escalares – totalmente definidas com um valor numérico e a sua unidade de medida (e.g. tempo, temperatura, massa, carga elétrica, volume); 
· 2. Grandezas vetoriais – totalmente definidas com um ponto de aplicação, sentido, magnitude e unidade de medida (e.g. velocidade, deslocamento, força, campo elétrico).
· A medição de uma grandeza pode ser efetuada por comparação direta com um padrão ou com um aparelho de medida (medição direta), ou ser calculada, através de uma expressão conhecida, à custa das medições de outras grandezas (medição indireta);
· A medição de uma grandeza é a comparação dessa grandeza com outra da mesma espécie, um padrão, a que chamamos unidade por convenção.
· Grandezas fundamentais e Sistema de unidades
· Considerando as unidades fundamentais de comprimento (m), tempo (s) e massa (kg) e a unidade derivada de força (N).
· Newton (N), força que imprime uma aceleração de 1m/s2 à massa de 1 kg
· Como qualquer outra força, o peso de um corpo (ou força gravitacional exercida sobre o corpo) é expresso em newton (N); 
· Da equação , P = mg, com g = 9.8 m/s2 segue-se que o peso de um corpo de massa 1 kg é P = (1 kg) (9.8 m/s2) = 9.8 N
 
	
Sistema Internacional de unidades
· Objetivo: escolher um número mínimo de grandezas (grandezas fundamentais) à custa das quais se podem exprimir todas as outras grandezas (grandezas derivadas) e definir as suas unidades;
· As unidades do SI de unidades formam um sistema absoluto, o que significa que as unidades básicas são independentes do local onde as medições são efetuadas.
· O metro, o quilograma e o segundo podem ser utilizados em qualquer parte da Terra; podem mesmo ser utilizados noutro planeta. Terão sempre o mesmo significado.
· Sete grandezas físicas postas como básicas ou fundamentais. Por conseguinte, passaram a existir sete unidades básicas correspondentes. A partir delas, podem-se derivar todas as outras unidades existentes.
· Os múltiplos e submúltiplos das unidades do SI podem ser obtidos através do uso de prefixos.
· Evitando-se assim escrever números muito grandes ou muito pequenos (e.g. 424,2km em vez de 424 200m). Usando a notação científica: 424,2km = 424,2×103 m.
· Múltiplos da unidade de tempo: como 1min = 60s e 1h = 60min = 3600s, não são tão facilmente convertidos
Princípio da homogeneidade dimensional
· Um modelo/fórmula matemática em Biofísica é mais do que uma expressão matemática! Um elemento chave é que uma equação em biofísica tem sempre de satisfazer consistência dimensional;
· Análise dimensional - A análise dimensional no campo da física está relacionada com as unidades de medida das grandezas físicas. Todas as grandezas físicas podem ser analisadas dimensionalmente através de três unidades que devem ser tomadas como parâmetros: comprimento (L), tempo (T) e massa (M). As outras unidades de medidas de grandezas derivadas terão as suas unidades de medidas provenientes dessas três.
· Uma grandeza dimensional é representada por parênteses e é expressa em função das grandezas fundamentais.
· Por exemplo, uma grandeza física (F) que depende da massa, do comprimento e do tempo, tem a sua equação dimensional escrita da seguinte maneira:
Ex: velocidade
· Surge assim uma nova grandeza derivada com uma nova dimensão e uma unidade de medida derivada a partir das unidades de medida fundamentais.
· Uma grandeza é dita adimensional se ela é desprovida de unidades. O resultado final da dimensão é unitário.
· Uma grandeza G é adimensional se G = v.t/ΔS sendo v a velocidade, t o tempo e ΔS o comprimento.
· Esta possibilidade de combinar grandezas com dimensões distintas permite que o número de grandezas dimensionais seja muito elevado;
· À expressão de uma grandeza física em termos das unidades fundamentais chama-se equação dimensional
· As equações dimensionais exibem propriedades importantes
· Fechamento: adotado um determinado Sistema de Unidades, todas as grandezas nele definidas apresentarão unidades pertencentes ao sistema em causa;
· Consistência: um Sistema de Unidades é sempre consistente internamente em relação a qualquer uma das suas grandezas;
· Elemento neutro ou adimensionalidade: é a propriedade de cada grandeza que, no domínio de um Sistema Dimensional S, apresenta dimensão unitária: [G] = 1;
· Assimetria: se duas grandezas, G1 e G2 apresentam as mesmas dimensões analíticas, isto não implica necessariamente na igualdade das referidas grandezas.
· A quarta propriedade é, provavelmente, a mais instigante de todas! Mas pode ser esclarecida com alguns exemplos:
· As grandezas energia e torque* apresentam as mesmas dimensões analíticas e até sintéticas (N.m, por exemplo, no SI), mas são grandezas distintas;
· As grandezas energia ativa, energia reativa e energia aparente exibem todas as mesmas dimensões analíticas, mas não as mesmas sintéticas (V.A, por exemplo, no SI); logo, não são as mesmas grandezas.
*Numa linguagem mais informal, poderá dizer-se que o torque é a medida de quanto uma força que age em um objeto faz com que ele gire.
· Refere que toda a equação que exprima uma lei física ou descreva um processo físico deve ser homogénea relativamente a cada grandeza de base. Desta feita essa equação continuará válida, se forem mudadas as magnitudes das unidades fundamentais;
· Vimos que é sempre possível multiplicar e dividir grandezas dimensionais, mas já o mesmo não se passa quando queremos somar ou subtrair. Só podemos somar ou subtrair grandezas com as mesmas dimensões e unidades de medida: é o Princípio da Homogeneidade Dimensional.
· Este princípio exige que ambos os membros da equação tenham as mesmas dimensões; no caso de haver somas ou diferenças, todos os termos de cada membro terão de ter também as mesmas dimensões
· A fórmula está correta do ponto de vista dimensional, portanto temos a garantia que está correta do ponto de vista físico!
Conversões
· Mudanças de unidades é algo fundamental, que tem que ser feito com confiança, segurança e certeza! Especialmente num contexto clínico!
· Erros em conversões, podem ter consequências desastrosas!
· A precisão de um resultado de um problema depende de dois fatores:
· a precisão dos dados fornecidos;
· a precisão dos cálculos realizados.
· Estratégia para reduzir probabilidade de erros em conversões:
· Conversão de Unidades A Unidades B
· Listar a conversão A B para cada uma das componentes individuais de A;
· Substituir em A cada uma das componentes usando a conversão individual para B;
· Fazer todas as operações numéricas (e.g. escalas), isolando à direita as unidades em B.
Hidrostática
· É a parte da física que estuda as forças exercidas por e sobre fluidos em repouso:
· Pressão nos fluidos em repouso; 
· Princípio de Pascal. 
· Princípio de Arquimedes;
· Tensão superficial nos líquidos; 
· Definição de raios de curvatura (Rc), interfaces ar-líquido curvas. Fórmula de Laplace;
· Definição de ângulo de contacto;
· Capilaridade vs tensão superficial. Lei de Jurin.
· A matéria encontra-se, em geral, em 3 estados (gasoso, liquído e sólido)
· Numa substância, podem coexistir duas ou três fases simultaneamente e podem ocorrer mudanças de estado. Além dos 3 estados típicos, há substâncias com estados intermédios.
· Os estados da matéria resultam da competição entre ENERGIA TÉRMICA DE AGITAÇÃO e ENERGIA POTENCIAL associada às forças de ligação.
Estados físicos da matéria
· Energia térmica de agitação – tende a afastar as moléculas umas das outras, dispersando-as ao acaso (prevalente no estado gasoso);
· Energia potencial resultante das ações intermoleculares – tende a assegurar a coesão entre as moléculas (prevalente no estado sólido);
· As forças atrativas e repulsivas responsáveis pela ENERGIA POTENCIAL de ligação entre átomos ou moléculas são as forças presentes nas: - ligações iónicas; - ligações covalentes; - forças de Vander Waals; - ligaçõesmetálicas.
· Estado sólido:
· Predomínio da energia potencial resultante das forças intermoleculares;
· Distâncias intermoleculares da ordem de grandeza das dimensões moleculares; o Interações moleculares fortes;
· São incompressíveis – densidade constante; 
· Têm massa, volume e forma geométrica próprios
· Estado gasoso
· Predomínio da energia térmica de agitação;
· Distâncias intermoleculares muito maiores que as dimensões moleculares – às pressões normais;
· Interações moleculares muito fracas;
· São altamente compressíveis;
· Não têm forma nem volume constantes; 
· Têm massa constante.
· Estado líquido
· Estado intermédio entre o sólido e o gasoso;
· Propriedades comuns a cada um deles;
· Interações moleculares suficientes para poderem ter volume constante, mas não suficientes para a forma ser definida;
· São quase incompressíveis;
· Têm massa e volume constantes.
· Fluidos
· Na fase líquida e gasosa, a matéria é denominada de fluido.
· Um fluido ideal é um meio contínuo deformável, de rigidez nula e que flui. Sofre grandes variações de forma sob a ação de forças externas. Esta definição inclui líquidos e gases ideais.
· Um fluido real já contempla o atrito entre as moléculas do fluido
· Fluidos ideais
· Como consequência da rigidez ser nula, conclui-se que para um fluido ideal se encontrar em repouso é necessário que as forças tangenciais a atuar em qualquer ponto do mesmo sejam nulas.
· Para fluidos em equilíbrio basta-nos portanto falar em pressões, grandezas escalares que representam forças a atuar normalmente sobre a unidade de superfície.
· Fluidos reais
· Para o caso de fluidos reais o que foi dito anteriormente é uma simples aproximação, uma vez que o atrito entre as moléculas do fluido dá lugar ao aparecimento de reações tangenciais.
· Estamos neste momento interessados sobretudo nos líquidos, passando a recordar algumas propriedades que interessam, quando consideramos as aplicações médicas.
• Propriedades dos Fluidos:
· Densidade;
· Pressão;
· Viscosidade;
· Tensão superficial;
· Ângulos de contacto e capilaridade.
• Densidade (Densidade absoluta ou Massa volúmica)
· A densidade (ρ) de um fluido é obtida como o quociente entre a quantidade de massa (m) e o volume (v) que essa quantidade ocupa. Varia em função da temperatura e da pressão.
• Densidade relativa
· A densidade relativa (ρr) é a razão entre a densidade da substância e a densidade de uma outra substância tomada como padrão.
• Força e Pressão num fluido
· Sólidos e fluidos transmitem força de forma distinta:
· Sólidos transmitem força para outras partes do sólido sem alterar o sentido;
· Fluidos transmitem força de forma uniforme, sobre todas as direções (a força transmitida por um fluido à face de um corpo imerso é sempre perpendicular à face; a força que um fluido exerce sobre as paredes do recipiente é perpendicular à parede em todos os pontos).
• Pressão num líquido
· A pressão num ponto é definida como a força (F) perpendicular que um liquido exerce por unidade de área de superfície (A):
· Dois blocos idênticos, com a mesma massa, exercem uma mesma força perpendicular à superfície (força peso). O bloco A exerce uma pressão maior que o bloco B uma vez que atua numa área menor; 
· O mesmo acontece com duas pessoas numa areia movediça, aquele que estiver em pé afundará mais rápido que o deitado.
•Tipos de pressão aplicáveis aos fluidos:
· Pressão atmosférica (Patm) – Pressão que o peso do ar exerce sobre a superfície da Terra. O seu valor depende da altitude do local onde é medida. Quanto maior a altitude, menor é a pressão atmosférica e vice-versa
· Pressão hidrostática (Phid): Pressão exercida por um fluido sobre pontos no seu interior. A pressão varia linearmente com a massa específica do fluido (ρ), a aceleração gravitacional (g) e a profundidade (h).
•Pressão num líquido em função da profundidade:
· Considere inicialmente um cilindro mergulhado, em equilíbrio estático, num recipiente de água (ou qualquer outro fluido, como o ar); como ele está em equilíbrio, sabemos que não há força resultante, ou seja:
· Todas as forças são aplicadas perpendicularmente à superfície;
· Segundo a direção z (vertical) da caixa há vários tipos de forças: 
· Força de pressão a atuar na face superior; 
· Força de pressão a atuar na face inferior; - Peso da caixa.
· Nos líquidos em equilíbrio, a pressão num ponto depende da massa de líquido, por unidade de área acima do ponto e segundo a vertical. 
· Todo o mergulhador sabe que a pressão é maior quanto maior for sua profundidade (a coluna de água acima dele é cada vez maior); o seu medidor de profundidade, na verdade, é um sensor de pressão!
· A partir das equações anteriores, a pressão num ponto a uma profundidade h quando se supõe a pressão atmosférica a atuar à superfície do líquido é dada por:
 
· Sendo o líquido incompressível, a massa específica/densidade ρ é constante em qualquer ponto do líquido a qualquer profundidade.
· A partir da equação anterior, podemos calcular a pressão em qualquer ponto do líquido, à profundidade Z, supondo P0 a pressão atmosférica à superfície do líquido onde Z=0
•Princípio Fundamental da Hidrostática:
· Esta equação traduz o Princípio (ou lei) Fundamental da Hidrostática que nos diz que, num líquido incompressível, em equilíbrio, a diferença de pressão entre dois pontos é independente da pressão externa e diretamente dependente da diferença de cotas (y2 -y1 ).
· No interior de um líquido, o aumento de pressão, relativamente à pressão atmosférica é proporcional ao desnível em relação à superfície do líquido. 
· Um líquido diz-se incompressível quando a sua densidade (ρ) se mantém constante em qualquer profundidade
•Princípio de Pascal:
· Num líquido incompressível, em equilíbrio, o aumento de pressão em qualquer ponto é transmitido de forma uniforme para todos os outros pontos do líquido. As pressões transmitem-se integralmente em todos os sentidos.
•Na prática clínica:
· Na circulação sanguínea existe um conjunto de forças que tendem a promover a passagem do sangue pelos vasos e destes para o interstício.
· A pressão hidrostática é gerada pelo coração e vai variando nas artérias e veias à medida que o sangue se distancia e reaproxima do mesmo.
· A pressão sanguínea arterial e venosa difere em vários pontos do corpo dos animais e humanos (de acordo com a altura a que estão esses pontos).
· Devido à contração do coração, o sangue sai do ventrículo esquerdo, passa pela aorta e pelas artérias, seguindo em direção aos capilares. Dos capilares venosos o sangue segue para as veias e chega ao átrio direito com uma pressão quase nula
· Uma pessoa deitada possui pressão hidrostática praticamente constante em todos os pontos do corpo e igual à do coração.
· Quando a pessoa está sentada, ou em pé, devido à elevação da cabeça em relação ao coração, a pressão arterial é mais baixa na cabeça. 
· SAIBA MAIS: quando uma pessoa deitada se levanta rapidamente, a queda de pressão arterial da cabeça será maior, o que implicará uma diminuição do fluxo sanguíneo no cérebro. Como o fluxo deve ser contínuo e como o ajuste do fluxo pela expansão das artérias não é instantâneo, a pessoa pode sentir-se tonta. Em casos de variações de pressão muito rápidas, a diminuição da circulação pode ser tal que provoca desmaio.
•Curiosidade:
· A pressão arterial da girafa tem de ser superior à de outro animal mais baixo, para que a cabeça consiga ter fluxo sanguíneo.
· A cabeça da girafa encontrasse mais de 2m acima do coração. Para que o seu cérebro tenha irrigação sanguínea suficiente, a pressão sanguínea ao nível do coração terá que atingir valores elevadíssimos
· Valores esses que poderiam ser extremamente perigosos para o humano e outros animais de menor tamanho
•Princípio de Arquimedes:
· Quando um objeto está total ou parcialmente imerso num fluido, o objeto é empurrado para cima pelo fluido
· O Princípio de Arquimedes pressupõe que ‘Todo o corpo mergulhado num fluido (líquido ou gás) sofre, por parte do fluido, uma força vertical paracima (o impulso), cuja intensidade é igual ao peso do fluido deslocado pelo corpo
	
· Quando um corpo tem uma densidade diferente de um líquido, vai precisar de gastar energia para submergir ou para se manter à superfície.
· Na prática clínica: O princípio de Arquimedes está na base de algumas técnicas terapêuticas (hidroterapia), tirando partido do facto da densidade do nosso corpo e do corpo dos animais ser ligeiramente superior à da água.
•Tensão superficial de um líquido:
· É a propriedade da superfície de um líquido que lhe permite resistir à aplicação de uma força externa. Tem origem nas forças de coesão que existem entre as moléculas do líquido
· Moléculas do interior do líquido estão completamente rodeadas por outras moléculas idênticas que exercem forças de atração sobre elas.
· O valor médio da resultante destas forças de atração, para um intervalo de tempo que compense variações devidas à agitação térmica, é zero.
· Moléculas à superfície do líquido só sofrem atração por parte das moléculas de líquido situadas abaixo (desprezando a atração das moléculas gasosas em contato com a superfície do líquido).
· A resultante é uma força perpendicular à superfície, dirigida para o interior
· Todas as moléculas da superfície estão sujeitas a uma força que as atrai para o interior do líquido, formando uma espécie de película tensa que comprime o líquido e cria um efeito de membrana elástica.
· É devido a esta película que cobre o líquido que certos insetos podem caminhar sobre a água e certos objetos pequenos podem flutuar. Quando um inseto ou objeto é menos denso que a água, o seu peso é equilibrado pela tensão superficial.
· Todo o sistema tende para o mínimo de energia livre, então, o número de moléculas à superfície tende a ser o mínimo (área mínima); A tensão superficial (σ, letra sigma) é definida como a força por unidade de comprimento que se exerce tangente à superfície do líquido
· Porque é que uma gota de água tem a forma mais semelhante a uma esfera que a uma moeda? A forma esférica corresponde à área externa mínima para um dado volume!
	
· Se, para manter a energia mínima à superfície de um líquido tende a haver o número mínimo de partículas, então, para aumentar a superfície de um líquido (ΔS), isto é, transportar partículas do interior para a superfície do líquido, é necessário realizar trabalho (ΔW), isto é, fornecer energia contra as forças de tensão superficial (σ), proporcional ao número de moléculas movimentadas. 
· Há pois proporcionalidade direta entre a energia consumida e o aumento de superfície. 
· A tensão superficial de um líquido decresce com o aumento da temperatura;
· Aumentando a energia cinética das partículas do líquido, diminuem as forças de coesão entre elas.
· Surfactantes são moléculas que diminuem a tensão superficial de líquidos (agentes tensoativos); 
· Detergentes e sabões são surfactantes; 
· Comportam-se sob a forma de micelas com os extremos hidrófilos ligados à água.
· O surfactante pulmonar é uma mistura lipoproteica com propriedades tensoativas produzido pelos pneumócitos tipo II. As proteínas e lipídios desta mistura reduzem a tensão superficial na interface entre o líquido presente na cavidade alveolar e o ar (a redução obtida na tensão superficial é de cerca de 70%).
•Interfaces líquido-ar curvas. Lei de Laplace:
· A forma esférica é aquela que, devido à tensão superficial, leva à ocupação de área mínima e com o menor número de partículas, obedecendo ao princípio da energia mínima;
· Embora facilmente deformáveis, as gotas de água tendem a assumir uma forma esférica pelas forças coesivas da camada superficial;
· Gotas e bolhas resultam do fenómeno de tensão superficial dos líquidos.
	
· De modo a balancear as forças de tensão superficial, não é de surpreender que P>P0 . A superfície das gotas tende a contrair-se aumentando a pressão interna.
· As bolhas e as gotas deixam de aumentar quando as forças devidas à tensão superficial e ao excesso de pressão (ΔP) estão em equilíbrio:
· (ΔP = P interna – P externa)
· Equação de Laplace para uma gota de água em contacto com o ar ou uma bolha de ar no interior de um líquido (uma interface ar-líquido):
· O raio é fácil de determinar no caso de esferas, quando se trata de outras superfícies curvas, temos que determinar os raios de curvatura.
· Estes planos definem duas curvas que passam pelo ponto considerado, tendo uma um raio de curvatura máximo e a outra um raio de curvatura mínimo. Os dois planos que são perpendiculares entre si e à superfície designam-se por planos principais e os raios de curvatura das correspondentes curvas designam-se por raios principais.
· Os raios principais podem:
· Situar-se ambos do mesmo lado da superfície (situação a) – têm o mesmo sinal;
· Situar-se um de cada lado da superfície (situação b) – têm sinais contrários.
•Fórmula Geral de Laplace
· Se: 
· R1 e R2 estiverem do mesmo lado da superfície a pressão é maior do lado da concavidade; 
· R1 e R2 estiverem cada um em cada lado da superfície a pressão é maior do lado do menor raio.
•Aplicações da Lei de Laplace: Mecânica pulmonar
· Pressão Pleural (pressão do líquido no espaço entre a pleura e a parede torácica); 
· Pressão Alveolar (pressão de ar no interior dos alvéolos);
· -> O ar entra nos alvéolos quando ocorre variação destas duas pressões. A pressão intrapleural é menor que a pressão atmosférica – vácuo relativo
· COMPLACÊNCIA PULMONAR (recolhimento elástico): 
· Medida da relação pressão aplicada/distensão; 
· Mede a força elástica do pulmão causada pela TENSÃO DE SUPERFICIE registada nos alvéolos e pelas FORÇAS ELÁSTICAS do tecido pulmonar (elastina e colagénio).
· Interface entre um líquido e um gás - tendência das moléculas superficiais se manterem mais coesas (não há moléculas na fase gasosa para atraí-las);
· Na superfície da solução em contato com o ar, desenvolve-se tensão superficial que induz as moléculas a manterem a menor área possível de contato com a região gasosa;
· Lei de Laplace - é de se esperar que pequenas bolhas descarreguem todo o seu conteúdo nas bolhas maiores (raio da esfera menor imprime uma grande pressão interna).
· O exemplo de uma bolha de ar em água é importante para os pulmões, na medida em que uma fina camada de água cobre a superfície interna do alvéolo que está preenchido por ar;
· Alvéolos que se comunicam O que acontece?
· A tensão superficial tende a originar uma constrição dos alvéolos e de outras vias aéreas o que contribui, em grande parte, para o recolhimento elástico dos pulmões (tende a forçar os ares para fora dos alvéolos e levar ao colapso pulmonar - atelectasia).
· SURFACTANTE PULMONAR: reduz a tensão superficial dos fluidos pulmonares, promovendo o equilíbrio e a capacidade de distensão dos alvéolos (complacência).
· O surfactante ajuda a manter as taxas de insuflação e desinsuflação dinamicamente ajustadas.
· Mantém o tamanho alveolar relativamente uniforme durante o ciclo respiratório. Caso isso não se verificasse ocorreriam desequilíbrios da ventilação que impediriam uma difusão gasosa eficiente.
•Capilaridade
· Num líquido as moléculas não só exercem forças entre elas (forças de coesão) como também forças entre elas e as paredes do recipiente (forças de adesão);
· O conjunto de forças entre sólido-líquido-gás é responsável pelo fenómeno de capilaridade (propriedade física que os fluidos têm de subir ou descer em tubos extremamente finos). A superfície curva é designada por menisco.
· Quando temos um tubo capilar (extremamente finos) mergulhado num líquido, duas situações podem acontecer:
· Se o líquido molha o vidro observa-se uma elevação do líquido no tubo, até que uma posição de equilíbrio é atingida. Menisco côncavo
· Se o líquido não molha o vidro observa-se uma descida do líquido no tubo, até que uma posição de equilíbrio é atingida. Menisco convexo
· Devido à relação entre forças de coesão e forças de adesão, cada par liquido/material (recipiente) temum ângulo de contacto Ө específico (medida quantitativa definido como o ângulo entre as linhas de superfície líquido-vapor e da superfície líquido-sólido).
· ângulo de contacto Ө é formado pela tangente à superfície líquida com a superfície sólida.
· Dependendo da energia livre de contacto vapor-líquido, vapor-sólido e liquido-sólido, assim varia o ângulo de contacto:
· Quando: 
· σ SG > σ SL
· F adesão > F coesão
· 0º < ϴ < 90º - o líquido molha o contentor (molha o vidro e sobe no capilar); Exemplos: sangue; água-vidro (ϴ=0º) - menisco côncavo.
· Quando: 
· σ SG < σ SL
· F adesão < F coesão
· 90º < ϴ < 180º - o líquido não molha o contentor (há uma descida do líquido no interior do tubo);
· Exemplos: mercúrio-vidro (ϴ=140º) - menisco convexo
· O ângulo de contacto determina o tipo de bolha que um líquido forma numa superfície; 
· Quanto menor for o ângulo de contacto, menor é a altura da bolha de líquido.
•Aplicações da Lei de Laplace: Mecânica pulmonar
· O estudo das embolias capilares gasosas baseia-se na fórmula de Laplace.
· Vamos supor que num tubo capilar existe uma bolha de ar;
· Esta bolha de ar separa 2 superfícies livres do líquido;
· O líquido que estamos a usar molha a parede do tubo;
· O líquido encontra-se em repouso.
· Quando temos um sistema deste tipo, várias situações podem suceder
· Esta diferença de pressão representa o valor máximo de pressão que o êmbolo gasoso é capaz de suportar. 
· Se P1 continuar a aumentar de modo a ultrapassar o valor anterior, a interface ar-líquido desse lado toma a forma côncava em relação a P1, o que significa que o êmbolo se desfaz.
· R do tubo:
· Se R for muito pequeno, a diferença de pressão entre os extremos do êmbolo (P1 -P2 ), antes de ocorrer o desfazer do êmbolo, atinge valores elevados; 
· Quando a diferença de pressão entre os extremos de êmbolos associados em série aumenta, os raios de curvatura das calotes esféricas têm comportamentos diferentes: 
· Os raios de índice impar tendem para o infinito; 
· Os raios de índice par tendem para o raio do tubo.
Hidrodinâmica
· É a parte da física que estuda os fluídos em movimento;
· FLUIDO IDEAL:
· Fluxo estacionário (ou laminar) - velocidade constante; 
· Fluído incompressível, ρ = constante;
· Fluído não viscoso, não havendo forças dissipativas (sem atrito);
· Fluxo não turbulento (nenhuma partícula no fluído apresenta movimentos de rotação).
· Fluído compressível – a densidade do fluído varia, em movimento; 
· Fluído incompressível – a densidade do fluído não varia.
A simplificação de fluxo sem perdas energéticas por fricção muitas vezes não pode ser assumida! Os líquidos reais, têm resistência ao movimento e à deformação por terem viscosidade ou atrito interno.
Viscosidade ou Atrito interno é a propriedade física que caracteriza a resistência de um líquido ao movimento e à deformação, a uma dada temperatura. Resulta das forças de atração de Van der walls, que existem entre as partículas do líquido e que se opõem aos movimentos relativos das moléculas vizinhas. 
Efeito semelhante, mas menos intenso, ocorre com os gases em movimento visto que as moléculas dos gases se movimentam muito mais livremente do que as dos líquidos.
Com o aumento da temperatura, a energia cinética média das moléculas torna-se maior e consequentemente o intervalo de tempo médio no qual as moléculas passam próximas umas das outras torna-se menor. Assim, as forças intermoleculares são menos efetivas e a viscosidade diminui com o aumento da temperatura.
· Na prática clínica:
· Febre – diminui a viscosidade do sangue; 
· Arrefecimento das extremidades – aumenta a viscosidade do sangue.
· Regimes para o escoamento dos líquidos segundo a sua velocidade:
· Regime Laminar ou estacionário para o caudal de um líquido é caracterizado pelo facto das linhas de corrente de campo de velocidade das partículas serem linhas que nunca se cruzam (linhas paralelas umas às outras e ao recipiente/ tubo que contém o líquido), a velocidade num ponto qualquer é constante em relação ao tempo. Num regime laminar, o interior de um líquido é constituído por lâminas muito finas, cilíndricas e concêntricas, deslizando umas sobre as outras.
· Regime Turbulento – o líquido não se move em linhas paralelas às do tubo mas de forma irregular, ocorrendo movimentos perpendiculares ao eixo do tubo.
· Se não existir uma força constante de módulo igual ao atrito, o líquido para.
· Na prática clínica:
· Num regime laminar, o trabalho realizado pelo coração é utilizado para vencer os atritos do próprio sangue e comunicar energia cinética a este, não tendo qualquer contribuição o atrito do sangue com as paredes. Contudo, numa situação de regime turbulento, o trabalho das forças de fricção do líquido com a parede têm valor significativo.
· A energia mecânica dos líquidos em movimento assenta nestes conceitos e pode ser explicada essencialmente por:
· Lei de Continuidade; 
· o Teorema de Bernoulli; 
· o Lei de Poiseuille.
	
	
· Conservação da energia mecânica – Teorema de Bernoulli
· Líquidos ideais, ou seja, líquidos sem atrito interno (onde não ocorrem forças de coesão entre as moléculas - com viscosidade nula), quando se deslocam num tubo cilíndrico, sem entradas nem escoadouros, apresentam conservação da energia mecânica (Emec) ao longo de todo o seu percurso (Emec = constante ao longo do sistema). Nota: Energia calorífica desprezada porque não há atrito.
· As energias envolvidas são:
· Ec = ½ m v2 (Energia cinética, m= massa e v= velocidade); 
· Epg = mgh (Energia potencial gravítica; g =aceleração da gravidade, h= altura); 
· Epp = PV (Energia potencial de pressão; P= pressão; V= volume)
· Sendo um líquido ideal em deslocamento, a energia mecânica é constante ao longo do deslocamento:
· Ec + Epg + Epp = E mec total = Constante
· “Na situação ideal de um líquido sem viscosidade, a soma das energias potencial e cinética de um líquido em movimento, expressas em unidade de massa ou volume, é constante, sendo o decréscimo de uma acompanhado do correspondente aumento da outra, traduzindo a aplicação da conservação de energia aos líquidos ideais.”
· Ec + Epg + Epp = E mec total = Constante
· No movimento lamelar de um fluido perfeito incompressível, a soma da cota com a das alturas representativas da pressão e da velocidade é a mesma em todos os pontos do fluido. ► Este teorema constitui a lei fundamental da hidrodinâmica
· Teorema de Bernoulli – Aplicações:
· Este teorema pode ser aplicado ao sistema circulatório dos animais para comparar pressões e velocidades em segmentos do mesmo caudal.
· Pode-se usar o teorema para saber se num segmento estreito da aorta: 
· A velocidade é maior que no segmento normal;
· A pressão contra a parede é menor.
· NOTA: Não se pode usar o Teorema de Bernoulli para comparar pressões entre a artéria ilíaca esquerda, por exemplo, e a aorta, simplesmente porque o caudal não é o mesmo. Assim a equação de Bernoulli pode ser aplicada a segmentos de artérias ou veias com raios diferentes, mas com caudal igual.
· Um exemplo da aplicabilidade do teorema de Bernoulli é o mecanismo de formação de um aneurisma.
· Por alguma razão patológica, um segmento de um vaso arterial começa a dilatar-se. Num aneurisma da aorta, o caudal é o mesmo na aorta e no aneurisma (Qaorta=Qaneurisma), mas a velocidade é menor no aneurisma e a pressão hidrostática aumenta, o que leva o aneurisma a dilatar-se mais, fazendo com que a velocidade diminua ainda mais e sucessivamente, levando à rutura da artéria (se não tratado).
· No caso dos líquidos reais:
· O teorema de Bernoulli pode também aplicar-se a líquidos reais como teorema da conservação da energia total (mecânica + calorífica)
· O valor de viscosidade é diferente de zero (η ≠ 0). Existe atrito interno, ou seja, as forças de coesão intermoleculares e a interação entre as partículas do líquido não são desprezíveis;
· O sangue está longe de ser um líquido ideal dado que temuma viscosidade 2 a 4,5 vezes maior que a água. E a água já tem um determinado grau de viscosidade;
· A grande parte dos fluidos biológicos apresenta viscosidade (sangue, linfa, secreções, etc).
· η - letra eta, símbolo de viscosidade
· A viscosidade (η) ou atrito interno é devido às forças de atração internas (van der Walls) que se opõem aos movimentos entre moléculas vizinhas.
· A unidade da viscosidade de um líquido, ou coeficiente de viscosidade é o Poise.
· 1 Poise = 0,1 N.s/m² = 0,1 Pa.s 
· 1 Poiseuille = 10 Poise = 1 N.s/m² (Unidade S.I.)
· Viscosidade e Temperatura:
· De um modo geral, a viscosidade de um líquido decresce com a temperatura se não ocorrerem mudanças de estado ou alterações químicas. Os líquidos tornam-se mais viscosos com a diminuição da temperatura. Quando a temperatura corporal diminui, a viscosidade do sangue aumenta, aumentando a resistência do fluxo (diminui caudal), e há inativação dos sistemas enzimáticos de metabolismo (em casos de choque).
· Na prática clínica: É importante monitorizar e controlar a temperatura corporal!!
· Lei de Poiseuille
· Num fluxo em regime laminar, pode supor-se o líquido dividido em camadas (lâminas) adjacentes, que deslizam umas sobre as outras e não se misturam, paralelas entre si e cada camada possui a sua velocidade.
· Devido ao efeito da viscosidade, as lâminas de um fluído são movidas com velocidades diferentes, quando se aplica uma força F tangente à área A. A lâmina superior tem velocidade maior que as demais.
· Quando o fluido circula em tubos cilíndricos, a velocidade é nula junto às paredes do tubo e é máxima no eixo do tubo. Entre a parede do tubo e o eixo do tubo a velocidade varia progressivamente (de uma forma não linear, segundo uma equação parabólica para cada secção cilíndrica – velocidade radial).
· O movimento dos líquidos em tubos muito estreitos foi estudado por Poiseuille que começou por considerar o movimento do sangue através das veias e artérias do corpo. Designa-se por CAUDAL (Q) de um líquido, o volume de líquido que atravessa uma secção do tubo por unidade de tempo (segundo):
· Assim, o fluxo (Q) através de um vaso sanguíneo é determinado principalmente por dois fatores:
· A diferença de pressão entre as duas extremidades de um vaso; 
· A resistência vascular, que é o impedimento ao fluxo sanguíneo.
· Resistência da circulação sanguínea:
· Resistência Periférica Total (RPT) – é a resistência oferecida ao caudal sanguíneo por toda a rede vascular periférica; 
· Unidade de Resistência Periférica (URP) – é a resistência de um sistema que, quando sujeito à diferença de pressão de 1 mmHg, é atravessado por um caudal de 1 ml/s.
· R= ΔP / Q (unidades: URP)
· Fluxo sanguíneo (caudal): É a quantidade de sangue que passa num determinado ponto da circulação, num determinado período de tempo. Este normalmente é expresso em ml ou l/m ou ml/s.
· Aplicações da Lei de Poiseuille Sistema cardiovascular
· Tendo em consideração a lei de Poiseuille e a resistência hidrodinâmica:
· Existe uma queda de pressão ao longo do sistema que é reflexo da resistência do próprio sistema ao fluxo sanguíneo. Se o sangue se movimentar no sentido de 1 para 2, logo a pressão em 1 terá que ser superior à pressão em 2.
· Nos capilares, a área total aumenta muito logo, a velocidade do sangue nos capilares vai diminuir proporcionalmente. Em 2, quando os capilares se voltam a juntar, há uma diminuição da área, o que leva a um aumento da velocidade.
· Em condições normais, o caudal do sangue é laminar ou intermédio mas há exceções fisiológicas:
· O controlo do caudal sanguíneo é efetuado à custa de CONSTRIÇÃO/ DILATAÇÃO VASCULAR o que leva ao aparecimento de regime turbulento (exemplo: válvulas cardíacas);
· Durante o exercício físico, devido ao aumento considerável da velocidade do sangue, ocorre regime turbulento;
· Em condições patológicas: alterações na parede vascular (estenoses, trombos) em que há diminuição do diâmetro, ocorrendo aumento da velocidade e o NR atinge valores acima de 3000.
· Para um mesmo caudal, se o raio diminuir, a velocidade critica vai aumentar, uma vez que é inversamente proporcional ao raio! Acima de uma velocidade critica, o fluxo laminar ordenado, é perturbado e transforma-se em fluxo turbulento.
· Caudal crítico (Qc) = A x Vc
 = πR2 x K x 1/R
 = (πK) x R
· Pela equação podemos verificar que o caudal crítico varia em proporcionalidade direta com o raio
· Complacência dos vasos sanguíneos
· A complacência ou capacidade (C) de um vaso sanguíneo é definida como sendo a quantidade total de sangue (ΔV) que pode ser armazenado numa porção do vaso (ou zona do sistema circulatório) por cada mmHg que se incremente, isto é, por unidade de variação de pressão (ΔP).
· C= ΔV/ ΔP
· A complacência de um vaso ou sistema está relacionada com o seu tamanho e com a elasticidade das suas paredes (quanto maior o seu volume inicial e a elasticidade das suas paredes, maior a complacência).
· (Atenção: não confundir complacência com distensibilidade -> complacência = distensibilidade x volume)
· As veias têm uma maior complacência que as artérias, desempenhando um papel crucial no armazenamento de quantidades extra de sangue (reservatórios de volume) e no rápido controlo do débito cardíaco. As artérias são reservatórios de pressão.
· A complacência dos vasos está relacionada também com a sua composição e estrutura (variações nas quantidades de elastina, musculo e colagénio).
· PRESSÃO SANGUÍNEA
· As unidades de Pressão Sanguínea usadas em medicina veterinária são os milímetros de mercúrio (mmHg), por causa do manómetro de mercúrio.
· Resulta da força exercida pelo sangue por unidade de área da parede do vaso.
· Quando se diz que a pressão é de 100 mmHg, significa que a força exercida é suficiente para elevar uma coluna de mercúrio até à altura de 100 mmHg.
· PRESSÃO ARTERIAL SISTÓLICA: 
· Maior pressão nas artérias sistémicas, verificada quando o sangue é impulsionado na aorta (SÍSTOLE). 
· PRESSÃO ARTERIAL DIASTÓLICA: 
· Menor pressão verificada durante a fase de repouso do coração (DIÁSTOLE).
· MÉTODOS DE MEDIÇÃO DA PRESSÃO SANGUINEA:
· Auscultatório (cuff oclusivo + manómetro de pressão + auscultação): Pressão do cuff superior à da pressão sistólica (oclusão completa da artéria (cães e gatos: artéria radial));
· A pressão sistólica é determinada quando o primeiro som é escutado - diminuição da pressão do cuff abaixo da pressão sistólica;
· A pressão diastólica é determinada na ausência de som - diminuição da pressão do cuff abaixo da pressão diastólica.
· MÉTODO OSCILOMÉTRICO: Uso de um aparelho que permite gravar e registar as variações de pressão, à medida que um cuff é insuflado. Semelhante ao método Auscultatório contudo utiliza-se um sensor de pressão eletrónico.
· Biofísica de Membranas
· A membrana plasmática atua como uma barreira de permeabilidade que mantém um meio químico apropriado para os processos metabólicos intracelulares, regula o volume citoplasmático e veicula informação sob a forma de sinais químicos e elétricos.
· A membrana celular é formada por: 
· Uma fina bicamada lipídica (7,5 a 10 nm), que forma o esqueleto membranar, impermeável à maioria das moléculas;
· Um grande número de moléculas proteicas, que são determinantes funcionais essenciais (incluindo proteínas de transporte membranar);
· Carbohidratos (glicocálice) - participam na adesão entre células, nas reações imunológicas e atuam como recetores.
· Organização estrutural da membrana plasmática
· FUNÇÕES:
· A dupla camada fosfolipídica não é miscível nem com o fluido extracelular nem com o fluido intracelular.
· Constitui uma barreia ao movimento da maioria das moléculas de água e substâncias hidrossolúveis entre os compartimentos dos fluidos intra e extracelular.
· A membrana plasmática funciona como uma barreira física e seletiva. A maioria dos processos vitais depende das trocas que ocorrem através das membranas.
· O transporte através da membrana celular, pela dupla camada lipídica oupor proteínas, ocorre através de dois processos: DIFUSÃO (transporte passivo) ou TRANSPORTE ACTIVO.
· Transporte passivo Difusão: Simples; Facilitada
· Osmose
· Transporte ativo: Primário, Secundário
· Endocitose Por recetores Pinocitose, Fagocitose
· Exocitose
· As moléculas lipófilas, de menor peso molecular e apolares podem atravessar a membrana através da bicamada fosfolipídica, enquanto moléculas hidrófilas, de maior peso e polares só atravessam a membrana por intermédio da ação de proteínas transportadoras.
· Transporte Passivo 
· Difusão Simples: Movimento de substâncias sujeitas unicamente à energia cinética intrínseca das moléculas. É o mecanismo mais simples de tráfego molecular através da membrana.
· Mecanismo de transporte passivo de partículas em solução, onde o movimento ocorre da região de maior concentração para outra de menor concentração, ou seja, a favor do gradiente de concentração, até que se atinja o equilíbrio. - Movimento cinético de moléculas através de uma abertura da membrana ou de espaços intermoleculares, sem a necessidade de ligação a proteínas de transporte da membrana (mas dependente da permeabilidade e da área de difusão).
· Difusão. as moléculas de soluto fluem, ou difundem-se, até atingirem um estado de equilíbrio.
· Taxa de difusão ou densidade de corrente (Js) é determinada por: 
· quantidade disponível de substância (concentração); 
· velocidade do movimento cinético (coeficiente de difusão da substância);
· número de aberturas na membrana celular através das quais as moléculas se movem (área de difusão)
· Taxa de difusão ou densidade de corrente (Js) pode ocorrer através de dois mecanismos: 
· através do interstício da dupla camada lipídica; 
· através dos canais de água em algumas proteínas de transporte.
· Na prática clínica:
· No pulmão e no intestino, onde a difusão é importante para a troca de substâncias entre os meios interno e externo, a área de difusão é grande (intestino longo com vilosidades e estas com microvilosidades; grande área total dos alvéolos pulmonares) e a distância a percorrer pequena (barreira intestino-sangue pouco espessa).
· Devido à lentidão da difusão para distâncias macroscópicas, os organismos multicelulares desenvolveram sistemas circulatórios (ex: sangue, transporte axonal) que asseguram um movimento rápido de partículas para longas distâncias. A difusão proporciona o movimento de partículas entre células e sangue.
· Para a maioria dos solutos, os coeficientes de permeabilidade são cerca de um milhão de vezes inferiores aos coeficientes de difusão. Uma vez que a permeabilidade é uma propriedade da membrana, diferentes tipos de células têm diferentes constantes de permeabilidade para a mesma substância.
· A concentração do soluto no interior da membrana de espessura Δx é uma função linear com a distância percorrida no interior desta e ao longo do gradiente de concentração, logo, é dada pela equação da recta y = mx+b, tomando a forma de C = mx + Ci, sendo m o declive ou gradiente de concentração.
· C – concentração num ponto no interior da membrana
· m – declive ou gradiente de concentração 
· Ci- concentração inicial junto à membrana
· A velocidade efetiva (da definição de permeabilidade) é determinada por: 
· Permeabilidade da membrana; 
· Diferença de concentração da substância difundida nos dois lados da membrana; - Diferença de potencial elétrico;
· Diferença de pressão;
· Muitas substâncias podem difundir-se através da membrana num determinada direção, ou noutra, mas o que costuma ser importante é a velocidade efetiva de difusão de uma substância na direção desejada.
· LIPOSSOLUBILIDADE (oxigénio, dióxido de carbono, ácidos gordos e hormonas esteroides é muito elevada):
· Um dos fatores mais importantes que determina o quão rápido uma substância se move através da membrana lipídica é a sua lipossolubilidade. Por exemplo, a solubilidade lipídica do oxigénio, dióxido de carbono, ácidos gordos e hormonas esteroides é muito elevada, assim todos eles se dissolvem diretamente na dupla camada e difundem-se através da membrana celular da mesma forma que a difusão ocorre numa solução aquosa.
· A membrana é permeável ao solvente mas impermeável ao soluto;
· - PA = PB (P= pressão hidrostática) 
· A água tende a difundir-se através da membrana, da solução menos concentrada para a mais concentrada, através de OSMOSE (diferenças de pressão osmótica entre os solutos separados por membranas).
· Nota: a solução menos concentrada em soluto, terá uma maior concentração de água, como tal, a água move-se espontaneamente através da membrana das regiões de maior concentração de água para as de menor concentração.
· PRESSÃO OSMÓTICA (𝜋):
· Pressão que deve ser aplicada sobre uma solução em contacto com o solvente puro através de uma membrana semipermeável, para impedir a osmose, ou seja, a força de pressão hidrostática por unidade de área que é necessária para equilibrar a resultante das forças de difusão do solvente, através da membrana.
· A pressão osmótica exercida pelas partículas em solução é determinada pelo número de partículas por unidade de massa ou volume de solvente, porque cada partícula em solução exerce, em média, a mesma pressão sobre a membrana, independentemente da sua massa.
· As propriedades físicas de soluções, aquosas ou não, que dependem única e exclusivamente do número de partículas de soluto e que, pelo contrário, não dependem do solvente, como é o caso da pressão osmótica, dizem-se coligativas.
· Por exemplo, 1M solução de glicose tem 1 osm por litro; 1M de solução de NaCl contém 2 Osm de solutos por litro de solução.
· Como a pressão osmótica exercida por um soluto é proporcional à concentração do soluto em número de moléculas ou iões, a unidade que exprime a concentração em termos de número de partículas designa-se osmole.
· Importância o número de partículas osmóticas (Concentração Molar) na determinação da pressão osmótica
· Consequentemente, o fator que determina a pressão osmótica de uma solução é a concentração da mesma em termos do número de partículas (=concentração molar, nas moléculas não dissociáveis), e não em termos da massa de soluto.
· A água é de longe a substância mais abundante que se difunde através da membrana celular. Atendendo aos eritrócitos, normalmente, a água difundese em ambas as direções através dos mesmos, por segundo, numa quantidade de 100 vezes o volume da própria célula, existindo um mecanismo balanceado que mantém constante o volume celular.
· Podem ocorrer situações nas quais existe uma alteração da concentração da água ou de outras substâncias que originam um aumento ou diminuição do volume celular, dependendo da direção de difusão.
· Osmolaridade Vs Tonicidade
· A osmolalidade expressa-se em osmoles por quilograma de água. Devido à dificuldade da medição em quilogramas de água em solução, por motivos de ordem prática utiliza-se geralmente o termo osmolaridade que exprime a osmolaridade em osmoles por litro de solução.
· Solução isosmótica - concentração de solutos por unidade de volume igual a uma solução padrão, independentemente da natureza do soluto (para o fluido extracelular, esse valor é de 290 mOsmol.L-1). Dois meios (soluções) separados por uma membrana semi-permeável que exerçam a mesma pressão osmótica.
· Solução hiperosmótica ou hiposmótica - concentração de solutos, respetivamente, maior (>290 mOsmol.L-1) ou menor (<290 mOsmol.L-1) em relação à solução referência, independentemente da natureza dos solutos.
· HIPEROSMÓTICO: diz-se de uma solução que exerce maior pressão osmótica, relativamente a outra solução. 
· HIPOSMÓTICO diz-se da solução que exerce menor pressão osmótica, relativamente a outra solução.
· A tonicidade de uma solução refere-se à tendência do volume celular para diminuir ou aumentar quando as células são colocadas em solução e é atingido um novo equilíbrio osmótico.
· Solução isotónica - concentração extracelular de solutos impermeantes (isto é, incapazes de atravessar a membrana plasmática)igual à intracelular (290 mOsmol.L-1), não havendo variação do volume celular. Uma solução diz-se ISOTÓNICA com uma célula se ambas têm a mesma pressão osmótica, isto é, a célula não altera o seu volume.
· Solução hipertónica ou hipotónica quando esta é, respetivamente, superior ou inferior a 300 mOsmol.L-1 e causa, portanto, retração ou expansão celular por osmose.
· Uma solução diz-se HIPERTÓNICA com uma célula se possui maior pressão osmótica, isto é, a célula ‘perde’ água para o meio e enruga.
· Uma solução diz-se HIPOTÓNICA com uma célula se possui menor pressão osmótica, isto é, a célula ‘suga’ água do meio e incha.
· A concentração de cloreto de sódio no plasma sanguíneo dos animais é aproximadamente de 0.9%. Os glóbulos vermelhos, em equilíbrio isotónico, assumem a forma de discos, relativamente côncavos no centro.
· Os eritrócitos, quando colocados num solução hipertónica, tendem a perder a água interior e ficam plasmolisados (“encolhem”). Num plasma (ou uma solução salina) hipotónico, ocorre a entrada de água através da membrana, e os eritrócitos, ficam túrgidos, tornam-se esféricos (“incham”).
· Em situações extremas, quando o meio apresenta uma concentração salina de 0,5%, as forças internas de tensão superam as forças de coesão entre os fosfolípidos membranares, e a membrana rebenta, designando-se este fenómeno de hemólise.
· NOTA: Os solutos permeantes não interferem na tonicidade.
· O volume da célula é apenas determinado pela concentração de solutosi mpermeantes; 
· Os solutos permeantes causam apenas alterações transitórias no volume celular;
· As alterações transitórias são tanto mais rápidas quanto maior a velocidade de difusão do soluto permeante.
· APLICAÇÕES DA EQUAÇÃO DE KEDEM-KATCHALSKY Equilíbrio de STARLING nas membranas biológicas:
· Circulação sanguínea: O fenómeno de Starling colocou a hipótese de ocorrerem fluxos de água, através das paredes dos capilares (venosos e arteriais), produzidos por forças opostas de pressão hidrostática e de pressão osmótica.
· Pressão hidrostática dos capilares e pressão osmótica do espaço extravascular – favorecem a saída de água do capilar. 
· A pressão hidrostática do espaço extravascular e a pressão osmótica do sangue (arterial e venoso) favorecem a entrada de água no capilar.
· PRESSÃO ONCÓTICA: Pressão osmótica exercida no plasma unicamente devida às proteínas plasmáticas. As proteínas do plasma são uma mistura de albumina, globulinas e fibrinogénio. A albumina é a proteína que mais contribui para a manutenção da pressão oncótica (π = 21,8 mmHg).
· Se a pressão oncótica diminui, que acontece?
· há um favorecimento da saída de água do espaço intravascular para o extravascular – EDEMA
· desfavorece a entrada de água.
· Transporte mediado por proteínas: O transporte de solutos polares e iões através de uma membrana celular realiza-se por intermédio de proteínas membranares intrínsecas. Este transporte designa-se por transporte mediado. Tem como características básicas:
· Ser mais rápido do que aquele que seria de esperar por difusão simples de uma molécula com peso molecular e solubilidade similares; 
· Apresentar saturação;
· Apresentar especificidade estereoquímica;
· Apresentar cinética competitiva, isto é, moléculas estruturalmente semelhantes podem competir pelo sistema de transporte;
· Ser suscetível de inibição (diminuição da afinidade da proteína de transporte).
· O transporte mediado classifica-se, sob o ponto de vista termodinâmico, em ativo e passivo. As principais diferenças são a bidirecionalidade do transporte passivo e o gasto energético do transporte ativo. As proteínas de transporte podem ser divididas em 2 grupos principais: canais e transportadores.
· Difusão facilitada: A substância assim transportada difunde-se através da membrana graças à ajuda proporcionada por uma proteína transportadora específica. Isto significa que: o transportador facilita a difusão da substância para o outro lado da membrana, de acordo com o gradiente de concentração. A difusão facilitada é determinada por: 
· a) Gradiente de concentração;
· b) Número de proteínas transportadoras; 
· c) Velocidade de interação soluto-proteína transportadora; 
· d) Velocidade de alteração conformacional da proteína transportadora.
· Apesar da velocidade de difusão através do canal aberto/proteína transportadora aumentar proporcionalmente com a concentração da substância a ser difundida, na difusão facilitada a velocidade de difusão aproxima-se do valor máximo, denominado Vmax quando a concentração da substância aumenta. A difusão facilitada caracteriza-se pela: 
· Saturação do transporte;
· Dependência da temperatura (fluidez);
· Competição com antagonistas.
· Mecanismo bidirecional;
· NOTA: A velocidade com que as moléculas podem ser transportadas por esse mecanismo nunca pode ser maior do que a velocidade com que a molécula proteica transportadora pode sofrer alterações de conformação, em ambas as direções, entre os seus dois estados.
· Entre as substâncias mais importantes que atravessam a membrana celular por difusão facilitada, estão a glicose e a maioria dos aminoácidos.
· No caso da glicose, a molécula transportadora tem um peso molecular de aproximadamente 45000u; e consegue transportar também outros monossacarídeos, com estruturas semelhantes à da glicose, incluindo, especialmente, a galactose. A insulina aumenta a velocidade da difusão facilitada da glicose de 10 a 20 vezes.
· A quantidade de glicose passível de se difundir para o interior da maioria das células, na ausência de insulina, à exceção dos hepatócitos e neurónios, é insuficiente para o metabolismo energético.
· Transporte Ativo - Primário – Secundário
· Consiste no movimento de moléculas ou iões contra o gradiente de concentração (ou de pressão ou de potencial elétrico), com gasto de energia.
· Muitas vezes é necessário manter uma elevada concentração de uma substância no interior de uma célula, apesar da sua concentração no exterior ser inferior (ex: iões de potássio), sendo o contrário também verdadeiro (ex: iões de sódio). Nenhum destes efeitos pode ocorrer através de um processo de difusão. Assim a célula necessita de gastar energia para fazer difundir uma substância contra um determinado gradiente.
· A energia consumida pode ser fornecida diretamente pelo trifosfato de adenosina (ATP), ou outros fosfatos de alta energia (transporte ativo primário) ou por um gradiente transmembranar previamente estabelecido de um segundo soluto (transporte ativo secundário).
· Em ambos os casos, o transporte depende de proteínas transportadoras como acontece com a difusão facilitada. No entanto, no transporte ativo, a proteína transportadora funciona de maneira diferente do carregador da difusão facilitada, pois esta é capaz de conferir energia à substância transportada para que ela possa movimentar-se contra gradiente eletroquímico.
· Primário- Bomba Sódio-Potássio:
· Mecanismo de transporte ativo no qual os iões de sódio são bombeados para fora da célula ao mesmo tempo que os iões de potássio são bombeados para o interior da mesma. Este sistema está presente em todas as células do organismo sendo responsável por: 
· 1. Manutenção das diferentes concentrações de sódio e de potássio através da membrana celular; 
· 2. Controlo do volume das células no organismo, sem o qual a maioria delas turgescia, e rebentaria; 
· 3. Origem do potencial elétrico negativo no interior das células.
· A proteína transportadora é um complexo separado de duas proteínas. A proteína maior tens três características principais:
· Três recetores de ligação para os iões sódio, na porção da proteína orientada para o interior da célula; 
· Dois recetores para o potássio no exterior da células;
· Um local de atividade ATPase, junto aos recetores de sódio.
· Quando três iões de sódio se ligam no interior da proteína transportadora, a função ATPase da proteína fica ativada.
· Ocorre fosforilação da proteína transportadora pelo ATP;
· Esta energia causa alteração da conformação da proteína transportadora, diminuindoa afinidade para o Na+ e aumentando a do K+; os três iões Na+ são libertados para o exterior da célula;
· Dois iões K+ ligam-se do lado exterior da proteína e, após o regresso à conformação inicial, são libertados no citoplasma.
· Secundário:
· Utilizada a energia potencial química armazenada num gradiente de concentração de outro soluto, geralmente um ião.
· O fluxo de iões a favor do gradiente fornece a energia necessária para o transporte ativo contra-gradiente do soluto.
· As proteínas de transporte secundário têm um local de ligação para o soluto transportado ativamente mas também um local de ligação alostérica para o ião (geralmente o Na+, mas também pode ser o HCO3-, o Cl- ou o K+).
· Se o movimento do soluto e do ião ocorrem na mesma direção, este designa-se por simporte (ou co-transporte). Se ocorrer em direções opostas, trata-se de um antiporte (ou contra-transporte).
· Exemplos: • Co-transportador de Na+ - glicose (forma de absorção intestinal da glicose); • Co-transportador Na+ - K+ – 2 Cl- (importante na reabsorção de solutos nos túbulos renais); • Trocador Na+ - Ca2+ (entrada de sódio e saída de cálcio).
· Endocitose: Pinocitose – Fagocitose
· Endocitose é o processo que permite a entrada de material para a célula sem atravessar a sua membrana celular que requer energia metabólica (ativo)
· Ocorre quando regiões da membrana plasmática se invaginam e formam vesículas intracelulares que encerram um pequeno volume de matriz extracelular. A maior parte das vesículas endocíticas fundem-se com lisossomas primários, constituindo os lisossomas secundários onde o conteúdo da vesícula é digerido.
· Exocitose:
· Exocitose ocorre quando vesículas intracelulares se fundem com a membrana plasmática; é uma forma de adicionar componentes à membrana plasmática e uma via pela qual moléculas impermeáveis (como proteínas sintetizadas pelas células) podem ser libertadas para o fluído extracelular. A libertação de neurotransmisores dos terminais axonais ocorre por exocitose