PROVA DE BIOFÍSICA - BIOFÍSICA DOS SISTEMAS

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PROVA DE BIOFÍSICA 
 
 
 
 
 SISTEMA RESPIRATÓRIO 
O processo respiratório através de uma troca 
de ar com o meio atmosférico. Assegurando, 
assim, uma presença de oxigênio no sangue, 
necessária para reações metabólicas. 
É uma respiração intra e extracelular. 
Acontece com dois hemiciclos, com entrada e 
saída de alta entalpia. 
 
*Constituição & Funções: 
1) Porção condutora: umidifica, aquece e 
purifica o ar. 
- nariz e seios paranasais, faringe, traqueia, 
brônquios e bronquíolos terminais. 
2) Porção respiratória: trocas gasosas entre o ar 
e o sangue. 
- bronquíolos respiratórios, ductos alveolares e 
alvéolos pulmonares. 
3) Músculos da inspiração e expiração: 
Músculos inspiratórios: 
- diafragma: movimenta pra cima e para baixo. 
- esternocleidomastoíde: traciona o esterno 
para cima. 
- intercostais externos: elevam o gradil costal. 
- escaleno: elevam as duas primeiras costelas. 
Músculos expiratórios: 
-abdominais: baixam as costelas inferiores e 
elevam as vísceras abdominais. 
- intercostais internos: baixam o gradil costal. 
 
OBS: na inspiração, a cavidade torácica se 
expande, os músculos intercostais externos se 
contraem e o diafragma também. Já na 
expiração, a cavidade torácica se contrai, 
enquanto os músculos intercostais e o 
diafragma relaxam. 
*Mecânica Respiratória: 
-ventilação pulmonar 
-difusão de gases 
-transporte 
-regulação da ventilação 
 
O Pulmão é uma estrutura elástica 
que pode sofre colapso, mas isso 
não é uma regra. Esses 
permanecem expandidos graças a 
pressão pleural – acúmulo de 
energia elástica. A pressão nessa 
região é negativa e isso equilibra as 
forças intrapulmonares. Além disso, 
suas porções finais, como os 
bronquíolos são ramificados, 
aumentando, portanto, a superfície 
de contato. 
Essa distensão elástica do pulmão é 
auxiliada através da pressão 
pleural. Pleura é o tecido que 
reveste os pulmões, na qual há um 
liquido que facilita a 
movimentação pulmonar. Nessa 
região é mantida uma certa 
pressão, importante pra mecânica 
respiratória, negativa. Como a 
pressão atmosférica é positiva, a 
entrada de ar acontece de forma 
passiva porque há diferença de 
pressão entre os meios intra e extra. 
 
A contração e o relaxamento dos 
músculos esqueléticos criam 
mudanças de pressão do ar. 
Durante o repouso a pressão 
alveolar é igual a pressão 
atmosférica alveolar é igual a 
pressão atmosférica. Nessa 
inspiração essa pressão alveolar é 
menor que a atmosférica, 
permitindo assim que o ar entre. Em 
contrapartida, expiração a pressão 
alveolar é maior que a atmosférica, 
assim o ar sai. 
Biofísica da respiração 
Biofísica da circulação 
Biofísica da contração 
Biofísica do sistema renal 
 
 Destacamos três pressões nessa mecânica 
respiratória: 
* pressão intrapleural: sempre negativa. 
*pressão atmosférica: sempre positiva. 
*alveolar: próximo a zero, podendo atingir 
valores levemente negativos e positivos. 
*pressão transpulmoar: é a relação entre as 
pressões do pulmão- alveolar e intrapleural. 
 
O fluxo de ar para dentro e fora dos pulmões 
ocorre por causa das mudanças cíclicas na 
pressão intra-pleural e alveolar. 
 
#PNEUMOTÓRAX: ocorre quando o ar penetra no 
folheto intrapleural e a pressão que era negativa, 
torna-se positiva ou atmosférica. O tórax se dilata, 
mas o pulmão não acompanha. Assim, o 
movimento de inspiração é feito, mas o pulmão não 
consegue expandir-se, porque ao seu redor tem 
uma pressão positiva, formando uma barreira. 
 
*Tipos de fluxo: 
 
- Laminar: apresenta velocidade 
constante e um fluxo silencioso. Essa 
detecção é feita com ausculta, na 
anamnese. Uma entropia adequada. 
O liquido é escoado lentamente, 
dispondo-se em camadas 
concêntricas. O escoamento é mais 
rápido no centro e reduzido nas 
paredes devido ao atrito. É 
considerado normal. 
-Turbilhonar: sons audíveis e 
velocidade criticam, com entropia 
exagerada. O escoamento é rápido e 
distribui-se de forma irregular. Essa 
irregularidade também pode ser 
detectada através da ausculta 
pulmonar. 
 
 
#MEDIDORES ESPIRIOGRÁFICOS: serve 
para saber a capacidade pulmonar, o 
volume de ar inspirado durante um ciclo, 
o volume de reserva inspiratória, de 
reserva expiratória e residual (ar que não 
pode ser expulso do pulmão, para não 
colabar, fato que normalmente acontece 
por falta de surfactantes), capacidade 
pulmonar total, capacidade vital, 
capacidade inspiratória e capacidade 
funcional residual. 
O grau de expansão do pulmão em relação a 
pressão transpulmonar é denominado 
complacência, essa é inversamente proporcional à 
constante elástica. Doenças como fibrose está 
associadas a diminuição da complacência, na qual 
a parede dos alvéolos é substituída por tecido 
fibroso, reduzindo a capacidade de absorção de ar. 
Já o enfisema é associado ao aumento da 
complacência, onde há perda do tônus na parede 
dos alvéolos. 
 
*SURFACTANTE: auxilia na complacência 
pulmonar, é uma das ultimas substancias 
básicas produzidas na gestação, por isso recém 
nascidos prematuros, podem apresentar 
problemas respiratórios. 
 
 SISTEMA CIRCULATÓRIO: 
O coração é constituído por uma rede de 
artérias e veias, das quais a circulação 
sanguínea é direcionada a todo corpo. 
 
A circulação pulmonar é venosa, ou seja, rica 
em sangue venoso, enquanto a sistema é 
arterial. Essa ultima é direcionada para todas as 
partes do corpo e tem como função 
transportar nutrientes, metabólicos, gases, 
hormônios, auxiliar na termorregulação 
(homeostase) e regulação do equilíbrio ácido- 
base. 
 
*Componentes & Funções: 
 
- Artérias: transportam sangue sob alta pressão 
e velocidade. 
-Arteríolas: ramos finais do sistema arterial. 
-Capilares: responsáveis pelas trocas 
gasosas/fluídos. 
-Vênulas: coletam sangue dos capilares. 
-Veias: tem calibre maior, com fluxo sanguíneo 
mais lento. 
 
O nosso sistema circulatório é fechado, simples, 
funciona como um regime estacionário, com 
um sistema hidráulico e com vasos condutores. 
 
 
Acima do coração, o campo 
gravitacional é a contra a circulação 
arterial e a favor da venosa. Já 
abaixo do coração esse campo age 
de forma contrária, ou seja, a favor 
da circulação arterial e contra a 
venosa. 
 
 
*Regime Estacionário: 
Significa que o fluido que entra é 
igual ao que sai e permanece igual 
em todos os pontos. 
O volume de sangue que entra e 
sai é igual na pequena e grande 
circulação, assim como a 
quantidade de sangue 
movimentada a cada impulso do 
coração, nas duas circulações. 
- O volume de sangue ejetado do 
coração a cada sístole é de 165ml. 
Acima do coração: 
campo a favor da 
circulação venosa. 
Abaixo do coração: 
campo a favor da 
circulação arterial. 
A quebra do regime estacionário: 
 
-edema pulmonar: a quantidade de sangue na 
pequena circulação é maior que a quantidade 
que sai. 
-hemorragia: alteração no fluxo e na pressão. 
 
*Relação entre velocidade, fluxo, pressão e 
resistência do sistema vascular: 
- Pressão sanguínea: pressão exercida pelo 
sangue na parede do vaso sanguíneo. A 
pressão do fluido é uma forma de energia 
potencial, pois ele tem habilidade para 
executar um trabalho útil. 
- Resistencia: oposição ao fluxo sanguíneo. 
Atrito do sangue ao se escoar pelas paredes 
dos vasos sanguíneos. Está relacionada com o 
tamanho do vaso, viscosidade do sangue e 
diâmetro do vaso. 
Vale ressaltar que as pressões sanguíneas não 
são iguais em todo o sistema cardiovascular, 
pois se assim fossem, o sangue não fluiria, afinal 
o fluxo exige uma força propulsora que é 
gerada por meio da diferença de pressão. 
#ELETROCARDIOGRAMA: 
É o gráfico de registro das atividades elétricas 
do coração. Os traços representam diferenças 
de pontencial em mV/s- normalidade ou 
alteração dos músculos e nervoso do coração. 
-Onda
P: despolarização dos átrios. 
-Segmento PR: indica a velocidade de 
condução entre átrios e ventrículos. 
-Complexo QRS: despolarização ventricular. 
-Segmento ST: inatividade 
-Onda T: repolarização ventricular, 
recuperação do potencial estacionário. 
-Onda U: seguimento de onda T, potenciais 
tardios no inicio da diástole. 
 
 SISTEMA MUSCULAR 
O musculo é um biossistema que 
transforma energia elétrica 
potencial (energia das 
biomoléculas) em calor e trabalho 
mecânico. 
 
Cada musculo é constituído por 
fibras musculares de contração 
rápida (movimentos explosivos) e 
de contração lenta (atividade de 
resistência). Essas fibras podem ser: 
-Lisas: contração lenta. Presente na 
parede do intestino delgado, ducto 
biliar, ureteres, bexiga, trato 
respiratório, útero e vasos 
sanguíneos. 
 -Estriadas: contração rápida, 
formam músculos esqueléticos 
(contração voluntária) e cardíacos 
(involuntária). 
Cada fibra é formada por conjuntos 
de miofibrilas constituídas por feixes 
paralelos de proteínas (actina e 
miosina) que conferem ao musculo 
a capacidade de contrair e relaxar. 
-Sarcolema: membranas 
plasmáticas + vasos sanguíneos. 
-Sarcoplasma: é como o 
citoplasmas das fibras musculares. 
-Reticulo Sarcoplasmático: envolve 
as miofibrilas e é reservatório de 
cálcio. 
-Túbulos T: orifícios que 
potencializam os potenciais de 
ação. 
 
Os sarcomeros são unidades de contração, 
pacotes de filamentos proteicos de actina, 
associado à troponina e tropomiosina, 
intercalados com os filamentos espessos de 
miosina. É uma região que se estende em duas 
linhas. 
 
Cada polímero de actina liga fortemente ao 
íon Ca²+. No filamento fino existe o complexo 
troponina tropomiosina que regula a interação 
entre os filamentos finos e grossos do 
sarcomero. Inibe a contração (evita a 
contração involuntária desnecessária) 
quebrando o complexo actionomiosina. 
*Contração Muscular: 
Ocorre liberação dos íons de Calcio, elevação 
da concentração desse íon no sarcoplasma. 
Ligação do cálcio com o complexo troponina. 
- Catálise da ATPase: promove o deslocamento 
do filamento tropomiosina, permitindo 
interação actina/miosina. Os produtos da 
hidrólise do ATP se dissociam da miosina e a 
cabeça da miosina se move, puxando o 
filamento da actina que promove o 
deslizamento. 
- Término da Contração: 
1) Degradação da acetilcolina. 
2) Canais iônicos fecham-se. 
3) Repolarização da membrana. 
4) Diminuição da permeabilidade do retículo 
sarcoplasmático. 
5) Os íons cálcio são 
bombardeados de volta ao reticulo 
(gasto energético). 
6) Os íons são retirados das 
moléculas de troponina C, que 
volta a cobrir a conformação 
original. 
7) A tropomiosina volta a cobrir a 
região de encaixe de actina. 
8) Quebram-se os complexos 
miosina-actina. 
9) O complexo miosina ATP se 
reconstitui nas cabeças de miosina, 
pronto para um novo potencial de 
ação. 
 
*Músculo Estriado Cardíaco: tem 
fibra muscular similar a esquelética. 
- fibras com um ou dois núcleos. 
- retículo sarcoplasmático menos 
desenvolvido. 
- fibras unidas pelos discos 
intercalares – três dispostos de 
especialização da membrana 
(desmossomos, zona de adesão e 
junção comunicante) que facilitam 
essa comunicação e posterior 
contração. 
*Músculo Liso: células 
permanecem aderidas umas às 
outras pela rede de fibras 
reticulares. 
- actina e miosina se organizam de 
forma mais simples. 
- não se observa sarcômero. 
- os filamentos de actina prendem-
se aos corpos densos e 
permanecem enrolados. 
- não há túbulos-T e o retículo é 
pouco desenvolvido. 
-os íons cálcio são armazenados no 
meio extracelular. 
-durante a contração a célula e 
seu núcleo se deformam. 
 
A fadiga muscular é uma condição em que o 
músculo não é mais capaz de gerar ou 
sustentar a produção de potencia esperada. 
 
 SISTEMA RENAL: 
 Diariamente, nosso organismo trabalha 
para manter seu balanço hídrico, com o 
objetivo de chegar ao equilíbrio osmótico. O 
plasma é filtrado sessenta vezes por dia, com 
cerca de três litros desse plasma. Urinamos um 
litro por dia e o restante é reabsorvido pelos 
túbulos néfricos. 
 O sistema renal, portanto, tem como função 
remover os produtos da degradação para 
controle dos líquidos corporais. 
 
*Componentes & Funções: 
-Rim: produz glicose em jejum prolongado, 
produz eritropoietina. Auxilia no metabolismo 
do cálcio. 
As excretas são substâncias produzidas no 
metabolismo celular de proteínas e ácidos 
nucleicos (amônia, ureia e ácido úrico). 
-Néfrons: são unidades funcionais dos rins, 
túbulos contorcidos, microscópicos que filtram o 
sangue e produzem urina. 
 - capsula glomerular ou renal: envolve os 
glomérulos – rede capilar. 
 - túbulos renais: conjunto de tubos – formação 
de urina. 
 
O rim é o principal órgão de excreção. A urina 
é produzida pelo córtex renal. Os ureteres 
conduzem a urina para a bexiga, onde ela fica 
armazenada até sua saída pela uretra. 
 
#MECANISMOS BÁSICOS DA EXCREÇÃO: 
 Filtração glomerular reabsorção tubular 
 Secreção tubular 
 
 Excreção ducto coletor 
 
 
 
O plasma chega através da 
arteríola aferente, se ramifica em 
todos os capilares glomerulares e 
na região do glomérulo, Cápsula 
de Bowman e dos capitalres, onde 
acontece a filtração. Esse plasma 
contém água, íons, e diversas 
substancias que permanecem 
nessa cápsula por um tempo, mas a 
grande maioria delas volta, 
também, pelo capilar –arteríola 
aferente- que terá um contato 
íntimo por todo o contexto dos 
túbulos renais. Outras substancias 
saem desse contexto capilar e 
passam para a Cápsula de 
Bowman,fazendo o caminho dos 
túbulos néfricos. Ao longo de todo 
esse caminho, haverá muita coisa 
que será reabsorvida, voltando 
para o sangue. 
Assim como também haverá substancias que 
serão secretadas, que deveriam ter sido 
filtradas e não foram, dando chance de 
coloca-las, “agora”, no túbulo néfrico. 
E, por fim, o ducto coletar coletará essa urina 
que está pronta para ser excretada. 
- O túbulo proximal e a região da alça de Henli 
tem contato intimo com capilares, por isso a 
reabsorção acontece em grande número 
nesse ínicio. Há também os vasos retos que 
estão em contato direto com essa alça, até 
chegar no túbulo distal, onde quem deveria ser 
secretado e filtrado já foi. Ou seja, está pronto a 
excreção. 
*Contexto Físico: 
O que vai ser filtrado inicialmente, deve sair do 
glomérulo e passar para a região da cápsula 
de Bowman, para pegar o contexto dos 
túbulos. Para que isso aconteça é necessário 
que haja uma pressão – pressão efetiva de 
filtração. 
A filtração ocorre sob pressão: PEF = PH (PO+PC) 
A pressão hidrostática do sangue, vai a favor 
da capsula de Bowan, deve superar as outras 
duas pressões para conseguir passar seus 
filtrados aos túbulos néfricos. Ou seja, deve 
vencer a pressão osmótica coloidal – pressão 
que os íons exercem sob o sangue- e a pressão 
capsular – que é aumentada com o acúmulo 
do filtrado. 
Essa conta deve ser positiva, para mostram 
assim um bom funcionamento dos rins. Caso 
seja um delta negativo, nada está passando, 
ou seja nada está sendo filtrado, aumentando 
a chance de substancias toxicas em excesso 
causarem insuficiência renal. 
- A membrana filtrante é aberta, ocorro por 
meio de um processo seletivo e de transporte 
passivo. 
 
Na região do glomérulo há barreiras 
seletivas entre o lumem dos 
capilares glomerulares e o espaço 
de Bowman. 
- Barreira Mecânica de 
macromoléculas: dificultando 
passagem de macromoléculas. 
-Barreira Elétrica: repulsão de 
proteínas do sangue e hemácias, 
devido a cargas negativas. 
- Podócitos: pseudópodes são 
prolongamentos que possuem 
fendas, dificultando
passagem de 
algumas substancias. 
Apenas 20% do sangue é filtrado, os 
outros 80% voltam pela artéria 
eferente. 
-Substâncias retidas: água, glicose, 
aminoácidos, saís minerias, 
vitaminas, ureia e ácido úrico. 
- Substâncias reabsorvidas: glicose, 
aminoácidos, vitamina, parte da 
água e sais. 
-Substâncias secretadas: resíduos, 
substancias toxicas, excesso de sais 
minerais e parte da água. 
 
#REABSORÇÃO TUBULAR: é 
responsável pelo retorno de 99% do 
volume filtrado. Acontece ao longo 
do túbulo néfrico. É a recuperação 
de moléculas que foram filtradas, 
mas são essenciais ao organismo e 
devem retornar a circulação. 
Normalmente é reabsorvido 100% 
água, glicose e aminoácidos por 
processos ativos e/ou passivos. 
 
 
A alça de Henle tem um papel importante na 
reabsorção de sódio e água, através de um 
mecanismo chamado contracorrente. A alça 
descendente é permeável a agua enquanto a 
descendente é pouco permeável a água, 
fazendo reabsorção de solutos. 
No túbulo proximal, cerca de 70% da 
reabsorção acontece. 
 
 
 
 
#REABSORÇÃO DE SÓDIO: 
O sódio, inicialmente, é reabsorvido de forma 
passiva. Pois acontece a favor do gradiente de 
concentração, passando para células 
tubulares. Quando chega a esses túbulos, esse 
gradiente fica desfavorável, devido a 
reabsorção de água. Sendo necessário então 
gasto energético para que esse chegue ao 
sangue. 
#REABSORÇÃO DE ÁGUA: a 
concentração de sódio diminuída no 
lúmen gera uma diferença de 
pressão, facilitando a passagem da 
água que entra nos capilares pela 
pressão hidrostática e oncótica, uma 
vez que o plasma tem baixa pressão 
de solvente. É um processo passivo, 
não envolvendo questão hormonal. 
*Grande parte da reabsorção da 
água fica por conta do hormônio 
antidiurético (ADH) que age no 
túbulo distal e no tubo coletor. Deve 
estar sempre ativo, pois envia sinais 
aos rins para que esse reabsorva 
água. Existe um tipo de diabetes, 
chamada insípidos, que é causada 
por uma deficiência desse hormônio, 
como consequência há um excesso 
de glicose na urina, glicosuria. 
#REABSORÇÃO DE CLORETO: 
Está junto com o sódio e a água, 
então vai na mesma “leva” que 
esses. 
Sua concentração é alta no túbulo 
contorcido, gerando um gradiente 
de concentração favorável, 
passando assim para os capilares de 
forma passiva. 
 
#REABSORÇÃO DE BICARBONATO: 
é bastante impermeável, ou seja, 
mais difícil de voltar e ser 
reabsorvido. É necessário fazer 
transformações físico-químicas nele 
para que isso aconteça. 
Primeiro esse bicarbonato será 
ionizado em sódio, formando 
bicarbonato de sódio. O íon mais o 
quebrará em ácido carbônico que 
consegue passar do lumen para as 
células peritubulares, onde voltara a 
sua conformação original. 
Nessa região haverá gasto energético para 
que, finalmente, chegue de volta aos capilares. 
 
*Composição do Sistema Renal: 
-Plasma sanguíneo: composto por proteínas 
incapazes de atravessar as paredes dos 
néfrons, permanecendo no sangue para 
posterior distribuição no corpo. Demais 
substancias necessárias ao organismo. 
-Filtrado glomerular: ureia e aminoácidos, 
substancias tóxicas e em excesso, capazes de 
atravessar a parede dos vasos até o interior da 
capsula renal. 
-Urina: contém ureia, amônia, sais, ácido úrico, 
substancias em excesso e água em excesso. 
 
*Mecanismo de controle do filtrado: 
-Pressão de filtração: mecanismos altamente 
eficientes para controlar a filtração glomerular. 
Quando há vasoconstrição da arteríola 
aferente, a quantidade de plasma que entra 
na região do glomérulo será menor, reduzindo 
a pressão nos capilares glomerulares, uma vez 
que há menos plasma pressionando esses 
glomérulos. Assim há uma redução da filtração 
plasmática e consequente um volume de urina 
muito pequeno. 
Fatores que atuam para isso: adrenalina, por 
exemplo, atuam desacelerando o sistema 
renal. Aldosterona incialmente auxilia na 
reabsorção do sódio, que quando acontece, 
fica-se com excesso de agua na região, 
auxiliando por tanto a reabsorção dessa. 
 O antidiurético também é um fator, age 
principalmente, na porção do ducto coletor. 
 
Em alguns casos, há uma produção 
maior de urina, isso acontece 
quando há uma vasoconstrição da 
arteríola eferente, dificultando a 
saída dos filtrados para os capilares 
sanguíneos. Aumentando, portanto, 
a pressão do filtrado e consequente 
aumento da filtração plasmática e 
de concentração de proteínas no 
plasma. Culmina, assim, para uma 
maior reabsorção proteica. 
*Parâmetros de fluxo renal: 
-Fluxo renal plasmático (FRP): é a 
quantidade de plasma que chega 
aos rins por minuto. Varia de 540 a 
660 ml/m. 
-Fluxo renal sanguíneo (FRS): é a 
quantidade de sangue (plasma + 
hemácias) que flui através da 
vasculatura renal. 
Ao conhecer o FRP consegue-se 
calcular o FRS, através dos dados de 
hematócrito, é possível analisar a 
frequência, em termos de volume, 
chegando até o glomérulo em si e 
qual a porcentagem de filtração. Ou 
seja, é possível avaliar se essa 
filtração está sendo efetiva. 
-Ritmo de filtração glomerular (RFG): 
volume do plasma que é filtrado por 
minuto. É cerca de 21% do FRP. Dos 
600 ml/min que chega ao glomérulo, 
de 120 a 15 ml/min é filtrado. 180 L 
em 24 horas. Não se urina esses 180 L 
em um dia porque a taxa de 
reabsorção é muito alta, cerca de 
99%. 
-Fluxo eferente plasmático (FEP): é o 
que resta no plasma, após a retirada 
do seu liquido pelo RFG. 
 
Esse fluxo de plasma vai para a artéria eferente. 
 
FEP= FRP – RFG – MEDIDA DE FUNÇÃO RENAL 
Volume que voltou para a circulação= fluxo renal 
plasmático – ritmo da filtração glomerular. 
Se esse calculo for negativo significa que tá filtrando 
demais. 
*Indicadores bioquímicos de função renal: 
-Ureia: 90% desse metabólito nitrogenado é 
excretado pelos rins. É parcialmente, 
reabsorvida, após o processo de filtração. 
Alterações nos níveis plasmáticos de ureia 
decorrentes de insuficiência renal surgem mais 
precocemente quando comparada a 
creatinina. 
-Creatinina: usada para armazenar energia no 
musculo. Sua excreção só acontece via renal, 
não é reabsorvida nem reaproveitada. Por isso 
seus níveis refletem a taxa de filtração 
glomerular, na qual seus níveis altos indicam 
uma deficiência da funcionalidade renal.