APOSTILA DE BIOFÍSICA - 1° PERÍODO

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Biofísica: conceito e suas aplicações em sistemas biológicos 
Professor: Ramon Rego 
 Segundo MASCARELLO (2006), a Biofísica estuda os sistemas vivos do ponto de vista físico e físico-químico, 
incluindo: 
 a natureza molecular dos sistemas biológicos 
 os processos dinâmicos de transporte 
 transformação da matéria biológica 
 as transformações de energia 
 a sinalização e a comunicação celular 
 a organização dos processos biológicos 
 Tanto no nível fisiológico de cada indivíduo, como nas relações entre os indivíduos, as espécies e o meio 
ambiente. 
 O que é a Biofísica? 
 A biofísica é uma ciência interdisciplinar que aplica as teorias e os métodos da física para resolver questões 
de biologia. 
 Estudo da natureza molecular dos sistemas biológicos 
 Atualmente, a biologia moderna baseia-se, cada vez mais, nos conceitos de estrutura e organização 
molecular relacionados às funções biológicas. 
 Através de métodos físicos, pode-se determinar precisamente as estruturas moleculares, aliados a métodos 
de manipulação e engenharia genética que possibilitam modificações específicas. 
 Não existem diferenças entre as leis que regem o comportamento dos sistemas vivos e as que regem os 
sistemas inertes, apenas adaptações em função da complexidade dos sistemas. 
 Átomos e moléculas 
1. São os componentes fundamentais tanto da matéria inerte 
como dos sistemas vivos. 
2. As leis básicas da Física e da Química são igualmente válidas 
3. Possuem como diferença a forma de organização: nos 
sistemas biológicos são essencialmente dinâmicos e 
complexa, na matéria inerte são estáticos. 
Exemplo: O funcionamento das células e os organismos vivos e as 
usinas complexas, onde se desenrolam continuamente reações químicas e transformações energéticas. 
 Como nas disciplinas Física e Química, os átomos são as unidades fundamentais dos sistemas moleculares. 
 Nos séculos XVIII e XIX, com os avanços na Química, pensou-
se que o átomo fosse uma unidade última e indivisível da 
matéria. Sabe-se hoje que ele é constituído por prótons e 
nêutrons, formado por um núcleo, e por uma nuvem 
eletrônica que o circunda. 
 Do ponto de vista da Física Molecular, o essencial é que os 
átomos são formados por um núcleo com cargas positivas 
(devidas aos prótons) envolto em uma nuvem eletrônica 
negativa. 
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A carga elétrica do conjunto atômico e a disponibilidade de alguns elétrons para trocas ou compartilhamento 
por diferentes átomos são as características fundamentais que definem as propriedades químicas da 
matéria. 
 Composição química dos sistemas biológicos 
1. Água (H2O) e os íons inorgânicos – sódio (Na+), cloro (Cl-), potássio (K+) e cálcio (Ca++) de forma 
abundante e essenciais. 
2. Proteínas, ácidos nucléicos e polissacarídeos: macromoléculas formadas por centenas ou mesmo 
milhares de átomos ligados uns aos outros covalentemente. 
3. A funcionalidade biológica das macromoléculas depende da sequência de suas ligações, da 
conformação espacial e da associação com outras macromoléculas. 
4. As unidades funcionais biológicas são estruturas macromoleculares complexas envolvendo uma ou 
mais moléculas. 
 
 
 
 
 
 
 
As moléculas são formadas por 
 Átomos de: C, H, O, N, P, S. 
 Metais, na forma de íons : Na, K, Ca, Mg. 
 Metais, mais pesados em pequenas 
quantidades: Fe, Zn. 
 H e O: mais abundantes, encontrados 
essencialmente na forma de moléculas de água. 
 C, N, P, S: integram as estruturas de 
macromoleculares e de outras pequenas 
moléculas com importante atividade biológica 
 
 
 
As macromoléculas, ou polímeros biológicos, são formadas por alguns poucos grupos químicos que são 
os tijolos da estrutura molecular biológica. 
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As proteínas são constituídas por aminoácidos; 
Carboidratos e lipídios são componentes essenciais 
das membranas e paredes celulares. 
DNA e o RNA, por ácidos nucléicos. 
 
 
 
 
Vitaminas e hormônios são pequenas moléculas, de diferentes categorias de compostos orgânicos, com 
papel regulador da atividade biológica. 
Alguns grupos químicos são parte 
integrante de proteínas com atividades 
específicas, como, o grupo heme, um 
complexo ferroporfirina, encontrado 
em mioglobinas e hemoglobinas, cuja 
função específica é capturar o oxigênio 
necessário para a combustão celular. 
 
 
 
 As proteínas, independentemente de sua forma, tamanho ou função, são formadas a partir da combinação 
de 20 aminoácidos. 
 O DNA é formado pela combinação de apenas quatro nucleotídeos. 
 O que define a variedade de espécies e organismos são as inúmeras combinações possíveis desses 
elementos e processos. 
Existe uma hierarquia dos processos bioquímicos. 
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As cadeias de ácidos nucléicos (DNA e RNA) regulam a 
síntese das proteínas necessárias ao funcionamento 
biológico. 
Por sua vez, as proteínas, principalmente em forma de 
enzimas, promovem e controlam todos os outros processos 
químicos realizados na célula. 
 
 
 
 Estudo da biofísica nos sistemas biológicos 
 Para o estudo dos sistemas biológicos, são necessários muitos estudos e experimentações. 
 Na biofísica, como na ciência em geral, procura-se estabelecer relações entre conjuntos de observações, 
com as quais tenta-se desenvolver generalizações e, a partir disso, elaborar conceitos teóricos para suas 
interpretações. 
 Como são feitas as generalizações? 
 A partir de experimentos similares. 
 Na prática, é difícil garantir que dois experimentos sejam exatamente iguais em todas as minúcias, de modo 
que não podemos assegurar resultados iguais. 
 Os dados numéricos deverão variar dentro de uma faixa, denominada erro experimental, e as 
generalizações deverão levar em conta esses erros ou incertezas. 
 
 Avanços da biofísica nos sistemas biológicos 
 Estrutura do DNA 
 Impulsos Nervosos 
 Bioeletricidade 
 Sinapses 
 
 Grandezas fundamentais e derivadas mais importantes nos sistemas biológicos 
 A Física, como ciência experimental, baseia-se na realização de medidas e na definição precisa de escalas. 
 Estas últimas foram estabelecidas no decorrer da História em função da prática diária do homem e do 
desenvolvimento científico e tecnológico. 
 Também é decorrência de nossa prática diária a definição de uma escala macroscópica (aquilo que 
enxergamos) e de uma escala microscópica (aquilo que não enxergamos). 
 Medidas e padrões: Grandezas 
 Em física, uma grandeza é o conceito que descreve qualitativa e quantitativamente as relações entre as 
propriedades observadas no estudo da natureza (no seu sentido mais amplo). 
 A Grandeza é tudo aquilo que envolve medidas. Sendo assim, medir significa comparar quantitativamente 
uma grandeza física com uma unidade através de uma escala pré-definida. Nas medições as grandezas 
sempre devem vir acompanhadas de unidades. 
Exemplos de grandezas: comprimento, massa, temperatura, velocidade. 
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 No Sistema Internacional de 
Unidades (SIU) as unidades 
métricas são utilizadas para 
expressar uma Grandeza. 
 
 
 
 
 
 
 
 Termos 
 Matéria: objetos ou corpos. 
 Energia: calor, luz e som. 
 Espaço: áreas, volume e distâncias. 
 Tempo: decorrer da vida, sucessão dos acontecimentos. 
 Massa: quantidade de matéria de um ser vivo. Sob ação da gravidade exerce uma força que é 
o peso. Larga variação de massa entre os seres vivos: vírus 10-20 Kg, Baleias 103 Kg. 
 Área (L2): área ou superfície corporal em m2 ou em cm2. 
 Volume (L3): expressa em m3 ou cm3 ou ainda em l ou ml. 
 
 Potência na base 10n 
 Dentro dos vários campos da 
Biofísica, nos deparamos com 
estudos em que os corpos ou 
quantidades são muito grandes 
ou muito pequenas, quando 
comparadas as quantidades 
usuais. 
 Esse tipo de representação, em 
muitos casos, dificulta a 
operação matemática ou mesmo 
o entendimento real da 
quantidade medida. 
 Uma forma de representar 
essas quantidades é pela 
utilizaçãode fatores 
multiplicativos que permitem a 
escrita num formato mais 
simples e que facilitam a 
realização de operações 
matemáticas, denominada 
notação científica. 
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A matemática opera com números puros. 
Exemplo: Na= 6,023 x 1023 pode-se interpretá-lo como sendo 6.023 seguido de 20 zeros. 
Na= 6,023 x 1023 moléculas/mol, 
será um referido número resultante de uma medida direta ou indireta que estará afetado de certo erro 
que somente permite escreve-lo com quatro algarismos significativos. 
 Utilização de Gráficos 
 São construídos a partir de um conjunto de valores teóricos ou resultados obtidos de trabalhos 
experimentais. 
 Através dos gráficos, pode-se ter ideia imediata do comportamento entre duas ou mais grandezas 
observadas. 
 Para construirmos um gráfico, devemos estabelecer uma escala em cada eixo, de modo que pares de 
valores possam ser colocados no gráfico, independente do intervalo de variação desses valores. 
 
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BIOENERGÉTICA 
 O que é a bioenergética? 
 Estudo quantitativo das transduções de energia, que ocorrem nas células vivas, bem como o estudo da 
natureza dos processos envolvidos. 
 Todos os processos metabólicos que ocorrem em nosso organismo, são exercidos por leis estudadas na 
bioenergética. 
 A energia se apresenta sob diversas formas, tais como energia mecânica, térmica, química, luminosa, 
elétrica, magnética, etc. 
 Sendo bastante comum a conversão de uma dessas formas em outra. 
 Leis da termodinâmica 
I. 1° Lei da termodinâmica: Principio da conservação de energia: a energia não se perde, mas sim, se 
transforma de um tipo em outro. E pode ser armazenada. 
II. 2° Lei da termodinâmica: a tendência do calor a passar de um corpo mais quente para um mais frio, 
e nunca no sentido oposto, a menos que exteriormente comandado. 
 
 
 
 
 
 
 
 
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 Formas de energia 
 Energia térmica: energia cinética gerada a partir do movimento das 
moléculas (agitação das moléculas) na matéria, se manifesta na forma 
de calor. 
 A energia térmica (ou simplesmente calor) é medida em Joules no SIU. Mas 
também pode ser medida por outra unidade ainda utilizada, denominada 
calorias (cal). 
 Energia potencial molecular 
 É uma forma de energia cuja origem é a interação eletromagnética entre os núcleos e/ou elétrons dos 
átomos que constituem a molécula. 
 Toda molécula estável está constituída pela associação de dois ou mais átomos, na qual cada átomo 
mantém sua identidade. 
 De outro ponto de vista, a molécula é um arranjo de um grupo de núcleos e elétrons, o qual é determinado 
pelas forças eletromagnéticas e as leis da mecânica quântica. 
 Quando uma molécula se forma de dois átomos, os elétrons das camadas internas de cada átomo ficam 
fortemente ligados ao núcleo original e quase não são perturbados 
 
 
 
 
 
 
 
A interação entre os átomos deve-se 
às forças atômicas, de origem 
eletromagnética. 
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 Regra do octeto 
 Surgiu em razão da quantidade estabelecida de elétrons para a estabilidade de um elemento, ou seja, o 
átomo fica estável quando apresentar em sua camada de valência 8 elétrons. 
 Para atingir tal estabilidade sugerida pela Regra do Octeto, cada elemento precisa ganhar ou perder 
(compartilhar) elétrons nas ligações químicas. 
 Ligações iônicas: ganha ou perde elétrons 
 
 
 
 
 
 Ligações covalentes: compartilhamento de elétrons 
 
 
 
 
 
 Moléculas de ATP 
 Como a manutenção de qualquer forma de vida envolve 
transformações moleculares, as transferências de energia em um 
ser vivo são feitas por meio de algumas reações químicas. 
Por exemplo o ATP 
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 As moléculas possuem energia potencial de origem eletromagnética e seus valores são dependentes da 
interação entre núcleos e prótons dos diversos átomos que a constituem. 
 As forças que originam essa energia são de natureza elétrica. 
 Quando combinamos várias moléculas, é possível originar uma reação química por causa da absorção ou 
emissão de alguma outra forma de energia. 
 É um composto com grande quantidade de energia armazenada. 
 Essa molécula é um ânion com quatro cargas negativas e funciona como o maior portador de energia 
química das células dos organismos vivos. 
 É também uma fonte transmissora de energia requerida pelas células para realizar suas diversas atividades, 
como a síntese de biomoléculas no transporte ativo de íons através das biomembranas e na contração 
muscular. 
 Molécula de adenosina (ATP), quimicamente constituída pela adenina (base nitrogenada), um açúcar 
(ribose) e três grupos fosfatos, é um composto com uma grande quantidade de energia armazenada nela. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Quando o ATP é hidrolisado, acontece a seguinte reação: 
ATP + H2O APD + Pi 
 Pi é o fosfato inorgânico HPO2- 4 e ADP, a molécula difosfato de adenosina; 
 Quando o ADP é hidrolisado, acontece a seguinte reação: 
ADP + H2O AMP + Pi 
 AMP: molécula monofosfato de adenosina 
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 Células vivas capturam, armazenam e transportam energia, principalmente como ATP, e esta pode 
transferir energia a outras biomoléculas durante sua hidrólise, quando a ligação Pi + Pi terminal é quebrada. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Molécula de ADP, a custas da energia solar (nas células fotossintéticas) ou da energia química (em células 
de animais), pode receber um grupo fosfato e reconstituir a molécula de ATP, que são fontes de energia 
utilizadas para realizar várias funções. 
 As moléculas de ATP são encontradas na solução aquosa das células vivas em concentrações da ordem de 
0,5 mg/ml a 5 mg/ml. 
 Essas moléculas são continuamente formadas no interior das células durante os processos de fotossíntese, 
fermentação e da respiração dos organismos biológico e são utilizadas pelas células como um doador de 
fosfato (Pi); pirofosfato; moléculas ADP; moléculas AMP. 
 A energia liberada ou utilizada em uma reação química resultará da diferença entre as quantidades de 
energia dos reagentes e dos 
produtos e pode ser positiva 
(reação endergônica, ocorre a 
adição ou absorção de energia 
por meio de uma fonte 
externa) ou negativa (reação 
exergônica, ocorre a 
liberação). 
 Essa diferença de energia é 
denominada de variação de 
energia livre (G) e é o potencial 
químico máximo de uma 
reação para realizar um 
trabalho útil. 
 
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 Energia e metabolismo 
 As fontes dessa energia serão os alimentos 
digeridos! 
 As células absorvem partículas minúsculas que 
constituem os alimentos e extraem energia deles, 
que por sua vez, passará a ser o combustível do 
organismo, além de também ser necessária para as 
reações químicas que acontecem no interior das 
células para criar as reações biológicas, inclusive 
proteína e gordura. 
 Cada célula executa muitas reações químicas, que 
podem ser exergônicas ou endergônicas. Esse 
conjunto de reações constitui o metabolismo 
celular. 
 A energia mínima modificada necessária para que as células sustentem suas atividades é denominada de 
metabolismo basal ou fundamental. 
 As células associam as reações, ou seja, as reações endergônicas e reações exergônicas. 
 O conjunto de reações químicas que 
utilizam energia biológica para 
construir novas células e manter o 
organismo funcionando, chama-se 
anabolismo. 
 O conjunto de reações químicas que 
liberam energia em forma de ATP 
para serem utilizadas em processos 
que realizam trabalho, chama-se 
catabolismo. 
 
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 Energia 
 Energia não é nutriente, mas o produto obtido pelo processo de oxidação de nutrientes é denominado 
energia. A forma de energia mais usada por células é a adenosina trifosfato (ATP). 
 O ATP é produzido pelo processo de respiração celular nas mitocôndrias que ocorre em três processos 
metabólicos: glicólise, o ciclo de Krebs e fosforilação oxidativa. 
 O combustível para a geração de energia é obtido a partirde processos catabólicos dos hidratos de carbono, 
gorduras e proteínas. 
 A cada 1 mol de carboidrato, são produzidas 38 moléculas de ATP; a cada 1 mol de proteínas, são produzidas 
15 moléculas de ATP; enquanto que a cada 1 mol de gordura são produzidas 142 moléculas de ATP. 
Transformação da energia utilizável pelo corpo 
 Funcionamento dos vários órgãos do corpo 
 A razão da energia consumida para a manutenção das atividades indispensáveis dos organismos vivos, 
quando estão em repouso, é denominada Taxa de Metabolismo Basal (TMB). 
 A TMB é definida como a quantidade mínima de calorias (medida de energia) necessária para manter 
funções vitais do organismo, como batimentos cardíacos, manutenção da temperatura corporal em 
mamíferos na situação de repouso. Essa taxa pode variar de acordo com as espécies, sexo, idade, nível de 
atividade física e estado 
nutricional. 
 Enquanto a razão entre a 
TMB e a massa do 
organismo é denominada 
de razão de metabolismo 
basal (RMB). 
 
 
 
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 Consumo de oxigênio e sua contribuição à taxa metabólica basal (TMB) de alguns órgãos de um homem 
com 65 Kg saudável e em repouso. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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FLUIDOS LIQUIDOS 
 Introdução 
 Na natureza, a matéria apresenta-se nos estados sólido, líquido ou gasoso. 
 Nos estados líquido ou gasoso, a matéria é denominada um fluido e não possui forma definida, como 
acontece no estado sólido. 
 O estado líquido pode ser definido = fluido incompressível 
 O estado gasoso não pode ser definido = fluido compressível 
 O ar e a água são fluidos de importância fundamental para qualquer tipo de vida animal ou vegetal. 
 O ar contém o elemento oxigênio na forma de O2, necessário para que os organismos vivos possam realizar 
suas atividades vitais. 
 A água (H2O) está presente no interior dos organismos vivos, exercendo um papel vital no funcionamento 
normal deste. E pode ser encontrada nos três estados da matéria. 
 Por exemplo, em um indivíduo com média de 70 kg, a quantidade total de água no interior do seu organismo 
é da ordem de 40 litros, aproximadamente 57% de sua massa corporal total. 
 Dessa quantidade, aproximadamente 63% constituem o líquido intracelular e 37%, o líquido extracelular. 
 Para calcular a densidade do fluido, é necessário saber a pressão e a temperatura do fluido! 
 A importância dos fluidos para o reino animal é grande porque são vitais para a existência da cadeia 
alimentar desses seres, além de serem fundamentais para suas locomoções e servirem como elemento 
transportador das variadas formas de comunicação entre eles. 
 A água no estado líquido à temperatura de 0°C e pressão de 1 atm, tem densidade d= 1000 kg/m3 = 1 kg/L 
– 1 g/cm3. Qualquer corpo com densidade dx, ao ser colocado sobre a água, submergirá se d>dx ou flutuará 
se d<dx 
 O ar no estado gasoso à temperatura de 0°C tem densidade de 1,3 kg/m3, e no estado líquido à temperatura 
de -183°C é de 1,14 x103 kg/m3; 
 O sangue, por sua vez, no estado líquido à temperatura de 37°C tem densidade de 1,05 x103 kg/m3. 
 Pressão exercida pelos fluidos 
 Um dos efeitos físicos quando há corpos em seu interior ou sobre ele é a pressão exercida pelo fluido na 
superfície externa dos corpos. 
 Como por definição, a pressão é a intensidade da força exercida pelo fluido por unidade de área do corpo, 
ela é medida em N/m2 = 1 pascal (1Pa) no SIU). 
 A pressão é uma das poucas quantidades físicas que apresentam um número grande de unidade para sua 
quantificação. 
 Pressão atmosférica 
 Todo corpo que está sobre ou acima da superfície terrestre experimenta a pressão da atmosfera devido ao 
peso do ar sobre o corpo. 
 Cada metro quadrado de superfície terrestre ao nível do mar experimenta uma força devido ao peso do ar 
sobre este m2. 
 A intensidade dessa força é da ordem de 105 N, e a pressão resultante é denominada uma atmosfera (1 
atm). 
 Sua equivalência no SIU é 1 atm = 1,03 x 105Pa. 
 
 
 
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 Pressão hidrostática 
 A hidrostática estuda os fluidos incompressíveis em equilíbrio ou movendo-se em bloco de velocidade 
constante. 
 Quando um corpo com massa m e densidade d0 é introduzido em um líquido incompressível de densidade 
p, ele experimentará forças de volume (peso do corpo) e forças de superfície. 
 Estas últimas são normais à superfície que contorna o corpo dentro do líquido e serão as que originam a 
pressão exercida pelo fluido sobre o corpo. 
 Na hidrostática, em todos os pontos de um plano horizontal de um mesmo fluido em equilíbrio, a pressão 
é a mesma, ou seja, se o plano considerado está a uma distância y da superfície livre do fluido, a pressão 
exercida por ele no 
plano será P= P(y). 
 A pressão hidrostática 
mede a força por 
unidade de área que 
um fluido em repouso 
é capaz de exercer 
contra uma superfície. 
Quanto maior for a 
profundidade de um 
corpo imerso em um 
fluido, maior será a 
pressão exercida sobre 
ele. A unidade de 
pressão no SI é o pascal 
(Pa), que equivale à 
pressão de 1 newton 
por metro quadrado 
(N/m²). 
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 Pressão no corpo humano 
 No corpo humano existem vários tipos de pressão. 
 Quando inspiramos ar, a pressão nos pulmões deve ser um pouco menor que a atmosfera (tipicamente 
alguns centímetros negativos de água), senão o ar não fluiria para dentro do corpo. 
 Quando uma pessoa bebe por um canudo, a pressão na sua boca deve ser negativa em uma quantidade 
igual a altura em que sua boca está acima do nível do líquido que ela está absorvendo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Fases da ventilação 
 Os valores negativos (inspiração) 
e positivos (expiração) para as 
pressões intrapulmonares estão 
relacionados à pressão 
atmosférica (760 mm Hg ao nível 
do mar), de forma que a pressão 
negativa é menor do que a 
atmosfera e a positiva é maior do 
que a atmosférica. 
 O aumento da cavidade torácica 
é realizado por contração e aplanamento do diafragma em forma de cúpula e movimentos para a frente e 
para trás da caixa torácica pela contração dos músculos torácicos adequados. 
 A contração muscular é realizada pelos músculos esqueléticos por nervos motores somáticos. 
 Após inspiração, a pressão na cavidade pleural permanece no seu ponto mais baixo até a expiração começar 
e a cavidade torácica começa a retornar ao seu volume original. 
 Expiração no animal em repouso é um processo passivo que não requer contração muscular. 
 Apenas o relaxamento dos músculos contraídos durante a inspiração conferem propriedades elásticas 
intrínsecas dos pulmões, e a parede torácica que recua ao seu volume original. 
 O retorno ao volume original aumenta a pressão intrapulmonar de forma que fique maior do que a 
atmosférica, e o ar é forçado para fora dos pulmões. 
 Expiração forçada: É um processo ativo que força mais ar dos pulmões do que deveria ocorrer durante 
expiração passiva normal. 
 A expiração forçada requer contração muscular dos músculos abdominais para forçar as vísceras contra o 
diafragma e contração de outros músculos para impelir as costelas caudalmente. 
 Ambas as ações, reduzem o tamanho da cavidade torácica e permitem recuo dos pulmões a volume menor 
do que o típico para expiração em repouso. 
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 Troca gasosa 
 Pressão Parcial de determinado gás em uma 
mistura é um fator que determina a 
quantidade de gás que se dissolverá em um 
líquido (como o plasma sanguíneo). 
 A pressão parcial de um gás em uma mistura 
pode ser vista como a força motriz que move 
as moléculas de determinado ar do gás para o 
líquido quando o líquido é exposto a uma 
mistura gasosa. 
 Desse modo, como as pressões parciais 
dependem tanto da pressão atmosférica total 
como das porcentagens dos gases, ambos os 
fatores também determinam a quantidade de determinado gás que pode ser dissolvida em um líquido. 
 Troca gasosa nos pulmões 
 A troca gasosa entre o sangue eo ar 
alveolar nos pulmões ocorre na parede dos 
alvéolos. 
 Os gases movem-se prontamente de forma 
retrógrada e anterógrada através desta 
estrutura muito fica e frágil. 
 A troca começa tão logo o sangue entra em 
um capilar pulmonar a partir dos vasos 
arteriais pulmonares e continua até que seja 
atingido equilíbrio entre o ar e o plasma. 
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 O plasma que entra nos capilares pulmonares a partir das artérias pulmonares contém a mais alta 
concentração de dióxido de carbono e a mais baixa de oxigênio. 
 
 
 
 
 Pressão no corpo humano 
 No corpo humano, a circulação do sangue acontece 
pelos vasos sanguíneos e pode ser pulmonar (pelos 
pulmões) ou sistêmica (restante do corpo), regulada 
pelo coração, que atua como uma bomba, produzindo 
pressão bastante alta (de 100 a 140 mm Hg). 
 
 
 
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 Medidas de pressão 
 O instrumento clínico mais utilizado para medir a pressão sanguínea é o esfigmomanômetro. 
 Medidas de pressão dentro do crânio, utilizase método baseado em propriedades de espalhamento da luz, 
transiluminação. 
 Medidas de pressão do olho, utiliza-se método denominado tenômetro. 
 Pressão na bexiga urinária, utiliza-se um cateter com sensor de pressão no interior da bexiga através da urina. 
 
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Biomembranas 
 Biomembranas 
 Biomembrana ou Membrana celular, é 
considerado um sistema aberto que permite o 
intercâmbio permanente de moléculas complexas 
e de espécimes iônicos entre o interior e o exterior 
da célula. 
 Características das biomembranas 
 Espessura de 7 a 10 nm. 
 Permite a passagem de partículas por 
permeabilidade a elas. 
 Permite a separação de espécimes 
carregados, gerando gradientes de 
concentração iônica e de carga elétrica. 
 Impermeável a íons orgânicos complexos. 
 Semipermeável a espécimes iônicos. 
 Estrutura complexa que consiste de duas 
camadas de moléculas de proteínas separadas 
por uma camada de moléculas de fosfolipídios. 
 Os poros nas camadas de proteína 
permitem a difusão de pequenos íons. 
 Os fosfolipídios geralmente ocupam 70% 
do volume e mais de 90% da superfície. 
 Possuem proteínas transmembranares 
que formam canais na bicamada para 
transporte de íons do meio interno para o 
meio externo e vice-versa. 
 A Biomembrana separa dois meios 
denominados intracelular e extracelular. 
 Nos meios intracelular e extracelular, 
encontra-se respectivamente, altas 
concentrações de cátions K + e Na+. 
 As biomembranas são permeáveis aos 
íons k +, o que origina a definição de um 
potencial basal da Biomembrana que acionará 
os processos celulares. 
 
 
 
 Funções das membranas plasmáticas 
 Delimitação do volume celular. 
 Reconhecimento e sinalizações celulares. 
 Controle do trânsito de substâncias e íons que entram 
e saem das células. 
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 Transporte dos íons 
Podem resultar de: 
1. Um fluxo iônico - em virtude da influência de uma diferença de pressão; 
2. Uma difusão iônica - em decorrência de uma diferença de potencial químico; 
3. Uma migração - em um campo magnético; 
4. Um transporte ativo. 
Transporte de partículas através da membrana 
 Difusão simples 
 É um mecanismo passivo. 
 É a distribuição de uma substância em 
meio solvente, de forma que se torne 
igualmente concentrada por todo o meio. 
 Ocorre difusão porque todas as 
moléculas e íons possuem carga cinética. 
 A difusão prossegue da região de maior 
concentração de partículas para uma de 
concentração mais baixa, de forma a dizer 
que a difusão final ocorre a favor de um 
gradiente de concentração. 
 Apenas algumas sustâncias, como oxigênio, dióxido de carbono e álcool, são solúveis na membrana, ou 
seja, capazes de difundir-se livremente por toda a camada dupla lipídica das membranas plasmáticas. 
 Tais moléculas devem ser lipossolúveis. 
 Determinados fármacos, como os barbitúricos (classe de anestésicos) são solúveis na membrana. 
 Se uma substância não puder difundir-se livremente por toda a camada dupla lipídica, sua capacidade de 
difundir-se dentro ou fora de uma célula depende de alguns outros meios de atravessar a membrana. 
 Difusão facilitada 
 Semelhante a difusão simples, opera passivamente em favor do gradiente de concentração. 
 Entretanto, requer um sistema transportador na membrana para auxiliar a passagem através da 
membrana. 
 A maior parte dos canais são permeáveis apenas a um único íon especifico ou a pequeno número de 
íons específicos. 
 Os açúcares, especialmente a glicose, dependem da difusão facilitada para entrar nas células ligando-
se a proteínas transportadoras ao atingir a dupla camada de lipídeos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Do ponto de vista clínico: 
 Já que alguns fármacos são relativamente específicos para determinado tipo de canal, o movimento 
de um íon específico através da membrana pode ser regulado. 
 O movimento do cálcio para dentro das células do coração pode ser regulado por tais fármacos, e 
isto é benéfico em determinados tipos de arritmias cardíacas (anormalidade na atividade elétrica do 
coração); 
 
 Transporte ativo 
 Movimento das moléculas ou íons contra o gradiente normal de difusão com consumo de energia. 
 O exemplo mais bem explicado de sistema de transporte ativo: bomba de sódio-potássio (Na-K). 
 
 BOMBA Na-K ou Na-K ATPase 
 É um componente da membrana de todas as 
células e está distribuída na membrana de forma que 
o sódio se move para fora da célula e o potássio para 
dentro. 
 A operação contínua desse sistema de transporte 
é o principal fator na manutenção da concentração 
intracelular de sódio relativamente baixo em todas 
as células, ao passo que a concentração intracelular 
de potássio é relativamente alta em todas as células. 
 Essa bomba é uma proteína da membrana 
que também é uma enzima. 
 A proteína liga-se de forma reversível 3 
íons sódio e 2 íons potássio 
simultaneamente. 
 A atividade enzimática dessa proteína 
permite que ela hidrolise o ATP e ganhe 
energia. 
 
 Osmose – transporte da água 
 Movimento da água através da membrana. 
 Como muitos solutos, a água não se difunde livremente pela camada dupla lipídica das 
membranas. 
 Para isso, a água deve difundir-se pelos canais de água formados pelas proteínas 
intramembranares chamadas de aquaporinas. 
 Se o líquido intracelular dentro de uma célula possui concentração mais elevada de solutos não 
difusíveis do que o líquido intersticial que banha a célula, a água vai mover-se para dentro da 
célula a partir do líquido intersticial até que as concentrações de ambos sejam as mesmas. 
 Como a água se move para dentro, o volume na célula aumenta. 
4 
 
 A força dirigente que move a água a partir da solução de um lado de menor concentração do 
soluto para o meio de maior concentração do soluto é a pressão osmótica. 
 
 Pressão osmótica 
 É um mecanismo importante na manutenção do volume celular por determinar se a água entra ou 
deixa as células. 
 Se a concentração das soluções em cada lado da membrana for a mesma, como se observa com as 
células do sangue, diz-se que o líquido que a banha é isotônico. 
 A solução de cloreto de sódio a 9% é considerada isotônico para as hemácias dos mamíferos e por 
essa razão é denominada solução salina normal ou fisiológica, que pode ser utilizada para umedecer 
tecidos expostos, como feridas abertas, sem lesar as células. 
 Se o líquido que banha a célula, possuir pressão osmótica mais baixa que as células, diz-se que é 
hipotônico, e a água atravessa a membrana e entra nas células. 
 No caso das hemácias no plasma hipotônico, a água que entra nas células pode expandir-se e rompê-
las, uma condição denominada de hemólise. 
 As hemácias no meio hipertônico (mais concentradas do que o citoplasma celular) perdem água para 
o plasma e ficam enrugadas. 
 O enrugamento das hemácias é denominado crenação. 
 
 
 
 
 
 
 
 Em relação as células dos mamíferos 
 
 Uma solução menos 
concentrada que o cloreto 
de sódio a 9% é consideradahipotônica. 
 Uma solução mais 
concentrada que do que o 
cloreto de sódio a 9% é 
considerada hipertônica. 
 Uma solução naturalmente 
de cloreto de sódio a 9% é 
considerada isotônica. 
1 
 
Disciplina: Biofísica 
Professora: Fernanda Giácomo Ragazzi 
Bioeletrogênese 
 ELETRICIDADE NOS NEURÔNIOS 
 Propriedade típica das biomembranas: ao deixar passar um espécime ionizado, induz-se uma 
polarização. 
 Essa polarização originará um Potencial Elétrico na biomembrana. 
 Quando uma célula experimenta uma excitação de origem externa a ela, pode acontecer: 
 Uma indiferença; 
 Uma alteração no fluxo dos espécimes iônicos. 
 Quando ocorre a alteração, denomina-se Célula excitável 
 Uma célula nervosa ou neurônio, é especializado em receber impulso elétrico do próprio organismo 
ou do ambiente externo. 
 Ela integra as informações contidas no impulso elétrico e as retransmite para outros neurônios. 
 Entre o interior e o exterior do neurônio existe uma diferença de potencial ΦM, denominada potencial 
de membrana. 
 Para o neurônio desempenhar suas funções, 
seu corpo celular, o axônio, os dendritos e as 
sinapses, devem possuir determinadas 
características quanto ao modo de gerar, 
conservar e transmitir impulsos elétricos, 
também conhecido como potencial de ação. 
 Para o neurônio desempenhar suas funções, 
seu corpo celular, o axônio, os dendritos e as 
sinapses, devem possuir determinadas 
características quanto ao modo de gerar, 
conservar e transmitir impulsos elétricos, 
também conhecido como potencial de ação. 
 
 ANATOMIA DO NEURÔNIO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2 
 
 RELAÇÃO ELÉTRICA EM BIOMEMBRANAS 
 
 
 
 
 
 
 BIOMEMBRANA 
 As biomembranas apresentam permissividade 
elétrica ε maior que a do ar (ε0) e alta resistência 
elétrica decorrente da extensa superfície líquida, o 
que implica uma diferença de potencial elétrico 
relativamente elevado (da ordem de ± 100 mV) entre 
o interior e o exterior da célula. 
 
 POTENCIAL DE REPOUSO DE UMA CÉLULA 
 A superfície externa da biomembrana e o exterior da célula, tem um potencial elétrico constante Φe 
= Φ (1). 
 A superfície interna da biomembrana e o interior da célula também tem um potencial constante Φi 
= Φ (2). 
 A diferença de potencial Φi - Φe será o potencial de membrana. 
 Quando não há influências externas sobre a célula, o potencial da biomembrana é denominado 
potencial de repouso (Φ0). 
 Ou seja, se o excesso de ânions na superfície interna de uma biomembrana é -Q, e o excesso de 
cátions na superfície externa é +Q, então um arranjo conveniente desse excesso de íons na 
biomembrana constitui fonte do potencial de repouso da célula. 
 
 RELAÇÃO CORRENTE – VOLTAGEM 
 RELAÇÃO CORRENTE-VOLTAGEM PARA UMA BIOMEMBRANA 
 No estado estacionário (independentemente do tempo), a relação entre a densidade de corrente 
elétrica JM através de uma biomembrana (que consideramos positiva em um sentido do interior para 
fora da célula) e o potencial transmembranar ΦM= Φ (2)> Φ0 (1) seguem a seguinte dependência: 
 Quando o fluxo através de corrente elétrica através da biomembrana é nulo, teremos ΦM= Φ0 M = 
potencial de repouso da biomembrana. 
3 
 
 Para Φ M> Φ0 M,teremos uma densidade de corrente positiva no sentido (2) (1); quando ΦM=0, JM 
= J cc, é a densidade de corrente de curto-circuito. 
 Se a corrente através da biomembrana não é nula (situação comum na membrana das células 
nervosas e/ou musculares), a relação entre J M e ΦM dependerá da biomembrana considerada e da 
composição iônica dos fluidos em ambos os lados. 
 A densidade da corrente ativa, deve-se às bombas de Na/K. Quando o fluxo iônico resultante J a n, 
for negativo, (J a M >0), essas bombas são denominadas eletrogênicas. Quando o J a M =0, as bombas 
são denominadas não eletrogênicas 
 
 CONDUTÂNCIA ELÉTRICA 
4 
 
 A condutância elétrica é um parâmetro que caracteriza a passagem de uma corrente elétrica através 
da biomembrana. 
 As propriedades elétricas das biomembranas podem ser alteradas por meios químicos ou elétricos; 
 Algumas delas tem propriedades de excitabilidade, que consiste em apresentar transitoriamente 
uma variação do valor de sua condutância elétrica quando a biomembrana é despolarizada. 
 Exemplo disso são as células nervosas e suas extensões e das células musculares. 
 Nesse caso, essas células estão envolvidas por uma membrana, cuja função principal é controlar a 
passagem de substâncias para dentro e para fora da célula. 
 
 MEMBRANAS EXCITÁVEIS 
 A excitabilidade celular é a propriedade que as células têm de reagir a determinados estímulos de 
origem externa a elas. 
 Essa relação pode ser muito variada, mais ou menos rápida, podendo ser a rapidez função da 
velocidade de evolução do estímulo externo que determinou a reação. 
 Nos animais, os órgãos dos sentidos são estruturas com células especiais que asseguram uma 
transmissão rápida das sensações detectadas. 
 A transmissão dessas mensagens é assegurada pelo 
sistema nervoso, que se comporta como uma rede de 
comunicações, cujos elementos condutores justapostos 
são os neurônios. 
 Um neurônio é especializado em receber informações, 
integrar essas informações e retransmiti-las a outros 
neurônios. 
 Seu corpo celular geralmente está agrupado em um núcleo 
(substancia cinzenta dos centros nervosos superiores). 
 Apresentam ramificações denominadas dendritos, ao 
passo que as fibras nervosas ou axônio (prolongamentos 
em forma de cabo elétrico de tamanho variado) são 
agrupados em feixes característicos. 
 A fibra nervosa é a parte do neurônio encarregada da 
transmissão das informações. 
 A excitabilidade manifesta-se mostrando uma variação transitória da condutância elétrica do axônio 
quando sua membrana altera a polarização inicial em virtude do estímulo externo. 
 O estímulo que se propagará pelo neurônio, normalmente é iniciado no ponto de contato dos 
dendritos do corpo celular com os terminais de outros axônios. Formando as sinapses. 
 As sinapses funcionam como válvulas, sendo capazes de controlar o fluxo de sinais entre os 
neurônios. 
 Essa capacidade de regulação é denominada de eficiência sináptica. 
 As sinapses podem ser elétricas (pouco frequentes) ou químicas. 
 
 SINAPSES ELÉTRICAS 
 Nessa sinapse, as células pré-sinápticas e as pós-
sinápticas estão fisicamente ligadas; 
 O citoplasma dessas células está em contato através 
de canais de pequena resistência. 
 
 
5 
 
 
 SINAPSES QUÍMICAS 
 Os sinais, ao atingir o 
terminal axônio, abrem canais 
de cálcio, o que desencadeia a 
liberação de 
neurotransmissores para a 
fenda sináptica. 
 Na célula pós-sináptica, os 
receptores, ao detectar a 
chegada dos 
neurotransmissores, induzem 
fluxos iônicos que alteram a 
polarização da membrana. 
 O sistema nervoso é 
constituído por neurônios 
interligados entre si. Seu 
funcionamento correto é 
importante para a 
coordenação das diversas 
atividades de um corpo, 
garantido que todas as suas 
partes trabalhem 
simultaneamente de forma 
eficiente. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
6 
 
 SINAPSES QUÍMICAS OU ELÉTRICA 
 Esse sistema controla 
constantemente qualquer 
alteração que possa acontecer 
no interior ou exterior do 
corpo. 
 A informação associada à 
alteração é transportada pela 
célula nervosa, denominada 
neurônio sensor, ao sistema 
nervoso central 
(interneurônios). 
 Aqui a informação é 
processada e, em seguida, 
transportada pela célula 
nervosa denominada neurônio 
motor. 
 O neurônio sensor conduz os impulsos nervosos – colhidos pelos receptores sensoriais – ao sistema 
nervoso central no cérebro e na medula espinhal. 
 O neurônio motor conduz impulsos nervosos a partir do sistema nervoso central aos diversos órgãos, 
que correspondem com algum tipo de ação. 
 
 POTENCIAL DE AÇÃO 
 Quando uma célula é excitável, a condutância elétrica da membrana muda seu valor quando o 
estímuloexterno está agindo. 
 Isto se manifesta alterando-se a polarização da membrana, ou seja, alterando o valor do potencial 
de repouso Φ0 M. 
 Se φ é a variável que mede o grau de alteração do valor de Φ0M, então ΦM = Φ0M + φ será o potencial 
de membrana quando sua polarização está alterada com relação ao repouso. 
7 
 
 Regularização do fluxo pela bomba Na/K 
 Para que o potencial de ação aconteça, em uma célula excitável, a despolarização inicial φ deve ter 
um valor acima de certo valor mínimo φL, denominado potencial limiar. 
 Então, pode-se dizer que o potencial de ação é um evento do “tudo ou nada” e “autorregenerante”. 
 Quando: φ > φL não se cria um potencial de ação; 
 Quandoφ < φL cria-se um potencial de ação. 
8 
 
 
 No intervalo de tempo (alguns ms) em que se alterou o ΦM, originou-se na membrana um 
desequilíbrio muito grande, fazendo com que ΦM, chegasse temporariamente a ser positivo. 
 O funcionamento dos canais explica a necessidade de se ter φ > φL, para o aparecimento do potencial 
de ação, e da existência de um período refratário, durante o qual não é possível o surgimento de 
outro potencial de ação na mesma membrana. 
 A indução de um potencial de ação no corpo celular de um neurônio equivale a disparar um 
transiente que se propagará com muita rapidez, como um pulso que não altera sua forma ao longo 
da fibra nervosa, até chegar ao terminal do axônio. 
9 
 
 Ex: a informação de dor na pele de um dedo é processada pelo corpo celular de um neurônio sensor, 
originando um potencial de ação que se propagará até a medula espinhal. Um novo potencial de ação 
inicia sua propagação através do neurônio motor, até chegar à parte do corpo que será estimulada. 
 
1 
 
Professora: Ramon de Sousa Rego 
Disciplina: Biofísica 
Biofísica da contração muscular 
 Podemos dizer que toda célula é excitável, ou seja, de uma maneira ou outra, reage a qualquer estimulo 
externo. Toda célula com excitabilidade, reage a um estímulo e gera uma corrente elétrica. Toda atividade 
muscular é fortemente dependente das propriedades elétricas das células constituintes dos músculos 
esqueléticos, lisos e cardíacos. 
 
 Os músculos esqueléticos são 
responsáveis pela produção dos 
movimentos voluntários dos 
membros e tronco e da cabeça 
 Os músculos lisos envolvem órgãos 
ou estruturas como o estômago, 
intestino ou vasos sanguíneos, e as 
suas contrações involuntárias são 
coordenadas pelo sistema nervoso 
autônomo. 
 Os músculos cardíacos apresentam características dos músculos esqueléticos e lisos e tem a 
particularidade de contrair-se espontaneamente. 
 As fibras musculares do coração e as fibras musculares estriadas, com seus sistemas tubulares longitudinais 
e transversais, ao serem excitadas, também geram corrente elétrica que se propagam de uma célula para a 
vizinha, e assim por diante. 
 Nos músculos cardíacos e nos lisos, as células estão em contato fechado, e existem ligações por fendas em 
pontos específicos, nos quais as membranas de células adjacentes se fundem. 
 É por esses locais que ocorrem o transporte de íons que, por sua vez, desencadeiam a propagação e 
excitação elétrica de uma célula a outra célula vizinha. 
 Bioeletricidade dos músculos 
2 
 
 Os músculos são constituídos 
por células denominadas fibras 
musculares, que possuem 
diâmetro entre 10 a 100 µm e 
um comprimento de até 20 cm, 
aproximadamente, e seus 
extremos estão ligados a 
tendões. 
As fibras musculares são 
compridas e com muitos 
núcleos. Cada célula contém 
muitas miofibrilas, ou conjunto 
paralelo de fibras contráteis; 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3 
 
 As miofibrilas estão divididas pelas linhas Z 
em sarcômeros (unidade contrátil do 
músculo). 
 Entre as linhas Z, quando o músculo está relaxado, temos filamentos grossos e finos regularmente 
espaçados. 
 Durante a contração do músculo, os filamentos grossos deslizam entre os finos, encurtando o sarcômero. 
 
 O filamento grosso contém majoritariamente a 
proteína miosina, cuja estrutura apresenta pequenas 
cabeças móveis que tem afinidade com a proteína 
actina, que é o principal constituinte dos filamentos 
finos. 
 Durante a contração muscular, ocorre um mecanismo 
de ligações cruzadas entre essas proteínas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4 
 
 Os locais da actina que se ligam às cabeças de miosina estão em repouso e são inacessíveis. Quando os íons 
Ca++ chegam a esses locais, tornam-se acessíveis e permitem a ligação da miosina. Essa liberação de íons 
Ca++ é consequência do aparecimento de um Potencial de ação, na membrana (excitabilidade elétrica), em 
torno da fibra muscular. 
 Normalmente um potencial de ação de 1 a 2 ms gera uma contração muscular que pode durar até 100 ms, 
pois a liberação de íons Ca++ é muito rápida, ao passo que sua remoção é um processo lento; Dessa forma, 
demora-se mais para alcançar o repouso após a contração muscular. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 A origem dos potenciais de ação nos 
músculos esqueléticos e sua ligação com os 
terminais nervosos de neurônios motores. 
O terminal do axônio de um neurônio motor 
que conduz um sinal elétrico se liga a 
membrana de uma fibra muscular, 
provocando a despolarização do terminal 
axônio, de intensidade suficiente para 
originar a abertura dos canais de cálcio, 
permitindo a passagem de íons Ca++ ao 
interior do terminal axonal. 
 
 
Ca
2+ 
5 
 
 
 Essa ligação estimula a fusão das vesículas 
sinápticas com a membrana da fibra muscular e sua 
consequente liberação na fenda sináptica. 
 A ligação das vesículas sinápticas na membrana 
pós-sináptica tem como consequência a abertura 
dos canais para a passagem de cátions originando 
um fluxo de íons Na+ que resultará na 
despolarização da membrana da fibra muscular. 
Essa despolarização é transmitida através de 
condutores transversos ao retículo 
sarcoplasmático que envolve a miofibrila. 
 A despolarização tem intensidade suficiente para 
abertura dos canais de cálcio no retículo 
sarcoplasmático, permitindo o fluxo de íons Ca++ desde o lúmen do retículo ao sarcoma (ou citoplasma) da 
fibra muscular. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
6 
 
 Junções neuromusculares 
 Em síntese, a troca de informações nas junções 
neuromusculares é semelhante ao que acontece nas 
sinapses químicas, ou seja, o potencial de ação, ao 
chegar ao terminal do axônio, libera 
neurotransmissores que são reconhecidos pela 
membrana da fibra muscular, que, ao serem 
detectados, desencadeiam a abertura dos canais de 
cálcio, iniciado a contração. 
 
 Músculos lisos 
 Os músculos lisos recobrem a maior parte dos órgãos (sistema digestivo, bexiga, passagens respiratórias, 
etc.) e uma parte dos vasos sanguíneos. Esses músculos tem a capacidade de se esticar e manter a tensão 
por períodos longos e se contraem involuntariamente, já que o sistema nervoso faz isso de maneira 
automática 
Exemplo: o estômago e os intestinos fazem trabalho muscular o dia todo e, na maior parte do tempo, não 
se percebe o que se passa por lá. 
 Os músculos lisos podem ser de uma só unidade ou multiunitários. 
 Unitário: encontrado na parede da maioria das vísceras, vias biliares, ureteres, útero e muitos vasos 
sanguíneos. 
 Multiunitário: presente na musculatura do musculo ciliar dos olhos e na íris dos olhos, músculo 
eretor de pelos. 
 
 As fibras constituintes do tecido do músculo liso são células em forma de carretel, com apenas um núcleo. 
Com tamanho entre 50 a 200 µ de comprimento e 2 a 10 µ de diâmetro. 
 Não possuem estrias ou sarcômeros e, em geral, apresentam feixes ou camadas; as membranas das células 
são aderentes entre si e, em 
diversos pontos, essas junções são 
abertas, o que permite o fluxo de 
íons de uma célula a outra, de 
modo que o potencial de ação se 
propaga de uma fibra para a 
seguinte,fazendo com que todas 
as fibras musculares se contraiam 
ao mesmo tempo. 
7 
 
 Diferente das células de músculos esqueléticos, as células de músculos lisos não possuem retículo 
sarcoplasmáticos organizados. No interior dessas células, existem filamentos de actina (filamentos finos) e 
miosina (filamentos grossos). Esses filamentos estão igualmente sobrepostos, sendo seu mecanismo de 
contração semelhante ao músculo esquelético, com a diferença de que os filamentos estão ancorados na 
membrana da célula e em certos pontos do citoplasma denominados corpos densos. 
 As fibras nervosas autonômicas, que atingem o músculo liso, em geral ramificam-se sobre uma camada de 
fibras musculares. Quando existem muitas camadas de fibras musculares, na maioria das vezes, as fibras 
nervosas inervam a 
camada mais externa e, 
pela propagação do 
potencial de ação através 
da massa muscular, 
atingem as camadas mais 
internas. 
 Geralmente, as fibras 
nervosas não fazem 
contato direto com as 
fibras musculares, mas 
formam junções difusas 
que secretam os 
transmissores no fluido 
intersticial a uma 
distância muito pequena 
das fibras musculares. 
 A contração regulada por miosina dos 
músculos lisos é dependente da quantidade 
de íons cálcio libertada, visto que o 
potencial de ação induz contração somente 
em uma porção das fibras musculares. 
No musculo esquelético, um potencial de 
ação é capaz de induzir contração em todo 
o músculo. 
 
 
 
 
8 
 
 Acoplamento excitação-contração 
 Os íons Ca++ se originam fora da 
célula e ligam-se a proteína 
Calmodulina no músculo liso. Após a 
ligação ao Ca++, a calmodulina 
associa-se com outras proteínas, como 
enzimas, levando ao aumento de sua 
atividade. 
 O complexo de enzimas quebra o ATP 
em ADP e transfere um Pi diretamente 
para a miosina (fosforilação), 
ativando-o para formar pontes 
cruzadas com a actina. Quando o 
cálcio é bombeado para fora da célula, o Pi é removido da miosina (desfosforilada) por outra enzima, 
deixando-a inativa e fazendo com que o músculo relaxe. 
 Normalmente, o potencial de repouso das fibras musculares é de -50mV a -60mV. No músculo liso de uma 
só unidade (ou visceral), o potencial de ação é o mesmo do músculo esquelético e pode ocorrer como 
potencial em ponta ou potencial com platôs. No músculo liso multiunitários, normalmente não ocorrem 
potenciais de ação. 
 O potencial de ação de ponta pode ser induzido por estímulos elétricos ou por hormônios e é semelhante 
ao dos músculos esqueléticos, com duração de 10ms a 50 ms. 
 O potencial de ação com platô tem início de maneira semelhante ao de ponta, mas a fase de repolarização 
é lenta, criando-se um platô. Assim, as contrações podem ser retardadas por períodos prolongados, como 
no caso das fibras do músculo cardíaco. 
 Potencial de ação unitário 
 O fluxo de íons Ca++ para o interior da fibra muscular é o 
principal responsável pelo potencial de ação. 
 Para acontecer o relaxamento dos elementos contráteis do 
músculo liso, é necessário que seja removido o Ca++, o que 
é realizado por bombas de cálcio que transportam os íons 
cálcio para fora da fibra muscular lisa, lançando-o para o 
meio extracelular ou transportando-o para o interior do 
retículo sarcoplasmático. 
 
 O funcionamento dessa bomba é muito lento se comparado 
com a bomba de ação rápida do retículo sarcoplasmático do 
músculo esquelético. 
 Como os canais de cálcio se abrem mais lentamente do que 
os canais de sódio, isso explicaria grande parte por que os 
potenciais de ação das fibras musculares lisas são mais lentas 
que os dos neurônios e das fibras musculares esqueléticas. 
9 
 
 
1 
 
Professora: Fernanda Ragazzi 
Disciplina: Biofísica 
BIOELETRICIDADE DO CORAÇÃO 
 Introdução 
 Na estrutura do coração, encontramos três tipos principais de músculos cardíacos: 
1. Atrial e Ventricular, que se contraem de maneira semelhante ao músculo estriado, com a presença 
de células contráteis. 
2. Fibras musculares excitatórias e condutoras, que se contraem de modo mais fraco, apresentam ritmo 
e velocidade de condução variável, e que apresentam células condutoras do PA. 
 
 Caminhos do impulso elétrico 
 Músculo do miocárdio 
 Sempre que uma célula muscular 
se contrai, um pulso de 
despolarização elétrica move-se ao 
longo da célula, o que produz uma 
diferença de potencial na célula – 
miocárdio (músculo do coração). 
 As células miocárdicas e as 
nervosas são muito semelhantes 
com relação ao modo como os íons 
dão origem a polarização de suas 
membranas. 
 Uma diferença importante entre 
elas é que, entre as células 
miocardiais, há regiões de contato, 
através das quais os sinais elétricos podem ser transmitidos de uma célula a outra – discos intercalares. 
 No estado de repouso, o potencial do citoplasma das células auriculares é aproximadamente -70 mV e das 
células ventriculares, em torno de -90 mV . 
 O músculo cardíaco não é estimulado diretamente pelo sistema nervoso. 
 Existe um pequeno número de células cardíacas, com capacidade de gerar seu próprio potencial de ação. 
 Essas células são autorrítmicas e estão em nodos, feixes e fibras localizadas em zonas bem definidas do 
coração. 
 O potencial de ação é transmitido por essas 
células, em cadeia, por todo coração, fazendo com 
que o tecido muscular cardíaco se contraia. 
 Potencial de ação inicia sua propagação no nodo 
sinoatrial (AS) e vai tomando formas de duração 
diferentes enquanto está se propagando. 
 Em cada uma dessas zonas, a frequência com que 
se gera o potencial de ação é diferente. 
 
 Bioeletricidade 
 Ao originar um batimento cardíaco, a excitação é 
iniciada no nodo SA localizado na aurícula direita. 
2 
 
 Os potenciais de ação são gerados a uma frequência de 1.17 a 1,33 Hz e se propagam pelas fibras que 
compõem o sincício atrial com velocidade variando entre 0,2 a 1 ms. 
 Em aproximadamente 80 a 100 ms, a excitação atrial é completada. 
 Os músculos da aurícula estão separados do ventrículo por fibras de tecidos conectivos que não transmitem 
o impulso. 
 A única conexão entre a aurícula e o ventrículo é o tecido nervoso denominado nodo AV, com velocidade 
de condução baixa de cerca de 0,05 ms, e a excitação de 40 ms. 
 Durante os 40 ms subsequentes, a excitação se propaga rapidamente através do feixe de Hiss, dos ramos 
de condução de fibras e das fibras de Purkinje, que constituem o sincício ventricular. 
 
 Transmissão do impulso cardíaco através do coração 
 O potencial de ação que se propaga no coração pode ser de ação rápida ou lenta. 
 O de ação rápida conduz impulso com velocidade rápida e se inicia com grande velocidade de ascensão 
(150 mV/s) a partir do potencial de repouso da célula (-80 
a -90 mV) e apresenta-se nas células musculares atriais e 
ventriculares normais e nas fibras de Purkinje. 
 O potencial de ação lenta conduz o impulso com 
velocidade muito baixa e se inicia com velocidade de 
ascensão de no máximo 10 mV/s, a partir do potencial de 
repouso da célula (entre -40 a -70mV) e apresenta-se nas 
células dos nodos sinoatrial (SA) e atrioventricular (AV) 
normais. 
 Os tempos empregados pelo impulso cardíaco a partir do 
nodo SA, para aparecer em diferentes partes do coração 
pode ser observado na figura anterior. 
 Observe que o estudo apresenta um retardo ao passar do 
átrio para o ventrículo. 
 No nodo, a velocidade de propagação é de ordem de 0,05 m/s, requerendo um tempo da ordem de 0,4 s 
para completar a excitação do nodo. 
 Aproximadamente em 0,04 s a partir do nodo AV, a excitação se propaga pela região ventricular. 
 Pelo modelo tradicional, as frentes de onda que representam a propagação da excitação apresentam-se 
como porções de circunferências. 
Células não auto-excitáveis = átrios e 
ventrículos e sistema purkinje 
Células auto-excitáveis= nodo AS 
 
 PA células não auto-excitáveis 
 Ao analisar o potencial de ação que se 
propaga nas células cardíacas que não 
apresentam autoexcitabilidade, 
encontramos duas diferenças importantes 
com relação ao potencial de ação nas células 
neuronais: 
 Tempo de duração do potencial de ação. 
 Os canais participantes da despolarização e repolarização da membrana cardíaca são canais de Na, K 
e Ca. 
3 
 
 Mas, a origem do potencial de repouso nas células cardíacas e neuronais é a mesma, ou seja, as 
membranas apresentam diferentes condutâncias para íons Na+ e K+. 
 
 Potencial de ação cardíaco 
 Átrio, ventrículos e sistema Purkinje 
 Fase 0 = estímulo elétrico e entrada de sódio na célula = deflexão ascendente. 
 Fase 1 = fechamento dos canais de sódio e saída de potássio = repolarização inicial. 
 Fase 2 = entrada de cálcio e saída de potássio = fase Platô = equilíbrio. 
 Fase 3 = continua o efluxo de potássio com baixa entrada de cálcio = repolarização definitiva. 
 Fase 4 = equilíbrio das correntes iônicas, potencial de repouso. 
 
 Potencial de membrana – não autoexcitáveis 
 O potencial de repouso toma 
valores entre -90 a -60 mV. Nessas 
condições, os canais retificadores 
tardios de K+ estão 
majoritariamente abertos, por essa 
razão, o valor do potencial de 
repouso é predominantemente 
determinado pelo potencial 
eletroquímico do potássio. 
 O potencial de membrana é 
desencadeado a partir da fase 4 e 
em resposta a um estímulo, ocorre 
em aproximadamente 1 ms uma 
rápida despolarização (fase 0) até 
um pico da ordem de +20 mV com o crescimento da concentração de íons Na+. 
 Existem evidências de que a condução dos íons 
Na+ é a mais envolvida para que o potencial de 
membrana alcance valores positivos. 
 Após a fase 0, inicia-se uma rápida e curta 
repolarização (fase 1), logo, temos um período 
relativamente longo, no qual a polarização sofre 
pouca alteração (fase 2 - platô). 
 Esse platô é finalizado por uma rápida 
repolarização (fase 3) até se chegar ao nível de 
polarização da fase inicial (fase 4). 
 Como consequência da despolarização da 
célula, o potencial de ação gerado tem duração 
de 200ms a 300ms. 
 
 Potencial de ação - autoexcitáveis = Nodo AS 
 Nas células cardíacas autoexcitáveis (células marca-passo), o 
potencial de ação é dividido em 3 fases. 
 Fase I (fase 0) – caracterizada por uma rápida despolarização. 
 Fase II (fase 3) – repolarização 
4 
 
 Fase III (fase 4) –com despolarização lenta até o limiar para novos potenciais de ação. 
 
 Potencial de ação - autoexcitáveis = Nodo AS 
 Fase I (fase 0) – deflexão ascendente – entrada de cálcio na célula. 
 Fase II (fase 3) – repolarização – saída do potássio. 
 Fase III (fase 4) – despolarização espontânea – responsável pela regulação da frequência cardíaca, e 
que determina o ritmo do coração – ocorre por entrada de sódio. 
 
 Leitura do ECG 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Transmissão do impulso cardíaco através do coração 
 Onda P: despolarização atrial (contração atrial). 
 Pausa antes da onda QRS no AV para evitar passar todos os estímulos para o ventrículo. 
 Onda QRS: complexo de 3 ondas, despolarização ventricular (sístole ventricular), descendo pelo feixe 
de his (de forma muito rápida). 
 Onda T: base 
larga e lenta, corre 
célula a célula 
(repolarização 
ventricular) 
 Onda U: 
repolarização dos 
músculos 
papilares. 
 Repolarização 
atrial dentro da 
onda QRS 
(discreta) 
 
1 
 
Disciplina: Biofísica 
Professor: Ramon de Sousa Rego 
Modalidades sensoriais 
 ALGUMAS MODALIDADES SENSORIAIS 
 Ao explicar o que se entende por excitabilidade celular, foi dito que é o estímulo externo que age sobre a 
célula e que pode ser fraco e rápido ou forte e duradouro, originando em ambos os casos, uma 
despolarização da biomembrana da célula receptora ou potencial receptor de amplitude graduável. 
 Essa resposta será sempre proporcional a intensidade do estímulo. 
 As fibras condutoras da célula excitável decodificam a intensidade do potencial receptor em função da 
frequência dos potenciais de ação resultantes. 
 A quantidade de neurotransmissores liberados na fenda sináptica será proporcional à frequência de 
duração do potencial de ação. 
 Amplitude do potencial receptor é proporcional à intensidade do estímulo. Os potenciais de ação 
resultantes têm frequência e duração variado, influenciando na quantidade de neurotransmissores liberados 
na fenda sináptica. 
1. Os estímulos sensoriais têm natureza física e/ou química; 
2. A transformação desses estímulos em potencial elétrico pelos receptores sensoriais é denominada 
transdução sensorial; 
3. Tanto os neurônios como as células sensoriais secundárias são altamente específicas; 
4. A resposta elétrica decorrente da despolarização induzida na membrana celular é denominada 
potencial receptor e é proporcional à intensidade do estímulo. 
 O potencial receptor gera um potencial de ação que se propaga ao longo do axônio do neurônio sensor. 
No sistema nervoso central se gera um potencial de ação que se propaga através do neurônio motor. 
 
2 
 
 Com isso, esquematicamente é representado como o estímulo sensorial, ao incidir no receptor sensorial, 
gera um potencial receptor, que gerará a propagação do potencial de um potencial de ação ao longo do 
axônio de um neurônio sensor localizado no sistema nervoso periférico. 
 A sinapse nervosa no sistema nervoso central gera a propagação de um potencial de ação através dos 
neurônios motores. 
 PROPRIEDADES E TIPOS DE RECEPTORES SENSORIAIS 
 No reino animal, os órgãos sensoriais são estruturas como células especiais que asseguram uma 
transmissão rápida das sensações detectadas; eles funcionam como filtros específicos para as diferentes 
formas de energia no meio ambiente. 
 PROPRIEDADES E TIPOS DE RECEPTORES SENSORIAIS 
 Os receptores sensoriais podem ser terminações nervosas ou células sensoriais secundárias e estão 
localizadas em posições estratégicas do corpo, para captar melhor os estímulos sensoriais. 
 Eles apresentam especificidade de resposta aos estímulos naturais. 
 Por exemplo: possuem um potencial limiar muito baixo, de modo que sua sensibilidade é máxima ao 
estímulo natural. 
 A origem da somática pode ser: 
 No próprio corpo – proprioceptiva, através dos músculos, tendões ou das articulações. 
 Fora do corpo – exteroceptivas, através dos sentidos especiais (audição, equilíbrio, gustação, olfação 
e visão), localizados na cabeça, ou detectores como pele, músculo e etc, localizado em todo o corpo. 
 
3 
 
 ÓRGÃOS SENSORIAIS LOCALIZADOS NA CABEÇA E AS FONTES EXCITATÓRIAS DE CADA UM DELES 
 QUIMIORRECEPTORES 
 São receptores sensíveis às substâncias voláteis 
dispersas no ambiente (caso do olfato) ou substâncias 
químicas que se solubilizam na saliva (caso do paladar). 
 O sistema olfativo de um humano possui em torno de 
300 receptores para detectar até 10.000 odores 
diferentes. 
 As partículas de odores presentes no ambiente 
entram pelo nariz e são captados por cílios de 
neurônios presentes na mucosa nasal. 
 Cílios de neurônios são estimulados; o potencial 
resultante do estímulo é conduzido até o cérebro, onde 
os sinais são interpretados. 
 Na membrana de uma célula sensorial olfatória, os 
estímulos químicos denominados odorantes geram um 
potencial receptor; 
 Os potenciais receptores são conduzidos pelas fibras 
nervosas dos neurônios sensoriais do bulbo olfativo até 
o cérebro. 
 No cérebro, os sinais são interpretados e associados 
a um objeto ou substância específica (percepção). 
4 
 
 Em humanos, as células gustativas das papilas do paladar não são neurônios, elas são células epiteliais 
(epitélios sensoriais) modificadas – também denominadas células sensoriais secundárias – com capacidade 
de realizar a transdução sensorial. 
 MECANORRECEPTORES 
 São receptores sensíveis à energia transmitidapelas ondas mecânicas de pressão ou de vibração (caso do 
tato) ou pelas ondas mecânicas sonoras (caso da audição). 
 Quando a pele experimenta uma pressão mecânica, o estímulo de origem mecânica age sobre receptores 
cutâneos, que são os neurônios sensoriais que se apresentam em duas formas: 
1. Em uma célula em terminação livre (Merkel) 
2. Em outra terminação encapsulada (corpúsculo de Pacini, de Ruffini, de Meissner, de Krauser). 
! OBS: Alguns tipos de receptores cutâneos adaptam-se facilmente à presença de estímulos inofensivos, 
como a roupa que cobre a pele. Quando o estímulo externo é uma onda mecânica sonora, os receptores 
são células sensoriais ciliadas (células mecânicas secundárias), localizadas no ouvido interno. 
 
 FOTORRECEPTORES 
 São receptores sensíveis aos fótons transmitidos pelas ondas luminosas. 
 A luz origina indiretamente a abertura de canais iônicos, dando origem a um potencial receptor. 
5 
 
 CÉLULAS FOTORRECEPTORAS 
 O mecanismo da visão acontece através dos olhos. 
 A incidência de luz visível nos olhos é o agente que fornece a energia necessária para que as células 
especializadas em seu interior sejam excitadas. 
 O potencial de ação por causa dessa excitação é conduzido ao cérebro, onde é interpretada a 
perturbação gerada nas células do interior do olho. 
 Essa interpretação físico-biológica do efeito da excitação decorrente dessa radiação eletromagnética 
depende da estrutura do receptor de luz ou olho. 
 Os estímulos recebidos através do sentido da visão são detectados por células fotossensórias. 
 Essas células, além de ter como função interpretar os estímulos na linguagem do sistema nervoso, 
podem ser consideradas 
amplificadores biológicos, isto é, a 
energia liberada após sua 
excitação é proporcional ao 
próprio metabolismo da célula, e 
não pelo estímulo externo. 
 Em geral, um único fóton pode ser 
suficiente para excitar uma célula. 
 Quando a luz incide no olho é 
muito intensa, a sensibilidade e, 
portanto, a amplificação da 
energia pelas células 
fotossensórias são baixas. 
 As células visuais nos vertebrados 
são de dois tipos: bastonetes ou 
cones, e são encontradas na 
retina do olho. 
 No olho humano, as células 
receptoras das cores são denominadas cones e as células sensíveis a baixos níveis de intensidade 
luminosa e não sensíveis a cor, são chamados bastonetes. 
 A retina contém aproximadamente uma quantidade na ordem de 109 bastonetes e 106 cones, e os 
terminais dessas células estão ligadas às fibras nervosas. 
 Pigmentos visuais ou proteínas sensíveis a luz são encontrados nos cones e bastonetes. 
 A sensibilidade dessas células à luz, é devida a um pigmento denominado rodopsina. 
 Nos cones, há vários tipos de rodopsinas, o que 
possibilita visão colorida. 
 Existem três tipos de cones: cone S, que contém o 
pigmento β (azul); cone M, que contém o pigmento ɣ (azul 
esverdeado) e o cone L, que contém o pigmento ρ (verde 
amarelado). 
 O pigmento β é sensível a ondas luminosas de 
comprimento entre 400 a 500 nm; 
 O pigmento ɣ é sensível a ondas entre 450 a 630 nm. 
 O pigmento ρ é sensível a ondas entre 500 a 700 nm. 
 Quando um pigmento absorve fótons de luz, a energia 
absorvida origina uma mudança de conformação, o que 
desencadeia eventos moleculares que levam a excitação da 
célula. 
6 
 
 A célula uma vez excitada, ativa os neurônios da retina, transmitindo as informações recebidas 
através do nervo óptico até o cérebro. 
 
 PERCURSO DO SINAL LUMINOSO E DA INFORMAÇÃO VISUAL 
 Quando a luz entra no interior do olho ao chegar na retina, inicialmente atravessa a camada de 
neurônios ganglionares, cujos axônios constituem o nervo óptico. 
 Continuam através das células amácrinas, bipolares e horizontais, com mínima distorção da luz 
devido as camadas das células nervosas serem transparentes. 
 Chegam aos cones e bastonetes (células receptoras) que contém fotorreceptores, cuja excitação 
criará um potencial de ação. 
 A camada de fotorreceptores fica voltada contra a direção da chegada da luz para evitar reflexões 
luminosas que se devem a camada pigmentar (que absorve totalmente a luz) 
 O fluxo da informação visual acontece 
em sentido oposto: células 
fotorreceptoras – células bipolares – 
células ganglionares. 
 Os neurônios ganglionares conduzem 
para o cérebro (na região do córtex 
visual) na forma de um potencial de 
ação o resultado final do 
processamento visual. 
 Nesse trajeto, as células horizontais 
também recebem informações dos 
fotorreceptores e influenciam as células 
bipolares, ao passo que as células 
amácrinas influenciam a excitabilidade 
das ganglionares. 
 
1 
 
Professor: Ramon de Sousa Rego 
Disciplina: Biofísica 
Biofísica da visão 
 INTRODUÇÃO 
 A visão dos 
espécimes vivos, 
acontece através dos 
olhos, cujo 
funcionamento é uma 
resposta à ação da 
luz. 
 O termo luz é 
utilizado para 
designar a radiação 
eletromagnética na 
faixa de luz visível e 
um pouco fora dessa 
faixa. 
 Esse intervalo de 
frequência contém as 
correspondentes 
cores que vão desde o violeta até o vermelho, variando de 4 x 10-7 m e 7 x 10-7 m ou frequência entre 7,5 
x1014 Hz e 4,3 x 1014 Hz. 
 A luz ultravioleta é uma faixa de radiação eletromagnética com frequência menor que 4,3 x 1014 Hz. 
 A luz infravermelha é uma faixa de radiação eletromagnética com frequências maiores que 7,5 x1014. 
 
 IMPORTÂNCIA DA LUZ 
 A luz propaga energia sem propagar massa, sendo importante para todo tipo de vida que existe na 
Terra. 
 Além disso, ela proporciona aos espécimes, informações sobre o meio ambiente que são vitais para 
sua sobrevivência. 
 A natureza da luz pode ser ondulatória (nesse caso, apresenta-se como ondas transversais) ou 
corpusculares (constituída por corpúsculo ou quantum de energia. 
 Pode-se afirmar que a indecência de luz nos olhos é quem fornece a energia necessária para que 
células especializadas, localizadas em sua estrutura, sejam excitadas. 
 O potencial receptor resultante do estímulo luminoso gera potenciais de ação que são conduzidos 
pelas células nervosas até o cérebro, onde é interpretada a mensagem do estímulo. 
 A interpretação físico-biológica da excitação produzida por essa radiação eletromagnética depende 
da estrutura da célula receptora presente no olho. 
 Em alguns espécimes, sobretudo em mamíferos, a percepção das cores pelo sentido da visão é 
essencial, e os mecanismos para isso dependem de fatores evolucionários, que provavelmente estão 
ligados à necessidade de busca e reconhecimento dos alimentos. 
 Nos primatas herbívoros, a percepção das cores é importante para encontrar alimentos adequados; 
 Em mamíferos de hábitos noturnos, os mesmos possuem um sistema de percepção de cores cuja 
sensibilidade é bastante reduzida, visto que não há luz suficiente para o funcionamento das células 
especializadas. 
 
2 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 FORMATO DOS OLHOS 
 No reino animal, a forma dos olhos é bastante diversificada, porém independente de sua forma, em geral 
encontramos em sua estrutura células fotorreceptoras e uma camada com pigmentos. 
3 
 
 Os olhos em forma de cálice e de vesícula: fazem com que os feixes de luz que incidem no olho, 
tenham direção bastante limitadas, pelo fato de a abertura por onde passam ser estreita. 
 Algumas espécies apresentam uma lente na abertura dos olhos e, nesse caso, o feixe de luz incidente 
experimenta uma refração antes de chegar a retina. 
 
 PROCESSO DE REFRAÇÃO 
 A refração da luz é o fenômeno físico que está ligado na formação da imagem dentro do olho. 
 Esse processo permite que a luz seja transmitida de um meio para outro diferente, ou seja de fora do olho 
para dentro. 
 Nesta mudança de meios a frequência da onda luminosa não é alterada, embora sua velocidade e o seu 
comprimento de onda sejam. 
 Com a alteração da velocidade de propagação ocorre um desvio da direção original,que acabam se 
encontrando na retina que formará a imagem 
 FORMATO DOS OLHOS 
 A forma dos olhos dos vertebrados, apresenta uma lente de forma adequada para que os feixes de 
luz refratados cheguem a uma maior área da retina, a qual possui um formato côncavo. 
 Os cefalópodes, uma classe de moluscos, apresenta forma de olhos semelhante à dos vertebrados. 
 Algumas formas de olhos apresentam um conjunto de lentes de tamanhos diferentes alinhadas em 
séries, como é o caso dos copépodes (alguns crustáceos). 
4 
 
 O arranjo das células fotorreceptoras no interior do olho adapta-se à forma do olho. 
 As células fotorreceptoras podem estar alinhadas sobre: uma lâmina plana e lisa; um contorno em 
forma de cálice; um contorno vesicular; ou um contorno de forma convexa. 
 Os neurônios que transmitem a informação elétrica do estímulo luminoso estão ligados em série com 
terminais das células fotorreceptoras. 
 
 OLHOS COMPOSTOS 
 Os olhos dos artrópodes 
(insetos, crustáceos, mirípades, 
aracnídeos) e de alguns moluscos 
são denominados olhos 
compostos, por serem órgãos 
constituídos por um grande 
número de omatídios (pequenas 
facetas receptoras de luz que 
possuem lente e cone cristalino). 
 Essas facetas ou 
protuberâncias da membrana 
celular contém fotopigmentos, 
que absorvem fótons de luz. 
 
 
 
 
 
 
 
5 
 
 Número de omatídios nos 
artrópodes 
 Libélula: 28.000 
 Mutuca: 7.000 
 Mosca: 4.000 
 
! Observa-se que o amotídio possui várias componentes, entre elas o rabdoma, que apresentam uma 
camada interna de células retinulares, local onde encontramos a rodopsina ou os pigmentos 
fotossensíveis. 
 
 ANATOMIA DO OLHO 
 O olho dos vertebrados em geral é um órgão óptico cujo funcionamento é semelhante ao de uma câmera 
fotográfica com uma complexidade maior e é de primordial importância para todos os espécimes que o 
possuem. 
 Apresenta externamente: pupila, córnea, pálpebra, esclera, músculos extrínsecos e nervo óptico. 
 Apresenta internamente: cristalino, esclera, coroide e a retina constituída de fotorreceptores e 
células nervosas. 
 Ao incidir a luz sobre o olho, a luz atravessa pela pupila, que é uma abertura variável e é focalizada 
na retina pelo sistema córnea-cristalino. 
 Córnea: lente esférica, com formato perfeitamente circular, como se fosse a tampa de uma esfera. 
 Ela fica em cima na íris, que dá a cor dos olhos. 
 A córnea possui a função de focalização dos raios 
em uma outra estrutura chamada de Retina. 
 Cristalino: lente natural do olho, chamada de 
lente convergente. 
 Fica ligado aos músculos ciliares, músculos esses 
que usamos para apertar o cristalino e focar a 
imagem. 
6 
 
 O cristalino possui a função de concentrar os raios na 
retina, ou seja, focar os raios diretamente na retina. 
 Retina: local onde são projetadas as imagens dos 
raios luminosos que entram pela pupila, no cristalino. 
 Esses raios vão se encontrar na retina, que fica 
localizada atrás dos olhos, onde tem a presença de 
células especializadas, chamadas de cones e 
bastonetes, que permitem o reconhecimento da 
imagem. 
 
 Nervo óptico: localizado atrás da 
retina, e por meio dos cones e 
bastonetes, a imagem é transformada 
em impulso nervoso, e esses sinais 
são levados por meio do nervo óptico 
até o nosso cérebro, permitindo a 
capacidade de visão. 
 Cones e bastonetes: são células 
que recebem o estímulo luminoso e o 
transformam em um potencial 
receptor, que excita as células 
ganglionares fazendo com que elas 
disparem potenciais de ação por suas 
fibras que constituem o nervo óptico. 
 A pupila é a parte do olho que 
regula a quantidade de luz que incide 
no olho, além de, normalmente, poder mudar o diâmetro em até quatro vezes seu tamanho relativo. 
 
7 
 
 CONES E BASTONETES 
 A percepção de cores em mamíferos 
se faz pelos cones, que contém 
pigmentos sensíveis a regiões diferentes 
do espectro luminoso. 
 Os bastonetes, são células 
especializadas em escurecer a luz. Os 
mecanismos de fotorrecepção em 
ambas as células são similares. 
 
 
 BASTONETE 
 Seguimento externo: formato cilíndrico contém 
aproximadamente mil discos densamente empilhados, que 
estão fisicamente separados da membrana do segmento. 
 Na membrana do segmento externo e dos discos, está a 
proteína rodopsina (essa proteína nas células vivas, absorve luz 
verde com maior eficiência do que outras cores do espectro 
eletromagnético. 
 Seguimento interno: contém mitocôndrias, que 
fornecerão energia à célula, cílios que conectam os dois 
8 
 
segmentos, núcleo com retículo endoplasmático e um corpo sináptico, com muitas vesículas 
sinápticas. 
 Os neurotransmissores localizados dentro dessas vesículas são soltos na fenda sináptica após o 
segmento externo do bastonete absorver energia luminosa. 
 ETAPAS PARA A FORMAÇÃO DE UMA IMAGEM 
I. O estímulo luminoso externo proveniente do objeto passa pela lente do olho, atravessa o humor 
vítreo e chega à retina. 
II. Nessa parte do interior do olho, a célula fotorreceptora é excitada, criando um potencial receptor, 
que se propaga às células bipolares e, em seguida às células ganglionares. 
III. Nesta célula, cria-se um potencial de ação que se propaga através de suas ramificações, que 
constituem o nervo óptico, que transmite ao cérebro, onde o sinal será interpretado. 
 
 Características da visão 
A. Olho emétrope: olho saudável, 
que constrói as imagens em 
cima da retina, sem esforços 
contra os cristalinos nos 
músculos ciliares 
 Os defeitos visuais em grande 
número estão relacionados aos 
problemas de focalização, isto 
é, o olho não produz imagens 
nítidas dos objetos ou cenas. 
 
 
 
9 
 
B. Miopia: associada à dificuldade de 
enxergar objetos distantes. 
 Nesse caso, as imagens são 
focalizadas antes da retina. 
 Dificulta a identificação de objetos 
que estão longe. 
 Deve-se usar a lente divergente 
para abrir mais os raios para que cheguem 
a retina. 
 
 
 
 
 
C. Hipermetropia: associada a 
dificuldade de enxergar 
objetos próximos, nesse 
caso, as imagens são 
focalizadas atrás da retina. 
 Ao pegar um objeto para 
leitura, precisa afastar para 
focar. 
 A lente utilizada chama-se 
convergente para fechar os 
raios em cima do cristalino. 
 
 
 
 
 
 
D. Astigmatismo: é um 
defeito da visão que consiste na 
perda de focalização em 
determinadas direções em 
função da córnea. 
 Acontece quando a córnea 
tem curvatura irregular, da 
mesma forma que na miopia, 
existe a dificuldade em ver focar 
objetivos de longe. 
 Utiliza-se a lente 
divergente para a correção.