Biofísica - Unidades 3 e 4 - Marcela Pinto Moura

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BIOFÍSICA 
Profª Marcela Pinto Moura 
WEBCONFERÊNCIA II 
O QUE É O SOM? 
• Definição: 
 
 
o É uma onda do tipo mecânica (meio para propagação) e tridimensional (percebida em todas 
as direções), que se propaga de forma longitudinal. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
https://static.mundoeducacao.bol.uol.com.br/mundoeducacao/conteudo/ondas-sonoras(1).jpg 
https://i.em.com.br/K-
7bFrbmnDBpRV1PjgqrYt3nFL8=/820x0/smart/imgsapp.em.com.br/app/noticia_127983242361/2015/11/11/706844/20151112150813392077a.jpg 
OUVIDO HUMANO 
• Ondas sonoras 
o Quando as variações de pressão chegam as nossas orelhas, os tímpanos vibram e causam a 
sensação fisiológica do som. 
 
o O aparelho auditivo transforma as diferenças de pressão do som em pulsos elétricos, que 
são enviados para o cérebro onde causa a sensação psicofísica da audição. 
 
 
 
 
 
 
 
ESPECTRO AUDÍVEL 
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https://static.alunosonline.uol.com.br/conteudo_le
genda/f585614411747a94dbb33a81b1afec6d.jpg 
OUVIDO HUMANO – ANATOMIA 
https://www.infoescola.com/wp-content/uploads/2010/08/anatomia-orelha-ouvido-780609469.jpg 
http://biosom.com.br/blog/wp-content/uploads/2015/08/infogr%C3%A1fico-fatos-
interessantes-ouvido.png 
OUVIDO HUMANO 
• Ouvido interno: 
o Estrutura/Funções: 
• Labirinto ósseo 
o Canais semicirculares, utrículo e sáculo 
o Equilíbrio estático 
o Perilinfa (↑proteína) 
 
• Labirinto membranoso 
o Cóclea, janelas oval e redonda 
o Transdução mecanoelétrica 
o Energia hidromecânica  impulsos nervosos 
o Endolinfa (↑ potássio) 
 
 
 
CÓCLEA 
https://medpri.me/medprime/upload/editor/ouvi%207.png 
CÓCLEA 
https://s3.amazonaws.com/jaleko-blog-files/wp-content/uploads/2019/04/2.png 
ÓRGÃO DE CORTI 
https://www.infoescola.com/wp-content/uploads/2018/10/orgao-de-corti_625630376-1000x577.jpg 
Link do vídeo: 
https://pt-br.facebook.com/APhysiio/videos/1633489063444712/ 
OUVIDO HUMANO 
• Órgão de Corti 
o Transdução mecanoelétrica 
 
1) As vibrações mecânicas da membrana basilar causam deflexão mecânica do feixe de 
estereocílios (células ciliadas internas); 
2) Ocorre a abertura do canal de transdução que permite o influxo de Ca++ e K+ (↑↑↑), 
despolarizando a membrana celular; 
3) Os potenciais elétricos induzem contrações mecânicas rápidas das células ciliadas 
externas (eletrosmose), amplificando a vibração da membrana basilar; 
4) A inclinação e estimulação dos cílios gera despolarização das células ciliadas internas; 
5) Há liberação de neurotransmissores e formação de impulsos elétricos, que são 
transmitidos ao SNC pelo nervo auditivo. 
SISTEMA RESPIRATÓRIO 
• Funções 
 
o É responsável pelo processo de troca gasosas (oxigênio ↔ gás carbônico) 
o Contribui para a regulação do equilíbrio ácido-básico no sangue 
o Possibilita a vocalização (pregas vocais) 
o Participa da defesa contra agentes patogênicos e partículas estranhas 
o Proporciona uma via de perda de água e calor 
o Melhora o retorno venoso 
o Ativa certas proteínas plasmáticas (Circulação pulmonar) 
 
 
 
 
 
 
 
 
• Porções condutora e respiratória 
o Porção condutora 
• Permite a entrada e saída de ar. 
• O ar é limpo, umedecido e aquecido. 
• Epitélio possui diferentes composições 
• Fossas nasais, nasofaringe, laringe, traqueia, brônquios, bronquíolos e bronquíolos termin
ais. 
 
o Porção respiratória 
• Oxigênio inspirado passará para o sangue. 
• Gás carbônico presente no sangue passará para o sistema respiratório. 
• Bronquíolos respiratórios, ductos alveolares e alvéolos (trocas gasosas) 
 
 
 
 
 
 
 
https://s3.static.brasilescola.uol.com.br/img/2019/04/pulmoes.jpg 
SISTEMA RESPIRATÓRIO 
• Inspiração e Expiração: 
o Inspiração 
• Garante a entrada de ar no sistema respiratório. 
 Contração do diafragma e dos músculos intercostais 
 Expansão da caixa torácica 
 Diminuição da pressão em seu interior. 
 
o Expiração 
• Viabiliza a saída do ar do sistema respiratório. 
 Relaxamento dos músculos torácicos e do diafragma 
 Redução da caixa torácica 
 Aumento da pressão interna. 
 
 
 
 
Trabalho 
muscular 
 
Gasto 
energético 
Sem gasto 
energético 
SISTEMA RESPIRATÓRIO 
https://s1.static.brasilescola.uol.com.br/im
g/2019/04/inspiracao-expiracao.jpg 
FÍSICA DA VENTILAÇÃO PULMONAR 
• Mecânica respiratória: 
o Baseia-se no fluxo ar que entra e sai dos pulmões → Gradientes de pressão 
o Alta pressão → Pressão normal 
o Pressões primárias: 
• Pressão atmosférica 
 Pressão do ambiente externo, que tenta impedir a expansão das paredes torácicas. 
 
• Pressão intra-alveolar 
 Pressão do ar no interior dos alvéolos 
 Momento de repouso (s/ inspiração e s/ expiração): 0cm H2O (pressão atmosférica) 
 Inspiração: Pressão alveolar é cerca de –1cm H2O. 
 Expiração: Pressão alveolar é cerca de +1cm H2O. 
 
 
 
 
 
 
 
 
• Mecânica respiratória: 
o Pressões primárias (continuação...): 
• Pressão intrapleural 
 Pressão existente entre a pleura parietal e visceral (líquido pleural). 
 Sempre negativa (respiração normal) e menor que a pressão intra-alveolar. 
 Inspiração: Fica mais intensa e negativa (–7cm H2O). 
 Expiração: Aumenta para – 3 cm H2O. 
 
• Pressão transpulmonar 
 Diferença de pressão entre as pressões intrapleural e intra-alveolar. 
 controla a quantidade de ar que entra ou sai do pulmão. 
 ↑ Pressão transpulmonar ↑ Quantidade de ar que entra no pulmão. 
 
 
 
 
 
 
 
FÍSICA DA VENTILAÇÃO PULMONAR 
• Mecânica respiratória: 
o Fatores que afetam a ventilação pulmonar: 
• Complacência pulmonar (elasticidade dos pulmões + tensão superficial) 
 Tuberculose → Tecido cicatricial 
 Síndrome da angústia respiratória → Baixa produção (Surfactante) 
 
• Resistência das vias respiratórias 
 Raio dos túbulos das vias respiratórias inferiores (↓Raio ↑Resistência) 
 Pessoa normal: Baixa resistência (Palv ≈ Patm) 
 Mecânica respiratória, sistema nervoso autônomo, fatores químicos e estados 
patológicos 
 
 
 
FÍSICA DA VENTILAÇÃO PULMONAR 
• Asma brônquica 
o ↑ Resistência das vias respiratórias 
• Contrações espasmáticas (bronquíolos) 
• ↑ Secreção de muco 
• Inflamação das paredes dos bronquíolos 
 
 
 
https://s3.amazonaws.com/guiase/wp-content/uploads/sites/82/2017/05/17093031/asma2.png 
https://encrypted-
tbn0.gstatic.com/images?q=tbn%3AANd9GcS_3_ABVJLb2TVVsBjn8XAAFQi8
Uilti87bwvvsIuyP6FBMtZuO 
FÍSICA DA VENTILAÇÃO PULMONAR 
• Volumes respiratórios: 
o Espirometria 
• Técnica que mensura volumes e capacidades pulmonares → Espirômetro 
 
 
 
 
 
 
 
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tbn0.gstatic.com/images?q=tbn%3AANd9GcR8wNsq4LMTpdlIq3FY61bioWS7-
19tA6J8760wnmtE5CuD3Zt2 
FÍSICA DA VENTILAÇÃO PULMONAR 
Link do vídeo: 
https://www.youtube.com/watch?v=jWUUgYw5Xzw 
• Volumes respiratórios: 
 
 
o Volume corrente (VC) 
• Volume de ar que entra nos pulmões e sai deles durante uma única respiração não 
forçada. 
 
o Volume de reserva inspiratório (VRI) 
• Volume máximo de ar que pode ser inspirado a partir do fim de uma inspiração normal. 
 
 
o Volume de reserva expiratório (VRE) 
• Volume máximo de ar que pode ser expirado a partir do fim de uma expiração normal. 
 
 
o Volume residual (VR) 
• O ar remanescente nos pulmões após uma expiração máxima 
 
• Não pode ser medido na espirometria 
FÍSICA DA VENTILAÇÃO PULMONAR 
• Capacidades pulmonares: 
 
o Capacidade inspiratória (CI) 
• É o máximo de ar que pode ser inspirado ao final de uma expiração em repouso 
 Volume corrente + volume de reserva inspiratório 
 
o Capacidade vital (CV) 
• É o máximo de ar que pode ser expirado ao final de uma inspiração máxima. 
 Volume de reserva inspiratório + volume de reserva expiratório 
 
o Capacidade residual funcional (CRF) 
• É o volume de ar máximo contido nos pulmões entre duas respirações,com os músculos 
respiratórios relaxados. 
 Volume de reserva expiratório + volume residual 
 
o Capacidade pulmonar total (CPT) 
• É o volume de ar presente nos pulmões ao final de uma inspiração máxima. 
 Somatório dos 4 volumes respiratórios 
 
 
 
 
 
FÍSICA DA VENTILAÇÃO PULMONAR 
INTERPRETAÇÃO DA ESPIROMETRIA 
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Link do vídeo: 
https://www.youtube.com/watch?v=TZZajZHz5j0 
• Tipos de déficits 
o Déficits restritivos 
• Redução devida a processos que diminuem a complacência respiratória, dificultando a 
inspiração máxima 
 
• Fibrose intersticial • Doenças neuromusculares 
• Obesidade • Fratura de costela 
 
o Déficits obstrutivos 
• Devida a processos que aumentam a resistência das vias aéreas, limitando a expiração 
 
• Asma • Bronquite 
• Enfisema 
 
 
 
 
 
FÍSICA DA VENTILAÇÃO PULMONAR 
HEMATOSE PULMONAR 
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Link do vídeo: 
https://www.youtube.com/watch?v=vlY3AOnqLtk 
• Transporte de gases 
o Transporte de O2 
• Dissolvido (1,5%) → não é muito solúvel 
• Ligado à hemoglobina (98,5%) → ligação reversível 
 
o Fatores de influência 
• Temperatura → Altera a estrutura da Hb 
• pH → Modifica a curva de dissociação da Hb-O2 (Efeito bohr) 
• PCO2 → Altera a afinidade da Hb por O2 
• 2,3-BPG → Anemia e grandes altitudes 
• PO2 → Facilita/Limita a ligação do O2 à Hb 
• Monóxido de carbono → Substância tóxica (Ligação irreversível) 
 
 
 
 
 
HEMATOSE PULMONAR 
• Transporte de gases 
o Transporte de CO2 
• Dissolvido (5 a 6%) 
• Ligado à hemoglobina (5 a 8%) 
• Dissolvido no sangue (86 a 90%) → bicarbonato 
o Bicarbonato 
• Dióxido de carbono → Bicarbonato → Enzima anidrase carbônica 
• CO2 + H2O → Ácido carbônico → H
+ + HCO3+ (Equilíbrio ácido-básico) 
• Altas concentrações → Desvio de cloretos 
 Transferência de íons cloreto → Eritrócitos 
 Bicarbonato → Plasma 
• Efeito Haldane → O2 + Hb → H
+ e CO2 
 
 
 
 
HEMATOSE PULMONAR 
SOLUÇÕES, SUSPENSÕES E COLOIDES 
• Soluções: 
o São misturas homogêneas formadas por duas ou mais substâncias. 
o Os componentes de uma solução são denominados de soluto e solvente: 
 Soluto: representa a substância dissolvida (↓ Qtidade). 
 Solvente: é a substância que dissolve. 
o A água é considerada o solvente universal, devido ao fato de dissolver uma grande 
quantidade de substâncias. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SOLUTO + SOLVENTE = SOLUÇÃO 
https://static.todamateria.com.br/upload/fo/rm/formacaosolucaoquimica-cke.jpg 
SOLUÇÕES, SUSPENSÕES E COLOIDES 
• Soluções: 
o PROPRIEDADES DAS SOLUÇÕES: 
 As soluções também podem ser classificadas de acordo com o seu estado físico: 
 
 Pontos de fusão e ebulição característicos 
 Adição de soluto 
 Tensão superficial → Forças intermoleculares (coesão e adesão) 
 Substâncias surfactantes 
 Viscosidade: Medida de resistência ao fluxo de um líquido 
 Aumento da temperatura → Maior fluidez 
 Pressão osmótica 
 Soluções isotônicas, hipotônicas e hipertônicas 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SOLUÇÕES, SUSPENSÕES E COLOIDES 
• Suspensões: 
o É um subtipo de dispersão, referindo-se a uma mistura heterogênea constituída por duas ou 
mais fases 
 Fase externa ou dispersante (normalmente é um líquido) 
 Fase interna ou disperso (constituída por partículas sólidas insolúveis) 
 
o As duas fases podem ser separadas por filtração, ao contrário de uma solução, cujas fases não 
podem ser separadas por filtração. 
 
o As suspensões sedimentam rapidamente, ao contrário das soluções que não sedimentam. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SUSPENSÕES 
Água + cal 
https://www.naturaltec.com.br/wp-
content/uploads/2017/06/Tratamento_de_%C3%81gua_Mistura_Flocula%C3%A7%C3%A3o_Coagula%C3%A7%C3%A3o_Filtra%C3%A7%C3%A3o_-_2017-06-
26_13.01.26.png 
SOLUÇÕES, SUSPENSÕES E COLOIDES 
• Coloides: 
o São misturas em que as partículas dispersas são significativamente menores do que aquelas 
que podem ser percebidas a olho nu (partículas coloidais). 
 
 
o As partículas coloidais são capazes de perpassar por um filtro, mas não por uma membrana 
semipermeável. 
 
 
o Elas são grandes o bastante para refletir e dispersar a luz, dispersão esta conhecida como 
Efeito Tyndall. 
 
 
 
o Não sedimentam e, quando observados num ultramicroscópio, iluminado lateralmente, 
apresentam diversos pontos de luz que se movem rapidamente em ziguezague, movimento 
denominado Movimento browniano. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SOLUÇÕES, SUSPENSÕES E COLOIDES 
• Coloides: 
o Efeito Tyndall 
 
 
 No vasilhame em amarelo há uma solução, 
enquanto o outro contém uma suspensão coloidal. 
 
 
 O trajeto da luz através da suspensão coloidal pode 
ser visto porque a luz é desviada pelas partículas 
coloidais, como ocorre no vasilhame em vermelho. 
 
 
 No outro caso, a luz não pode ser desviada pelas 
moléculas do soluto na solução. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SOLUÇÕES, SUSPENSÕES E COLOIDES 
• Coloides: 
o De acordo com o tipo de partícula coloidal, os coloides podem ser classificados em: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ÁCIDOS E BASES 
• Ácidos – Características e aplicações: 
 
o São geralmente armazenados em recipientes de vidro, pois reagem com qualquer metal 
acima do hidrogênio, produzindo hidrogênio gasoso e sal. 
 
o Também reagem com carbonatos e bicarbonatos, formando dióxido de carbono, água e sais. 
 Antiácidos → Desconforto estomacal (azia) 
 
o Aplicações: 
 Ácido nítrico → verificar a presença de albumina no sangue (reação coagulante) 
 Ácidos dicloroacético e tricloroacético → remoção de verrugas 
 Ácido hipocloroso → desinfecção de pisos e paredes em hospitais 
 Ácido acetilsalicílico → usado como analgésico e antipirético 
 Ácido ascórbico → Vitamina C (tratamento de escorbuto) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ÁCIDOS E BASES 
• Bases – Características e aplicações: 
 
o Neutralizam ácidos fortes, formando água e sal, e reagem com determinados metais 
produzindo gás hidrogênio. Não podem ser armazenadas em recipientes de alumínio. 
 
o Reagem fortemente com proteínas e gorduras, o que causa queimaduras em contato com a 
pele. 
o Base é forte ou fraca → grau de ionização (atração por prótons) 
 
o Aplicações: 
 Hidróxido de sódio → remoção de gorduras e graxas (tubos obstruídos) e na produção de 
sabão. 
 Hidróxido de cálcio → diminuir a acidez do estômago e como antídoto (ácido oxálico) 
 Hidróxido de magnésio → diminuir a acidez do estômago e como laxante 
 Hidróxido de amônio → estimulante cardíaco e respiratório 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ÁCIDOS E BASES 
• pH (potencial hidrogeniônico) 
 
o Escala logarítmica que mede o grau de acidez, neutralidade ou alcalinidade de uma 
determinada solução 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
https://jacienio.files.wordpress.com/2014/12/escala-de-ph-01.jpg 
https://www.sobiologia.com.br/figuras/Oitava_quimica/pH.gif 
SAIS E TAMPÕES 
• Sais – Características e aplicações: 
 
o São compostos iônicos que contêm pelo menos um cátion da base e um ânion de um ácido, 
apresentando sabor salgado e são sólidos. 
 
o Formados através da reação de neutralização entre uma base forte (ex.: NaOH) e um ácido 
forte (ex.: HCl), gerando sal e água. 
 
 
o Aplicações: 
 Sulfato de bário → utilizado em radiografias do SGI (contraste). 
 Carbonato de cálcio e bicarbonato de cálcio → diminuir a acidez do estômago. 
 Cloreto de amônio → usado como diurético e expectorante. 
 Nitrato de prata → usado como germicida. 
 Hidrato de sulfato de cálcio → utilizado na produção de gesso. 
 
 
 
 
 
 
 
 
SAIS E TAMPÕES 
• Sais – Características e aplicações:o Aplicações (Cont.): 
 Cloreto de cálcio → usado para diminuir o tempo de coagulação do sangue. 
 Cloreto de sódio usado como sal de cozinha e na solução fisiológica para reposição 
intravenosa. 
 
• Solução tampão: 
 
o É uma solução aquosa capaz de resistir a mudanças de pH quando ácidos ou bases são 
adicionados. 
 
o A capacidade tamponante de um sistema tampão depende da concentração dos seus 
componentes. 
 
o Sistemas tampões são extremamente importantes em fluidos biológicos. 
 
 
 
 
 
 
TAMPÕES 
https://slideplayer.com.br/slide/13469389/81/images/43/Compensa%C3%A7%C3%A3o+dos+Dist%C3%BArbios+%C3%81cido-B%C3%A1sico+Simples.jpg 
MÉTODOS DE ANÁLISE EXPERIMENTAL 
• Importância e tipos 
 
o As soluções biológicas além da água (solvente), possuem um número elevado de 
componentes ( íons, moléculas pequenas, glicose, ureia, lipídeos complexos.....). 
 
o Estudar a composição quantitativa e qualitativa desses sistemas é indispensável. 
 
o Métodos biofísicos de separação e identificação dos componentes de uma solução biológica. 
 
 Cromatografia 
 Eletroforese 
 Fotocolorimetria 
. 
 
 
 
 
MÉTODOS DE ANÁLISE EXPERIMENTAL 
• Cromatografia 
 
o Técnica cuja finalidade é separar e identificar as substâncias presentes em uma mistura. 
 
o No sistema cromatográfico a mistura passa por duas fases: 
 
 Estacionária: constituída de um material poroso que serve de filtro 
 Móvel: que favorece a separação dos componentes da mistura. 
 
o E ainda o Suporte que é o componente onde a fase estacionária está ligada. 
. 
 
 
 
 
CROMATOGRAFIA 
https://lh3.ggpht.com/-AkqN7pF0nuw/VSU6-wJGfbI/AAAAAAAASrQ/qj6j848_klM/HPLC%25255B6%25255D.png?imgmax=800 
Link do vídeo: 
 
https://www.youtube.com/watch?v=pdExSwSZUvU 
MÉTODOS DE ANÁLISE EXPERIMENTAL 
• Eletroforese 
o É uma técnica que permite separar solutos por meio de suas diferentes taxas de migração em 
um campo elétrico. 
o É aplicada uma Diferença de potencial (DDP) ao sistema entre os eletrodos: cátodo (-) e 
ânodo (+). 
 
o Importantes no estudo de compostos com carga ou ionizáveis (p.ex.: DNA e proteínas) e 
sequenciamento de DNA. 
 
 
o Princípio: 
o A migração depende do tamanho das partículas e da carga. 
 
 
ELETROFORESE 
https://canal.cecierj.edu.br/012016/29c730d6aba0146d68b7355bd21b1961.jpg 
ELETROFORESE 
Link do vídeo 1: 
 
https://www.youtube.com/watch?v=vL3EfRx78
P0&feature=emb_logo 
Link do vídeo 2: 
 
https://www.youtube.com/watch?v=Y-
sl523tDEE&feature=emb_logo 
https://www.splabor.com.br/blog/wp-content/uploads/2018/10/eletroforese1.jpg 
MÉTODOS DE ANÁLISE EXPERIMENTAL 
• Fotocolorimetria 
o Método biofísico de análise de substâncias largamente utilizado em laboratórios de análises 
clínicas e em laboratórios de pesquisa. 
 Determinação da concentração de compostos em soluções. 
o É uma técnica de análise quantitativa em que é medida a intensidade de 
absorção (luz monocromática) de um composto químico em solução. 
 Absorbância → capacidade que tem uma solução de absorver uma certa quantidade de 
energia do feixe de luz incidente). 
 
 
o Princípio: 
 Baseia-se na relação existente entre a absorção de radiações eletromagnéticas e a 
concentração da substância em questão. 
 
 
MÉTODOS DE ANÁLISE EXPERIMENTAL 
• Fotocolorimetria 
o Equipamento utilizado é o Fotocolorímetro. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
https://static.wixstatic.com/media/b19fc3_73f631cb1c8d4c28b8ea9860bc1
fd7e4~mv2_d_2500_2500_s_4_2.png 
https://cdn.goconqr.com/uploads/node/image/48106121/3e436944-b74a-46e6-b9a7-af2887982d40.jpg 
Link do vídeo: 
https://www.youtube.com/watch?v=8J2LAU_7pMI 
OBRIGADA!