Biofísica - Introdução à Biofísica

7/23/2019 Biofsica - Introduo Biofsica

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Faculdades Integradas de Ourinhos-FIO

Prof. Dr. Andrey Borges Teixeira

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Biofsica

BIOFSICA

Introduo biofsica Bioeletricidade Biofsica do sistema cardiovascular Biofsica da respirao Biofsica da funo renal Biofsica da viso

Biofsica da audio Biofsica das radiaes Biotermologia Biofsica aplicada ultra-sonografia


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Referncias

HENEINE, I.F. Biofsica Bsica. So Paulo:

Atheneu, 2002.

GARCIA, E.A.C. Biofsica. So Paulo:

Sarvier, 2002.

GUYTON, A.C., HALL, J.E. Tratado de

Fisiologia Mdica. Rio de Janeiro:

Guanabara Koogan, 2001. AIRES, M.M. Fisiologia. Rio de Janeiro:

Guanabara Koogan, 1999.

Bom Profissional

1o Dia / 1o Ano

Frias = Estgio

Dia = 24 horas

Leituras complementares

Internet chat; blog; orkut; jogos SUCESSO

Cursos de atualizao Idiomas

Esporte e Alimentao

Lazer: quando merecido


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Interdisciplinaridade

rvore da Medicina

A CLULA

A clula a unidade viva bsica do corpo e

cada rgo um agregado de muitas

clulas diferentes, mantidas juntas por

estruturas intercelulares de sustentao,com capacidade de desenvolver funes

especficas.


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ORGANIZAO CELULAR

RETCULO ENDOPLASMTICO Redede estruturas tubulares e vesculasachatadas interconectadas e relacionadasao ncleo. Existe em dois tipos, o retculoendoplasmtico rugoso ou granular (RER)relacionado a ribossomos e responsvelpela sntese protica e o retculo

endoplasmtico liso ou agranular,responsvel pela sntese de substnciaslipdicas.

ORGANIZAO CELULAR

APARELHO DE GOLGI Intimamente

relacionado ao retculo, formado por

quatro ou mais camadas empilhadas de

delgadas vesculas achatadas.

responsvel pela eliminao de substncias.


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ORGANIZAO CELULAR

LISOSSOMOS organela vesiculares,

formadas a partir do aparelho de Golgi.

Contm vrias enzimas hidrolases e

responsvel pela digesto de substncias

no interior da clula.

PEROXISSOMOS formado a partir do

retculo, possui oxidases que realizam

detoxicao de substncias.

ORGANIZAO CELULAR

VESCULAS SECRETORAS OU GRNULOS

SECRETORES liberados a partir do aparelho de

Golgi, realizam a secreo de substncias.

MITOCNDRIAS organelas responsveis pela

produo de energia (metabolismo energtico).

NCLEO Contm as informaes genticas

(DNA) e responsvel pelo controle celular.


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ESTRUTURAS DA CLULA

HOMEOSTASIA

Reflete a manuteno das condies

estticas ou constantes do meio interno,

uma vez que o ambiente intracelular difere

do extracelular.


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Principais componentes inicos dos lquidos intra e extracelular

10.515299Uria, Protenas,

aminocidos,etc

10.542SO4--

422010HPO4--

24241010HCO3--

10610644Cl-

214020Mg++

422 X 10-410-4Ca++

44135135K+

1421421515Na+

(mEq/l)(mOsm/l)(mEq/l)(mOsm/l)ons

ConcentraoExtracelularConcentraoIntracelular

MEMBRANA CELULAR

A constncia dentro da clula (homeostasia)

mantida em grande parte pela ao de

membranas biolgicas que formam uma

barreira protetora que permite que somentecertas substncias passem para dentro ou

para fora da clula.


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Modelos propostos

das Biomembranas

Biomembrana: Protenas intrnsecas


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MEMBRANA CELULAR

Modelo do mosaico lquido

Protena: Protenas globulares embutidas (integrais

ou intrnsecas) em diferentes graus numa dupla

camada descontnua e fluda de fosfolipdios.

Outras perifricas (ou extrnsecas) compem o

citoesqueleto e o glicoclice.

MEMBRANA CELULAR

Modelo do mosaico lquido

Lipdios: Os fosfolipdios so molculas que

possuem duas longas caudas de cidos graxos

hidrofbicos e uma cabea contendo um grupo

fosfato hidroflico com carga eltrica (anfiptica). Em

ambas as camadas, as cabeas hidroflicas

apontam para fora da ligao do hidrognio comgua e as caudas oleosas de cidos graxos

apontam para o interior, na direo uma da outra e

para longe da gua.


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MEMBRANA CELULAR

Carboidratos: Em associao com protena

ou lipdios. Confere carga global negativa

clula, tambm responsvel pela ligao

entre clulas vizinhas, recepo de

substncias especficas (receptor) alm departicipar da resposta imune.

MEMBRANA CELULAR

Todas as membranas biolgicas compartilham essa

estrutura, quer seja a membrana plasmtica

externa, que separa o citoplasma do lquido

extracelular, quer seja aquelas que circundam as

organelas intracelulares membranosas, com apenas

diferenas de propores entre os elementos.


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PERMEABILIDADE DA MEMBRANA

Dimenso - Molculas com massa

molecular maior do que cerca de 100

dltons no conseguem passar com

facilidade, excluindo assim todas as

molculas de acar, aminocidos enucleosdios, bem como seus polmeros.


Lipossolubilidade - Molculas pequenas,

mdias e grandes solveis em solventes

oleosos passam com facilidade atravs de

uma dupla camada lipdica pura (O2, N2,hormnios esterides, bem como molculas

sintticas txicas).


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Carga eltrica - H baixa permeabilidade s

substncias polares (p. ex. ons orgnicos),

devido s propriedades hidrofbicas das

caudas de hidrocarbonetos dos fosfolipdios.


Obs.: Algumas molculas apesar de polares,

como gua e uria, so pequenas o

bastante para passar atravs da dupla

camada lipdica.


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POTENCIAL ELETROQUMICO

Toda partcula se movimenta segundo as

leis CONCENTRAO, PRESSO e

VOLTAGEM, at um ponto de equilbrio.


Em relao s membranas biolgicas, as molculas

desde que no encontrem empecilho, movem-se

espontaneamente de uma regio de maior

concentrao para uma de menor concentrao, de

presso mais alta para uma de menor presso e de

maior potencial eltrico para uma de menor.


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A passagem atravs da membrana a favor

do potencial eletroqumico tambm

denominada TRANSPORTE PASSIVO.

Quando a movimentao contrria ao

potencial, TRANSPORTE ATIVO, geraconsumo de energia para que ocorra.

Mecanismos de transporte atravs das membranas


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PROCESSOS PASSIVOS

Difuso Simples

Processo passivo, no qual as partculas sem

carga de uma soluo fluem espontaneamente

ao longo de seu gradiente eletroqumico

(concentrao, presso e voltagem) atravs da

bicamada lipdica.

A movimentao cessa quando o gradienteeletroqumico das partculas for igual em todas

as partes da soluo.

PROCESSOS PASSIVOS

Difuso SimplesA velocidade com a qual as

partculas se movemdependem dalipossolubilidade daspartculas atravs dabicamada lipdica, dahidrossolubilidade daspartculas atravs dasprotenas de membrana(canais aquosos), dasdimenses, forma e cargadas partculas.


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PROCESSOS PASSIVOS

Difuso Facilitada

Transporte mediado por carreadores (protenas

de membrana) que permitem que partculas

muito grandes possam fluir atravs da

membrana, a favor do seu gradiente

eletroqumico.

As protenas carreadoras sofrem modificaes

espontneas de sua conformao.

PROCESSOS PASSIVOS

Difuso Facilitada

A velocidade de

movimentao aumenta a

medida que aumenta o

gradiente de concentrao

at que os stios de ligao

estejam totalmente

ocupados, a partir de

quando passa a ser

constante (Cintica de

Michaelis-Menten).


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PROCESSOS PASSIVOS

Osmose

Fluxo passivo da gua atravs da bicamada lipdica.

criado pela presena de soluto em concentraes

diferentes, nas duas faces da membrana (presso

osmtica).

A gua flui da regio menos concentrada para a mais

concentrada, at a igualdade das concentraes

(hipotonicidade, isotonicidade e hipertonicidade).

Quanto maior a diferena de concentrao de umasubstncia impermevel atravs da membrana, maior a

tendncia da gua a mover-se para o lado de alta

concentrao.

PROCESSOS ATIVOS

Transporte ativo Primrio

Transporte de substncias contra seu gradiente

eletroqumico, com consumo de energia.


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PROCESSOS ATIVOS

Bomba sdio-potssio (Na+K+) ou bomba ATPase

de Na+K+ mantm alta a concentrao de K+ e

baixa a concentrao de Na+ no lquido intracelular.

3 ons Na+ e uma molcula de ATP (quebra do ATP)

provocando transporte de sdio para fora da clula.

2 ons K+ se fixam ao carreador, fora da clula, os ons

potssio so transportados para dentro a clula.

PROCESSOS ATIVOS


Bomba de Clcio (Ca++) no retculo

sarcoplasmtico das fibras musculares, mantm

a concentrao intracelular de Ca++ abaixo de

0,1mol/L. Retira o Ca++ do citoplasma e o

acumula no retculo.


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PROCESSOS ATIVOS


Bomba hidrognio/potssio (H+/K+) das

clulas da mucosa gstrica - regula a secreo

de H+ para o lmen gstrico.

PROCESSOS ATIVOS

Transporte Ativo Secundrio (ou co-

transporte)

Utilizam energia armazenada no gradiente de

concentrao do Na+, para transportar

substncias contra gradiente de energia.

A energia contida no gradiente eletroqumico do

Na+ produz alteraes conformacionais naprotena carreadora e aumenta sua afinidade

pela molcula que vai ser transportada,

provocando o transporte atravs da membrana.


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PROCESSOS ATIVOS

Transporte Ativo Secundrio (ou co-transporte) O Na+ e a molcula podem ser transportados

na mesma direo (transporte simporte) ou emdireo oposta (antiporte).

Exemplos: Transporte de Glicose eaminocidos para lmen intestinal; Transportede Clcio nas clulas ventriculares cardacas enas clulas musculares esquelticas;

Transporte de Hidrognio, nos tbulosproximais do rim, bombeado H+ para fora daclula.

PROCESSOS ATIVOS

Transporte Vesicular (transporte

molecular)

Endocitose:

Ocorre a invaginao da membrana celular que

posteriormente funde-se formando vesculas

(endossoma ou lisossoma).

Exs: Colesterol, Ferro, Bactrias.

Fagocitose (dimenses macromoleculares)

Pinocitose (dimenses moleculares)


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PROCESSOS ATIVOS

Transporte Vesicular (transporte

molecular)

Exocitose:

Ocorre fuso de vesculas com a membrana

plasmtica (de dentro para fora da clula).

Exs: hormnios, enzimas digestivas e

transmissores sinpticos.

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