biofísica - introdução à biofísica
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7/23/2019 Biofsica - Introduo Biofsica
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Faculdades Integradas de Ourinhos-FIO
Prof. Dr. Andrey Borges Teixeira
www.geocities.com/andbt
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.
PERMEABILIDADE DA MEMBRANA
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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PERMEABILIDADE DA MEMBRANA
Carga eltrica - H baixa permeabilidade s
substncias polares (p. ex. ons orgnicos),
devido s propriedades hidrofbicas das
caudas de hidrocarbonetos dos fosfolipdios.
PERMEABILIDADE DA MEMBRANA
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.
POTENCIAL ELETROQUMICO
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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POTENCIAL ELETROQUMICO
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
Transporte ativo Primrio
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
Transporte ativo Primrio
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.