LIVRO DE BIOFÍSICA Resumos ilustrados - Silvia Prado 2021 v2_021cbfd305380567fdbf28c47be8c3e3

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Resumo Ilustrado de Biofísica
UFPR – 2021
Profa. Silvia Prado
Resumos 
elaborados por 
estudantes do 
curso de Ciências 
Biológicas
Resumo Ilustrado de Biofísica
UFPR – 2021
Profa. Silvia Prado
2Silvia Prado
Apoio:
Universidade Federal do Paraná
Setor de Ciências Biológicas
Depto. de Bioquímica e Biologia Molecular
Disciplina: Biofísica
Ensino Remoto Especial 2 
Curso de Ciências Biológicas
Resumos elaborados pelos estudantes como parte 
integrante da disciplina ofertada no período especial pelos 
professores Guilherme Sassaki e Silvia R.T. Prado.
Os resumos foram formatados sem alteração para esta 
publicação.
Setor de Ciências Biológicas - UFPR 
Diretor: Prof. Dr. Edvaldo da Silva Trindade
Vice-diretor: Prof. Dr. Emanuel Maltempi
Depto. de Bioquímica e Biologia 
Molecular
Chefia: Profa. Dra.Sheila Winnischofer
Vice-chefia: Prof. Dr. Diogo R. B. Ducatti
Produção e Diagramação
Elaboração dos resumos
profa Dra Silvia Regina Tozato Prado
Organização e Edição
profa Dra Silvia Regina Tozato Prado
Formatação-apoio: Gabriela Mondini
Resumo Ilustrado de Biofísica
UFPR – 2021
Profa. Silvia Prado
Sumário
3Silvia Prado
5 ÁGUA – Uma molécula simples e suas propriedades essenciais à vida
7 Interações Moleculares
9 Biofísica dos fluidos
11 Hidrodinâmica
13 Fluxo sanguíneo
15 Difusão, Diálise e Difusão Simples
22 Diálise renal
24 Canal de Cl CFTR e Fibrose cística
26 Movimento Browniano e Equilíbrio Químico
28 Osmose e Pressão Osmótica
30 Obtenção de Água Potável a Partir da Água do Mar
32 Tonicidade e Pressão Osmótica
34 Equilíbrio de Gibbs-Donnan
36 Transporte Através da Membrana e seus Mecanismos Físico-Químicos
40 Efeito do pH no transporte de substâncias através da membrana
42 Transporte Passivo, Ativo e Ativo Primário
48 Bioeletrogênese e Função Neural
52 Potencial de Equilíbrio (Potencial de Nernst) e Potencial de Repouso
57 Bomba de Na+/K+ ATPase e Vida
59 Processos Adaptativos e Salinidade e as Plantas
63 Estimativa de Potencial Elétrico em Células e Potencial de Ação
67 Toxicidade Neural
69 Canais Iônicos
71 Atividade dos Canais Iônicos nos Processos Epilépticos
73 Toxinas e Canais Iônica
Resumo Ilustrado de Biofísica
UFPR – 2021
Profa. Silvia Prado
Sumário
4Silvia Prado
75 Canais Acoplados a Proteína G
77 Coronavírus e os Receptores Celulares
79 Biofísica Renal
81 Manutenção da Pressão Sanguínea
83 Transporte de Gases
85 Efeito da Altitude no Transporte de Gases
87 Coronavírus e o Transporte de Oxigênio
89 Regulação Ácido-Base e Efeito do pH nas Biomoléculas
93 Transporte Gasoso no Sistema Respiratório
95 Energia de Gibbs e as Transformações Químicas nas Células
97 Termodinâmica: Transformações de Energia nos Processos Biológicos
99 Efeito das Radiações em Biomoléculas, Radiação e Câncer
103 Biofísica da Visão, Fotorrecepção
107 Biofísica da Audição
109 Biofísica de Respiração
Resumo Ilustrado de Biofísica
UFPR – 2021
Profa. Silvia Prado
ÁGUA – Uma molécula simples e suas 
propriedades essenciais à vida
➔ A água (H2O) já é uma substância extremamente essencial
para vida. Mas você sabia que foi a partir da água que a
vida começou?
◆ O primeiro organismo vivo na Terra surgiu de um 
meio aquoso, e desde então a evolução é moldada
a partir das propriedades da água no qual a vida
começou.
Um exemplo da importância da água
para os seres vivos é que ela
constitui mais de 70% do peso da
maioria dos organismos! É muita
coisa. Essa quantidade está dividida
em diferentes funções:
◆ Urina, alimentos ingeridos e
plasma sanguíneo, realizando
o transporte de substância
essenciaispara vida.
➔ Estruturalmente, a molécula da água é bastante simples. Ela
é composta por dois átomos de hidrogênio e um átomo de
oxigênio.
▪ Cada átomo de hidrogênio tem uma ligação
covalente com o átomo de oxigênio,
compartilhandoum par de elétron com ele.
▪ O oxigênio, por sua vez,
tem um par de elétrons
não compartilhados, de
modo que dos quatro
pares elétrons que estão
presentes em volta desse
átomo, dois estão ligados
covalentemente com o
hidrogênio e os outros
dois são não
compartilhados no outro
lado do átomo de
oxigênio.
Elétrons na molécula 
de água.
Fonte: KhanAcademy.
➔ A água é uma molécula polar: essa molécula tem uma
distribuição desigual da densidade de elétrons.
▪ Por causa dos pares de elétrons não-
compartilhados, a água tem uma carga negativa
parcial (δ-) junto ao oxigênio, enquanto tem uma
carga positiva parcial (δ+) junto aos átomos de
hidrogênio.
▪ A atração entre as cargas positivas parciais do
hidrogênio e as cargas negativas parciais do
oxigênio resulta na formação da ligação de
hidrogênio ou ponte de hidrogênio.
Ligação de Hidrogênio.
Fonte: The University of Arizona - Biology.
➔ A ligação de hidrogênio, resultante da polaridade da água, é o
que dá a essa molécula as suas propriedades:
▪ Suas propriedades solventes,coesão e adesão,
calor específicoe densidade.
➔ O oxigênio – que é mais eletronegativo – atrai elétrons e os
mantém longe dos átomos de hidrogênio, gerando essa
diferença de carga que faz com que as moléculas de água
se atraiam facilmente.
Ligação de Hidrogênio.
Fonte: Biologia Total.
➔ As ligações de hidrogênio são um tipo de força intermolecular
do tipo dipolo-dipolo. É um tipo de interação que ocorre
somente entre moléculas polares e com átomos muito
eletronegativos.
▪ Ocorre entre átomos de flúor (F), oxigênio (O) ou
nitrogênio (N) ligados diretamente ao hidrogênio
(H).
➔ São as ligações de hidrogênio as responsáveis pelas propriedades incomuns da água.
▪ O ponto de fusão, ebulição e calor de vaporização da água é maior do que de outros solventes comuns. Isso acontece
devido a atração entre as moléculas de água próximas que oferecem uma coesão interna alta à água líquida.
▪ O compartilhamento desigual de elétrons causa dois dipolos na água: um positivo na ligação H – O, e outro negativo como
oxigênio. Como resultado disso, existe uma atração eletrostática entre o átomo de oxigênio de uma molécula de água e o
átomo de hidrogênio de outra, o que forma justamente a ligação de hidrogênio.
▪ As ligações de hidrogênio são direcionais, de modo que são capazes de manter duas moléculas unidas em um arranjo
geométrico específico: isso faz com que essa ligação seja capaz de conferir estruturas tridimensionais muito específicas
para proteínas e ácidos nucleicos (que contem muitas ligação de hidrogênio intermoleculares).
Quantidade de água no corpo
Fonte: Brasil Escola.
Resumo Ilustrado de Biofísica
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Profa. Silvia Prado
Rebeca Dias Pegollo
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Resumo Ilustrado de Biofísica
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Profa. Silvia Prado
BIBLIOGRAFIA:
● CLAVICO, E.; GOMES, A. S. Propriedades físico-químicas da água. UFF – Departamento de Biologia Marinha.2005.
● SOUZA, J. L. M. Unidade 2 – Propriedades físicas da água. UFPR/SCA/DSEA. Relação água-solo-planta-natureza.
● LEHNINGER, T. M., NELSON, D. L. & COX, M. M. Princípios de Bioquímica. 6ª Edição, 2014. Ed. Artmed Cap 1. Páginas 45-75.
● MORALES, M.; ROBERTO, M.; ANGELIS, D. Importância da água para a vida e garantia de manutenção da sua qualidade. Instituto de Biociências – UNESP.
➔ A água é um solvente polar e, por isso, é capaz de dissolver
facilmente biomoléculas, que são também compostos
polares.
▪ Compostos que se dissolvem facilmente em água
são hidrofílicos, enquanto solventes apolares tem
facilidade para dissolver hidrofóbicos.
➔ Considerado um solvente universal, é o mais eficiente do
planeta e consegue se associara substâncias diversas.
➔ A água dissolve sais através do enfraquecimento das
interações eletrostáticas entre os íons, além de dissolver
também biomoléculas carregadas, como grupos
carboxílicos ionizados.
▪ A água substitui as ligações de H soluto-soluto por
ligações de água soluto-água, de modo que faz a
blindagem de interações eletrostáticas entre as
moléculasdo soluto.
➔ Essa características de ser um excelente solvente é muito
importante, pois é a partir disso que a águaconsegue
dissolver sais e compostos polares essenciais a vida.
➔ A molécula H2O é essencial para vida. Ela está presente
em tudo, e deu origem ao mundo que vivemos hoje.
➔ Outro exemplo da importância da água no corpo humano é
o sangue.
➔ Você sabia que 90% do plasma sanguíneo é constituído
por água?
▪ É no plasma que ficam os sais minerais e proteínas,
a albumina (que faz a manutenção da pressão
osmótica do sangue) e as imunoglobulinas, que são
importantes anticorpos.
➔ Já nas hemácias, a água se encontra fortemente ligada a
hemoglobina, participando da sua estrutura cristalina.
Hemoglobina com água (a) e sem (b).
Fonte: Princípios de Bioquímica.
➔ Outro exemplo da importância da água para a vida é a osmose,
caracterizada pelo movimento da água através de uma
membrana semipermeáveldevido a diferença de pressão.
▪ As moléculas de água tendem a se mover do meio
de maior concentração de água (menos
concentração do soluto) para o de menor
concentraçãode água.
▪ É a difusão das moléculas de água, da região mais
concentrada para menos, que gera a pressão
osmótica.
Osmose nas células.
Fonte: Toda Matéria.
➔ A osmose é um fator importante na vida das células.
➔ Dependendo da solução em que a célula se encontra, a célula
irá perder ou ganhar água.
▪ Meio hipotônico: a célula absorve água do meio, 
por osmose, e sofre turgência (aumenta).
▪ Meio hipertônico: a célula perde água, por 
osmose, para o meio e sofre plasmólise (encolhe).
▪ Meio isotônico: a célula nem perde nem ganha
água, pois fica em equilíbrio.
➔ O estado físico da água também é uma propriedade que a
torna essencial para vida.
▪ Em temperatura ambiente, a água fica em
estado líquido. Esse estado é muito bom
para difusão de compostos orgânicos e a
ocorrência mais eficiente de reações
químicas importantes.
▪ Além disso, na água que bebemos há vários
nutrientes, como o cálcio e magnésio.
▪ A água líquida faz, também, o transporte de 
substâncias essenciais.
Água.
Fonte: SóBiologia.
➔ A propriedade de coesão e adesão é um fenômeno que envolve a afinidade entre moléculas e permite interações eletrostáticas 
da água com outras moléculas polares, o que ocorre bastante na natureza.
▪ Coesão é a afinidade entre moléculas ou substâncias iguais entre elas mesmas, enquanto que adesão é a atração entre 
moléculas ou substâncias diferentes. Na água as ligações de hidrogênio favorecem a forte atração entre moléculas.
➔ Essa atração da água é responsável pela capilaridade, que é ao movimento da água nos espaços estreitos, entre partículas de solo 
e nas paredes das células vegetais. É a partir disso quee a árvore recebe seus nutrientes.
▪ Essa atração faz com que a água consiga chegar em células mais restritas nos corpos dos seres vivos, levando nutrientes 
necessários para vida.
Resumo Ilustrado de Biofísica
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Profa. Silvia Prado
Rebeca Dias Pegollo
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Resumo Ilustrado de Biofísica
UFPR – 2021
Profa. Silvia Prado
Resumo Ilustrado de Biofísica
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Profa. Silvia Prado
➔ Moléculas, átomos e íons podem se relacionar de duas
maneiras diferentes; reagindo ou interagindo. Nesse caso
específico, trataremos de interações químicas.
➔ Durante uma interação química as moléculas envolvidas
se atraem ou se repelem, mas não formam ligações químicas.
➔ Além disso, as interações moleculares estão
intimamente relacionadas com as propriedades termodinâmicas
de líquidos, sólidos e gases.
➔ É interessante perceber que compostos formados
apenas por átomos de carbono e hidrogênio podem variar
macroscopicamente. Enquanto CH4 é um gás em temperatura
ambiente, C8H18 é um líquido. Essas características estão
intimamente associadas com a natureza das interações
moleculares.
➔ A compreensão de como as interações moleculares
funcionam é de suma importância, principalmente, se tratando
de sistemas biológicos. As moléculas de DNA e RNA, essenciais à
vida como conhecemos, são mantidas em suas estruturas
tridimensionais através de interações intra e intermoleculares.
➔ Descrição das forças intermoleculares:
▪ Cientistas como Robert Boyle, Jacques Charles,
Joseph-Louis, Gay-Lussac e Johannesvan der
Waals, foram pioneiros no estudo de interações
moleculares, a partir da ideia de alguns desses
cientistas que foi proposta a equação de estado
dos gases ideais
➔ Em que P é a pressão, V é o volume, T a temperatura, n o
número de moles do gás contidos no recipiente e R é a
constante universal dos gases ideais.
▪ Essa equação nos permite observar alguns
comportamentos referente aos gases. Por
exemplo: 1 mol de qualquer gás ocupará o
mesmo volume, caso estejam sob a mesma
temperatura e a mesma pressão. Pois, a equação
dos gases ideais não contempla qualquer
informação referente ao sistema sob estudo, por
isso, as propriedades termodinâmicas estudadas
serão as mesmas para qualquer gás. Entretanto,
quando o fator compressibilidade é adicionado
(Z), que é representado em equação a seguir:
▪ Interações intermoleculares causam um desvio
no valor ideal de Z = 1.
▪ Essas interações surgem a partir de forças
intermoleculares, cuja a natureza é elétrica, e
isso faz com que as moléculas influenciem o
comportamento de outras moléculas á sua volta.
▪ Essas forças são as responsáveis pelo desvio do
comportamento ideal dos gases, além disso, essa
força é mais eficiente com o inverso da distância
de separação entre as moléculas, ou seja, ela
atua melhor em pequenas distâncias.
Interações Moleculares
Marcelo Teles Maraschim
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Resumo Ilustrado de Biofísica
UFPR – 2021
Profa. Silvia Prado
Resumo Ilustrado de Biofísica
UFPR – 2021
Profa. Silvia Prado
BIBLIOGRAFIA: 
● ROCHA, W. R. Interações intermoleculares. Cadernos temáticos de Química Nova na Escola, 4, 31 –36, 2001. Disponível em: 
<http://qnesc.sbq.org.br/online/cadernos/04/interac.pdf> Acesso em: 27/01/2020
● ALBERTS, Bruce. Fundamentos da Biologia Celular. 3. ed. Porto Alegre: Artmed, 2011. 843 p. Cap 2 páginas 41-50.
● Imagens ilustrativas retiradas do Google.
➔ Podemos ilustrar como se dá a formação de um complexo
intermolecular:
▪ Imagine que uma molécula A interage com uma
molécula B, formando um complexo A-B
➔ É possível calcular o ganho adicional de energia devido às
ligações intermoleculares através da fórmula:
➔ E essa energia pode ser decomposta em seus vários
componentes:
➔ Visto isso, podemos notar que as principais contribuições
energéticas do complexo A-B podem ser encontradas. E a partir
disso, podemos nos questionar quais são as forças intermoleculares
atuantes nesses tipos de complexos?
➔ Interações iônicas:
▪ São interações que ocorrem entre um cátion e um
ânion, ou seja, são eletrostáticas, nesse caso, fortes.
Normalmente está associada à compostos iônicos,
como sódio, potássio, etc.
▪ A lei de Coulomb descreve matematicamente esse
tipo de interação:
▪ Em que q1 e q2 são as cargas das partículas
e r é a distância que separa as mesmas e ε
é a constante elétrica do meio.
➔ Interações dipolo-dipolo
▪ Nesse caso, a molécula sofrerá polarização,
pois aqui trabalhamos com moléculas com
diferentes níveis de eletronegatividade. E isso
fará com que as moléculas interajam de forma
diferente uma da outra.
▪ Como o Cloro é mais eletronegativo ele exerce
uma força maior sobre os elétrons na ligação
covalente do que o nitrogênio. Por isso, os
elétrons tendem a ficar mais tempo ao redor do
Cloro do que do nitrogênio.
➔ Ligações de hidrogênio:
▪ Ocorre quando um composto covalente contém
um átomo de hidrogênio ligado a um
nitrogênio, flúor ou oxigênio. O átomo de
hidrogênio acaba exercendo uma atração muito
forte no par de elétrons solitários dos átomos
de N, O ou F.
➔ Forças de dispersão de London
▪ Esse tipo de interação ocorre em compostos
não polares. Ou seja, dois compostas que não
possuem cargas parciais nem positivas, nem
negativas.
▪ Mas esse tipo de interação pode ocorrer quando,
temporariamente, os elétrons de um átomo se
moverem para um lado, tornando-opolar
temporariamente.
Marcelo Teles Maraschim
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Resumo Ilustrado de Biofísica
UFPR – 2021
Profa. Silvia Prado
Resumo Ilustrado de Biofísica
UFPR – 2021
Profa. Silvia Prado
➔ Hidrodinâmica
▪ Estuda o movimento dos fluidos, importante
para a biologia pois está relacionado com a
circulação sanguínea.
➔ Principio de Bernoulli
▪ Demonstra o comportamento de um fluido a
partir de uma linha continua (linha de
corrente) e a relação da velocidade de um
fluido com a pressão do fluido e o diâmetro do
tubo como mostrado na figura 02 nos pontos 1
e 2 a velocidade é diferente;
▪ A energia de um fluido depende de 3
componentes: a cinética, o potencial
gravitacional e a energia de fluxo (energia do
fluido devida a sua pressão).
▪ O escoamento é laminar quando a velocidade do
fluido forma uma parábola, nas paredes do tubo a
velocidade é menor e no eixo central a velocidade é
máxima (Fig. 03).
➔ Escoamento Turbulento
▪ É o escoamento de maneira irregular do fluido,
quando a velocidade ultrapassa o limite. É definido
pelo número de Reynolds.
➔ A viscosidade causa resistência ao movimento do fluido
▪ Em baixas temperaturas a viscosidade do fluido
aumenta, por isso se diminuirmos a temperatura
corporal a resistência do sangue nos vasos aumenta
e a nossa circulação diminui.
➔ Calculando a velocidade pela Lei de Poiseulle
▪ Expressa que a velocidade média do fluxo atravez de
um tubo de raio r é diretamente proporcional ao
quadro desse raio e ao gradiente de pressão, como
também é inversamente proporcional a viscosidade
do flluido. v =
𝜋∆𝑃𝑟4
8𝜂∆ℓ
1
𝜋𝑟2
➔ Pressão hidrostática
▪ Todo corpo que é imerso em um fluido em repouso sofre
uma pressão em toda a sua superfície. Essa pressão
depende da densidade do fluido e da profundidade.
➔ Principio de Arquimedes (empuxo)
▪ A flutuação (empuxo) é dada pela força do fluido que foi
deslocado empurrando o corpo para cima quando este é
imerso no fluido. A força do deslocamento depende do
volume, da massa e da densidade do corpo em relação ao
fluido.
Figu 1
Fonte: Biofísica dos fluidos
Fig. 02 (Fonte: Google)
Fig. 03 (Fonte: Google)
Bruna Martins Faustino
Biofísica dos Fluidos
➔ Escoamento Laminar (equação de Poiseuille)
▪ Em um fluido real, no escoamento por um tubo
horizontal há a queda de pressão diminuindo a sua
energia devido a viscosidade do fluido;
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Resumo Ilustrado de Biofísica
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Profa. Silvia Prado
➔ Capilaridade e a Natureza
▪ A capilaridade é a explicação pela qual a água
(seiva bruta) consegue sair da raiz de uma
árvore e chegar até as sua folhas com muitos
metros de altura (Fig. 07).
Resumo Ilustrado de Biofísica
UFPR – 2021
Profa. Silvia Prado
BIBLIOGRAFIA: 
● Biofísica dos fluidos. Disponível em: <https://www1.univap.br/spilling/BIOF/BIOF_06_Fluidos.pdf> Acesso em 31-01-2021 às 23:40h.
● A Química do corpo humano: Tensão superficial nos pulmões. Disponível em: <http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc16/v16_A02.pdf> Acesso em 31-01-
2021 às 22:35 h.
● Khan Academy: Fluidos. Disponível em: <https://pt.khanacademy.org/science/physics/fluids> Acesso em 31-01-2021 às 23:00h
● Imagens ilustrativas retiradas do Google.
➔ Tensão Superficial
▪ É a energia potencial de superfície proporcional a
área, ocasionada por 2 substâncias que estão em
contato. São de suma importância para o
funcionamentodos pulmões em animais;
▪ A tensão ocorre devido a assimetria de forças
ocasionadas pelas moléculas em coesão, ou seja, no
meio de um liquido a força é nula já na superfície isso
não ocorre de vido a força resultante das moléculas
que são forçadas para dentro com uma coesão muito
mais forte entre elas formando assim umas tensão na
superfície (Fig. 04).
➔ A Tensão Superficial nos Pulmões
◆ Os pulmões pegam oxigênio do ar inalado e trazem
para dentro dos capilares através dos alvéolos, para
isso o alvéolos usam da tensão superficial para
facilitar o processo de absorção do oxigênio (Fig. 05);
◆ Os alvéolos sintetizam os surfactantes pulmonares,
uma substancia fosfolipídica, que como o detergente
diminui a tensão superficial, os surfactantes formam
uma monocamada na superfície do alvéolos
impedindo que as paredes dos alvéolos grudem
aumentando a passagem de ar, para isso, se reduz
muito a tensão superficial e aumentando a difusão
de oxigênio.
➔ Capilaridade
▪ É a força de atração
entre o liquido e a
parede de um
recipiente (força de
adesão), formando
uma curva, onde
nas paredes do
recipiente a altura
do liquido é maior
que no meio
formando um
menisco, o efeito é
aumentado se um
tubo capilar for
inserido no meio do
recipiente (Fig. 06);
▪ Quanto menor for o
raio tubo capilar
maior é a altura
alcançada do
liquido, ou seja, tem
maior ação capilar,
mas também
depende da
natureza do liquido.
Fig. 06
(Fonte: Khan Academy)
Fig. 07 (Fonte: Google)
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Bruna Martins Faustino
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Resumo Ilustrado de Biofísica
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Profa. Silvia Prado
➔ A hidrodinâmica é o estudo do movimento de fluidos e como
o mesmo interage com os corpos a sua volta
➔ A atuação da hidrodinâmica se encontra, por exemplo, em:
▪ Rios
▪ Bacias
▪ Usinas hidrelétricas e entre outros
➔ Forças gravitacionais, como de atrito e entre outras (que
são os fatores utilizados nos cálculos de hidrodinâmica)
afetam desde a qualidade da água até a conservação de
ecossistemas.
➔ Tipos de escoamento
➔ Escoamento estacionário ou laminar: Ocorre
quando a velocidade de escoamento for a mesma em
todos os pontos.
▪ Ex: escoamento de ar e gases
➔ Escoamento não estacionário ou turbulento:
Quando a velocidade do fluido varia no decorrer to
tempo
▪ Ex: Quedas d’agua em rochas
- A viscosidade do fluido e tamanho dos tubos tem
influência enorme no escoamento dos fluidos,
➔ Vazão
➔ É a razão entre volume e tempo Q = V/t, ou seja, a 
velocidade que um fluido escoa por uma determinada 
seção
Q = Vazão
V = Volume do fluido
t = Tempo
Sua unidade é m/s²
➔ Também vale a pena falarmos da equação de
continuidade.
▪ Ela diz que quanto maior a seção, menor
será a velocidade que o fluido irá escoar
➔ Velocidade da pressão.
▪ Ao passar de uma área maior para uma menor, a
velocidade do fluido irá aumentar em razão da
pressão na parte larga ser menor do que na parte
estreita.
▪ Essa definição também se baseia na equação de
continuidade.
http://www.ebanataw.com.br/roberto/chuvas/enchente.htm
https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/hidrodinamica.htm
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Allana Kiara Peretti da Silva
Hidrodinâmica
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Resumo Ilustrado de Biofísica
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Profa. Silvia Prado
BIBLIOGRAFIA: 
● Hidrodinâmica. Disponível em: <https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/hidrodinamica.htm> Acesso em 28-01-2021 às 18:20 h.
● Enchente, transbordamento (...). Disponível em: <http://www.ebanataw.com.br/roberto/chuvas/enchente.htm> Acesso em 28-01-2021 às 18:35 h.
● LEHNINGER, T. M., NELSON, D. L. & COX, M. M. Princípios de Bioquímica. 6ª Edição, 2014. Ed. Artmed Cap 6.3 páginas 200-213.
● Imagens com a fonte logo abaixo
➔ As equações de Saint Venant e Manning exemplos de equações utilizadas como um meio importante de calcular um fator
biológico bastante relevante - os movimentos fluviais, especialmente o fenômeno de escoamento em canais abertos
▪ Essa equação foi deduzida pela primeira vez por Barre de Saint-Venant
▪ Ela descreve o fluxo não permanente e não uniforme em um canal unidirecional e aberto.
➔ Equação de Saint Venant
▪ Vazão: Q [m3 . S-1 ] ;
▪ Contribuição lateral: q [m2 . S-1];
▪ Área transversal: A [m2];
▪ Profundidade: h [m];
▪ Aceleração da gravidade: g [m.s-
2];
▪ Tempo: t [s];
▪ Distância longitudinal: x [m];
▪ Declividade: S0 [m.m-1],
▪ Declividade da energia: Sf [m.m-
1].
➔ Equação de Bernoulli
▪ Descreve o comportamento de um fluido em movimento no interior de um
tubo.
▪ É a principalequação no estudo de mecânica dos fluidos.
▪ Ela explica, por exemplo, como os aviões se mantém no ar: o ar exerce
pressão menor ao passar pelas asas do avião do que a pressão embaixo
dele. Essa pressão consegue criar uma força, de baixo para cima, que
mantém o avião no ar.
https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/equacao-bernoulli.htm
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Profa. Silvia Prado
Allana Kiara Peretti da Silva
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Profa. Silvia Prado
➔ O fluxo sanguíneo define a quantidade de sangue que
passa por um dado ponto na circulação em determinado
período.
➔ Existem dois tipos de fluxosanguíneo:
▪ O fluxo sanguíneo laminar: estável
▪ O fluxo sanguíneo turbulento:desordenado
➔ O fluxo sanguíneo laminar ocorre em linhas de corrente
nas quais as camadas de sangue estão equidistantes da
parede do vaso, tendo assim maior velocidade em certos
pontos.
➔ O fluxo laminar no interior é determinado pelo
gradiente de pressão.
➔ O atrito interno ocorre por causa de cada anel
de fluxo que possui velocidade própria gerando o
atrito entre as camadas de liquído em
movimento.
➔ Através da equação de Hagen-Poiseuille é
possível observar que o fluxo é inversamente
proporcional ao comprimento do tubo e a
viscosidade é proporcional à potência do raio.
➔ Então desde que a pressão arterial e a
viscosidade sanguínea estejam preservadas o
fluxo será laminar.
➔ O fluxo sanguíneo laminar pode ser
calculado através da equação de Hagen-
Poiseuille.
∆𝑃= 𝑃𝐴−𝑃𝐵
Sendo:
▪ ∆𝑃= diferença de pressãosanguínea
▪ PA = pressão no ponto
▪ PB = pressão no pontoB
➔ Hidrodinâmica
▪ Os fluidos são incapazes de preservar sua
forma.
▪ No momento em que a força de
cisalhamento atua, uma camada de
líquido se desloca sobre a outra,
adjacente, gerando uma forma de atrito
interno que se opõe a esse movimento
entre as camadas .
▪ A viscosidade provoca resistência ao fluxo
no interior de um tubo cilíndrico (veia ou
artéria), levando à formação de
velocidade máxima até a velocidade nula.
▪ As camadas evitam a mistura dos
elementos.
https://medpri.me/upload/texto/texto-aula-1034.html
https://medpri.me/upload/editor/CARDIO%20!.png
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UFPR – 2021
Profa. Silvia Prado
Carolaine Santos Spredemann
Fluxo Sanguíneo
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UFPR – 2021
Profa. Silvia Prado
BIBLIOGRAFIA:
● Conceitos de física básica que todo cirurgião cardiovascular deve saber. Parte I - mecânica dos fluídos. Disponível em:< 
https://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0102-76382010000100006 > Acesso em 29-01-2021 às 08:45 h.
● Fisiologia vascular. Disponível em: < https://pt.slideshare.net/lacuniderp/fisiologia-vascular > Acesso em 29-01-2021 às 10:25 h.
● LEHNINGER, T. M., NELSON, D. L. & COX, M. M. Princípios de Bioquímica. 6ª Edição, 2014. Ed. Artmed Cap 6.3 páginas 200-213.
● Imagens com as fontes embaixo dasmesmas.
➔ Fluxo sanguíneo turbulento
▪ Quando o raio do tubo aumenta o fluxo deixade obedecer à equação deHagen-Poiseuille.
▪ O engenheiro inglês Osbourne-Reynolds demonstrou que o fluxo deixa de ser laminar e passa a ser turbulento
quando ocorre uma alteração na resistênciahidráulica, os fluido se misturam.
▪ Mais energia é dissipada no sistema devido o aumento da resistência.
● P = pressão (mmHg);
● ρ= densidade (g/cm3);
● g = aceleração da gravidade
(9,8m/s2);
● h = altura (m).
● ha = hb então ao subtrair os
membros ρgh que a equação fica
da seguinte maneira:
● permitindo então saber o
fluxo.
➔ A relação entre fluxo e a
pressão não é mais
determinada pela equação de
Hagen-Poiseulle como
anteriomente.
➔ O aumento da resistência
vascular = fluxoturbulento.
➔ A formação de uma
dilatação torna o fluxo
turbulento.
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Profa. Silvia Prado
➔ No fluxo turbulento certa quantidade da energia é dissipada em energia cinética,
que movimenta o líquido em ondas laterais, ao contrário do fluxo laminar. Que possui
movimento contínuo.
➔ O fluxo turbulento pode ser explicado através da equação de Bernoulli a qual
mostra a relação entre a velocidade e a pressão exercida por um líquido em
movimento.
➔ Quando a velocidade de um fluido aumenta, a pressão exercida pelo fluido
diminui.
➔A fórmula de Bernoullié:
https://pt.khanacademy.org/science/physics/fluids/fluid-dynamics/a/what-is-bernoullis-equation
https://app.uff.br/riuff/bitstream/1/3787/1/Helena%20Naly%20Miguens%20Rocha.pdf
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Carolaine Santos Spredemann
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https://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0102-76382010000100006
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Profa. Silvia Prado
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Profa. Silvia Prado
Mas por que a difusão acontece?
➔ Ela acontece como uma estratégia que aparece em sistemas que
apresentam uma organização heterogênea de seus elementos, ou
seja, existe um desequilíbrio do mesmo, sendo assim, a difusão é
um processo que busca alcançar o equilíbrio, em que mais
precisamente, ao final do processo teremos os elementos
dispersos de forma homogênea.
➔ Como exemplo, temos a imagem ao lado. Para se alcançar o
equilíbrio temos o transporte de substâncias do meio que estão
em maior concentração para o de menor concentração, de tal
modo que ao final, a concentração em ambos os meios sejam
iguais.
Definição
Quando falamos sobre soluções, devemos levar em consideração a dinâmica que ocorre entre as partículas que a compõe, e
uma das dinâmicas mais conhecidas é a Difusão, que pode ser definida como:
➔ O processo aonde ocorre a passagem de substâncias de um meio mais concentrado para um menos concentrado.
▪ Modelo termodinâmico: Este modelo levará em consideração a cinética de cada molécula em dada
quantidade de energia presente no sistema, ou seja, quando uma molécula realiza um movimento, ela irá
liberar energia relacionando com a sua velocidade. Moléculas menores, irão atingir uma velocidade maior,
liberando mais energia. Enquanto particular maiores, terão menor velocidade de deslocamento e liberam
menos energia. Então neste caso, quando falamos sobre difusão, falamos principalmente sobre uma
distribuição homogênea de moléculas que liberam mais energia entre os meios.
➔ Dois modelos de compreensão da atuação da difusão:
▪ Modelo mecânico: Trata-se do modelo mais usado em conceitos biológicos, que tem como base a ruptura da
inércia das partículas, ou seja, existirá uma força que irá orientar as partículas para longe do local inicial. Essa
força é denominada “força de difusão”, que é determinada pelo gradiente de concentração.
▪ A figura abaixo demonstra essa situação, duas substâncias irão orientar suas particular para diferentes
direções, então ao final teremos a mesma quantidade de partículas em cada meio.
Disponível em: https://www.todamateria.com.br/
difusao-simples/. Acesso em: 27 de jan. 2021.
Disponível em: https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/978-85-277-2127-1/. Acesso em: 28 Jan 2021. 
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Breno Gonçalves da Silva
Difusão e Diálise
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Profa. Silvia Prado
➔ Difusão Simples: A substância irá se mover
de um lado da célula ao outro por meio da
membrana plasmática, apenas em
decorrência do gradiente de concentração,
sem gerar gasto energético. Exemplos: O2,
CO2, ácido graxo e hormônios esteroides.
Diálise
➔ Em termos físicos trata-se do processo em que ocorre a separação de moléculas por meio de membranas semipermeáveis que
contém poros.
➔ Já no que diz respeito a seu conceito de forma aplicada, trata-se de um tipo de filtração molecular.
➔ Tipos de difusão:
Hemodiálise
Técnica baseada em princípios de
ultrafiltração e difusão.
Basicamente ela ocorre por meio
de uma máquina que filtra o
sangue e dentro dela ele passa
por diferentes soluções com
concentrações de elementos
próximas ao do sangue,
promovendo a saída apenas de
substâncias tóxicas por meio do
principio da diferença do
gradiente de concentração.
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UFPR – 2021
Profa. Silvia Prado
➔ Difusão Facilitada: Neste caso, a substância sai da célula por meio
de proteínas presentes na membrana, podendo elas serem de dois
tipos, proteína canal que interage fracamente com o soluto que vai
ser transportado; e a proteína carreadora que irá interagir mais com
o soluto, alterando sua estrutura para permitir sua passagem. A
imagem abaixo, demonstra esse processo:
Diálise Peritoneal
Esta técnica é realizada por meio
de um cateter que é colocado no
abdômen do paciente utilizando
de uma pequena máquina,
infunde um líquido que ficará
próximo ao peritônio, e então
possibilitará a passagem de
substâncias tóxicas para este
líquido, para que mais tarde, o
mesmo seja drenado até o
aparelho novamente.
Importante!
Ambos procedimentos tem como base para seu funcionamento a
diálise, em que irá ocorrer a passagem de substâncias de um meio
para outro por meio de uma membrana, seja ela dentro do aparelho
como é o caso da hemodiálise ou se utilizando de uma membrana
do nosso próprio organismo, como é o caso da diálise peritoneal!
Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=wgloUpS7IX8. Acesso em: 27 de jan. 2021.
Disponível em: https://www.globalcare.com.br. Acesso em: 27 de jan. 2021.
Disponível em: https://www.prorim.org.br/blog-artigos/a-dialise-peritoneal-na-familia/. 
Acesso em: 28 de jan. 2021.
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Breno Gonçalves da Silva
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Profa. Silvia Prado
Fluxo de difusão
➔ Trata-se do cálculo que tem como intuito
quantificar a velocidade em que a difusão
acontece em dado meio.
➔ Para melhor compreensão segue abaixo o
significado de cada sigla:
J = Fluxo de difusão;
M = Massa (ou número de átomos);
A = Área em que a difusão esta acontecendo
t = tempo em que a difusão ocorre
Obs: A unidade de J é kilogramas (ou átomos) por
metro quadrado por segundo (kg/m2-s ou átomos/m2-
s).
BIBLIOGRAFIA: 
● Diálise. Disponível em: <https://drauziovarella.uol.com.br/nefrologia/diferenca-entre-hemodialise-e-dialise-peritoneal/> Acesso em 29-08-2020 às 18:14 h.
● Difusão. Disponível em: <https://www.biologianet.com/biologia-celular/difusao.htm> Acesso em 28-01-2021 às 16:35 h.
● Marques, M.J.C.A.A. D. Biofísica Essencial. Grupo GEN, 2012. 978-85-277-2127-1. Disponível em: https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/978-85-
277-2127-1/. Acesso em: 28 Jan 2021. 
● Fórmulas. Disponível em: <http://www.foz.unioeste.br/~lamat/downmateriais/materiaiscap8.pdf. Acesso em: 28-01-2021 às 20:35 h
Difusão em estado estacionário
➔ Para realização deste cálculo levaremos em
consideração uma situação que o Fluxo de
difusão (J) não irá variar com o tempo.
➔ A equação que tem a capacidade de
correlacionar o processo de difusão em estado
estacionário e o fluxo de difusão é denominada
Primeira Lei de Fick.
➔ O principio norteador da primeira lei de Fick,
leva conta potencial termodinâmico, para que a
difusão aconteça é necessário a existência do
gradiente de concentração.
J = Fluxo de difusão;
D = Coeficiente de difusão
dC/dx = Gradiente de Concentração
Obs: O sinal negativo em frente ao Coeficiente de
difusão diz respeito ao fluxo que ocorre a difusão, do
gradiente com elevadas concentração até o de baixas
concentrações!
Atenção!
Em casos em que a difusão ocorre em direção
unidimensional, o cálculo que deve a ser aplicado é
diferente.
Difusão em estado não-estacionário
➔ Diz respeito a maioria das situações biológicas, em que a
difusão acontece em situação de transição ou não-
estacionária, é denominada Segunda lei de Fick.
➔ Nesta caso, acrescenta-se a variação de tempo, que estará
relacionada com o fluxo de difusão (J) e gradiente de
concentração.
➔ Existem diferentes formas de aplicar e resolver essa solução, e
podemos ver melhor isso nas fórmulas abaixo:
Equação diferencial parcial: Equação simplificada:
*Usada quando o coeficiente 
de difusão
não depender da posição
Equação aplicada a uma possível situação:
C0 = Concentração inicial de átomos
Cx = Concentração de átomos em uma posição x
Cs = Concentração de átomos na superfície
D = Coeficiente de difusão
t = tempo
Erf = função erro de Gauss
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Profa. Silvia Prado
Breno Gonçalves da Silva
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Resumo Ilustrado de Biofísica
UFPR – 2021
Profa. Silvia Prado
TRANSPORTE PASSIVO
➔ O transporte passivo através das membranas utiliza a
energia cinética inerente das moléculas e a energia
potencial armazenada em gradientes de concentração;
➔ Moléculas gasosas e moléculas em solução se movem
constantemente de um lugar para outro, chocando-se
com outras moléculas ou com as paredes do recipiente
que as contêm;
➔ A difusão pode ser definida como o movimento de
moléculas a partir de uma área de maior concentração
para uma de baixa concentração dessas moléculas; deve a
ser aplicado é diferente.
EXEMPLO
Se um frasco de perfume
fica aberto, algum
tempo depois é possível
sentir a fragrância
espalhada pelo
ambiente. Isso acontece
porque as moléculas
aromáticas do perfume
se difundiram de onde
estavam mais
concentradas (dentro do
frasco) para onde
estavam menos
concentradas (no
ambiente).
T= temperatura
V = velocidade
D = distância
FONTE: https://slideplayer.com/slide/14035330/
FONTE: https://www.todamateria.com.br/difusao-simples/
FONTE: Google
Difusão Simples
Resumo Ilustrado de Biofísica
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Profa. Silvia Prado
Carolina Derkacz
▪ A difusão pode ser definida como o movimento de
moléculas a partir de uma área de maior
concentração para uma de menor concentração
dessas moléculas.
PROPRIEDADES DA DIFUSÃO
▪ A difusão é um processo passivo, ou seja, o processo não requer energia de fonte externa.
Usa somente a energia cinética que todas as moléculas possuem;
▪ As moléculas difundem-se da maior concentração para a menor concentração, essa
diferença de concentração é chamada de gradiente de concentração;
▪ O movimento líquido de moléculas ocorre até que a concentração seja igual em todos os
lugares. Quando as moléculas estão distribuídas uniformemente, o sistema atinge o
equilíbrio e a difusão cessa; as moléculas continuam a se mover em equilíbrio, mas assim
que uma entra outra molécula sai, é designado por equilíbrio dinâmico;
▪ A difusão ocorre de maneira rápida em curtas distâncias, mas lenta em grandes distâncias;
▪ É diretamente relacionada com a temperatura, pois quanto mais alta a temperatura, maior
a velocidade das moléculas em se mover;
▪ O peso molecular e o tamanho interferem diretamente na taxa de difusão; moléculas
menores difundem-se mais rápido.
▪ Difusão é o nome do processo em que os movimentos das
moléculas quando concentradas em um espaço fechado,
faz elas se espalharem gradualmente até que fiquem
uniformemente distribuídas por todo o espaço disponível,
em equilíbrio.
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Resumo Ilustrado de Biofísica
UFPR – 2021
Profa. Silvia Prado
BIBLIOGRAFIA: 
● SILVERTHORN, D. U., Fisiologia Humana: uma abordagem integrada. 7ª Edição, 2017. Ed. Artmed. Cap 5 páginas 134 - 137.
● CLEHNINGER, T. M., NELSON, D. L. & COX, M. M. Princípios de Bioquímica. 6ª Edição, 2014. Ed. Artmed Cap 6.3 páginas 403-404.
● Imagens ilustrativas retiradas do Google.
FIQUE LIGADO!!!
Não confunda difusão com osmose: Difusão é a movimentação do SOLUTO, enquanto a osmose é a movimentação do SOLVENTE!
Lei de Difusão de Fick
➔ A difusão de um soluto sem carga pela
membrana é proporcional ao gradiente de
concentração do soluto, à área de superfície de
membrana e à permeabilidade da membrana a
este soluto.
Fatores que afetam a taxa de 
difusão através da membrana 
celular
▪ Solubilidade lipídica;
Tamanho molecular;
▪ Gradiente de
concentração; Área de
superfície da membrana;
▪ Composição da camada
lipídica.
➔ A taxa de difusão depende
da capacidade da molécula
de se dissolver na
bicamada lipídica da
membrana:
➔ No geral apenas lipídeos,
esteroides e pequenas
moléculas lipofílicaspodem mover-se através
da membrana por difusão
simples.
FONTE: https://www.biologianet.com/biologia-celular/transporte-
passivo-pela-membrana-plasmatica.htm
FONTE: https://www.todamateria.com.br/difusao-simples/
FONTE: Fisiologia humana: uma abordagem integrada, 7° Ed.
FONTE: Fisiologia humana: uma abordagem integrada, 7° Ed.
➔ A difusão pode ocorrer em um sistema
aberto ou através de uma divisória
(membrana) que separa os dois sistemas;
➔ O exemplo do perfume é um sistema
aberto;
Quando existe uma membrana, a difusão
que ocorre entre dois sistemas, pode ser
um de compartimento extracelular ou
intracelular; para isso acontecer a
membrana precisa ser permeável.
DIFUSÃO ATRAVÉS DA MEMBRANA
Resumo Ilustrado de Biofísica
UFPR – 2021
Profa. Silvia Prado
Carolina Derkacz
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Resumo Ilustrado de Biofísica
UFPR – 2021
Profa. Silvia Prado
➔ A diálise é um processo
para substituir as funções dos
rins para pacientes com
insuficiência renal.
➔ Quando os rins não
funcionam normalmente, existe
uma deficiência na eliminação
de vários resíduos do
organismo, como fluídos,
toxinas, sais minerais, etc...
➔ Mesmo técnicas de diálise
eficientes não substituem
completamente a função dos
rins, é necessário o uso de
medicamentos específicos em
pacientes com deficiência renal.
➔ Esses fármacos variam e
podem incluir uma grande
variedade para diferentes
tratamentos relacionados a
funções renais, como complexos
vitamínicos, medicamentos para
aumentar a quantidade de
hemácias no sangue e prevenir
anemia, medicamentos para
diminuir os níveis de fosfato no
organismo e fármacos para
tratamento de hipertensão.
➔ A diálise funciona a partir de membranas semipermeáveis. Essas membranas são filtros
artificiais conhecidas como dialisadores e são feitas de fibras ocas finas.
➔ Cada dialisador pode conter até 20.000 fibras ocas finas e a parede de cada fibra mede
aproximadamente 0,035 mm. As fibras possuem poros microscópicos na superfície.
➔ É utilizado durante o processo um fluido de diálise. Enquanto o sangue do paciente passa por
um lado da membrana, do outro lado passa o fluido de diálise, atraindo por difusão as toxinas,
sais e outros resíduos indesejáveis.
➔ Quando as concentrações diferentes de moléculas de sangue e fluido de diálise são separados
por essa membrana semipermeável, as moléculas se movem pela membrana até a concentração
mais baixa, o que é um processo natural.
➔ Apesar disso, proteínas e células sanguíneas, que são grandes demais para passar pelos poros
da membrana, acabam permanecendo no sangue.
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Profa. Silvia Prado
Yan Kretschmer Napoleão
Diálise
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Profa. Silvia Prado
BIBLIOGRAFIA: 
● O que é Diálise e como funciona? Disponível em: <https://www.freseniusmedicalcare.com.br/pt-br/inicio/.> Acesso em 30-01-2021 às 18:00 h.
● Diálise peritonial Disponível em: <http://helojunqueira.blogspot.com/2016/02/dialise-peritoneal.html> Acesso em 30-01-2020 às 18:30 h.
● LEHNINGER, T. M., NELSON, D. L. & COX, M. M. Princípios de Bioquímica. 6ª Edição, 2014. Ed. Artmed Cap 6.3 páginas 200-213.
● Gilberto W., Nice M A, Paulo M. B. Biofísica Vol 1. Fundação CECIERJ. 2009. Aula 4, páginas 67 - 91
● Carla Maria LV, Eduardo A. C. G. Biofísica para biólogos. CESAD. 2009. Aula 1, páginas 7 - 27
● Imagens ilustrativas do google 
➔ Essas técnicas são utilizadas durante a
hemodiálise, mas não são as únicas que
podem ser utilizadas para uma diálise.
➔ Durante a diálise peritoneal, por exemplo,
se usa o peritônio, uma membrana serosa
que reveste as paredes do abdome e dos
órgãos digestivos, é então usada como uma
membrana semipermeável natural
substituta.
▪ Esse tipo de diálise possui algumas
vantagens quanto a qualidade de vida, já
que pode ser feito em casa e de forma
independente pelo paciente.
➔ Para se eliminar o excesso de água durante
esses processos as técnicas também variam.
Na hemodiálise quando a pressão externa
da fibra oca está inferior a interna, o sangue
que flui através da fibra oca tem a água do
corpo separada, o que é conhecido como
ultrafiltração.
➔ No caso da diálise peritoneal é adicionada
glicose ao fluido de diálise, pois as moléculas
de glicose não passam pelo peritônio. Dessa
forma, a água do organismo passa pelo
peritônio no fluido de diálise, para equilibrar
a diferença na concentração de fluido.
Há também a possibilidade de se usar a técnica de
hemodiafiltração. Essa técnica mais moderna e mais eficiente,
portanto, eliminando mais toxinas do sangue. Ela se baseia na
impulsão de água pela membrana usando pressão hidrostática.
Dessa forma, mais resíduos e toxinas são arrastados junto com a
água.
Esquema de diálise peritoneal
Hemodiálise comum Hemodiafiltração
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Profa. Silvia Prado
Yan Kretschmer Napoleão
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Profa. Silvia Prado
Secção transversal de rim
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Profa. Silvia Prado
Cristine R. Orlowski
Diálise Renal
➔ A diálise é um procedimento de separação de solutos
conforme seu tamanho e possui como princípio básico a
difusão.
➔ É usado como tratamento de doenças relacionadas à
insuficiência renal; subdividido em métodos diferentes:
▪ Hemodiálise
▪ Diálise peritoneal
➔ Um rim com suas funções normais, deve manter o
equilíbrio hidroeletrolítico e o realiza balanceando a ingestão
de íons H2O com a excreção de urina.
➔ O néfron é a unidade funcional do rim, onde ocorre a
▪ Filtração
▪ Reabsorção
▪ Excreção
Filtração
➔ O sangue a ser filtrado, chega até o glomérulo através da artéria renal.
➔ O glomérulo é envolvido pela cápsula de Bowman e a pressão hidrostática no local é
responsável pela passagem das substâncias.
➔ A permeabilidade das substâncias é determinada primeiramente pelo endotélio
capilar, o qual possui poros que impedem a passagem das proteínas plasmáticas.
➔ Depois passam pela lâmina basal que fica entre o epitélio capilar e o glomerular, o
qual possui uma membrana semi porosa.
➔ As substâncias do filtrado glomerular são: água, Cl, Na, K, HCO, aminoácidos, glicose,
creatinina, ureia.
➔ As proteínas, glóbulos vermelhos, glóbulos brancos, plaquetas, etc.. Não são filtrados
devido a seu tamanho.
Reabsorção
➔ No túbulo proximal acontecerá a maior parte da reabsorção do
filtrado, e as substâncias serão conduzidas aos capilares.
➔ A glicose e os aminoácidos são reabsorvidos totalmente.
➔ Os outros compostos permanecem em pouca quantidade e
percorrem a Alça de Henle.
➔ O ramo ascendente é permeável somente ao NaCl que é
transportado ativamente pelas bombas de sódio e potássio.
➔ Devido a presença do cloreto de sódio, uma porção de água é
atraída para o capilar por osmose.
➔ No túbulo distal ainda haverá a recaptura do restante das
substâncias.
Excreção
➔ A ureia e a creatinina são excretadas para formação da urina pelo
túbulo coletor que conduz para a bexiga.
➔ A unira é formada por 95% de água, o restante são substâncias
excretadas.
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Resumo Ilustrado de Biofísica
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Profa. Silvia Prado
●
●
●
●
Cristine R. Orlowski
Diálise
➔ O procedimento químico de diálise consiste em
suspender o fluido a ser filtrado em um volume
maior da solução tamponada, separados por uma
membrana semipermeável.
➔ Essa solução tem força iônica adequada para
permitir a troca entre o sal e a solução
tamponada porém impede a passagem de
proteínas pelo seu tamanho.
➔ O processo ocorre em um dialisador.
Diálise como tratamento renal
➔ Pacientes afetados por insuficiência renal crônica (IRC) podem ser tratados
com diálise.
➔ O procedimento funciona como um rim artificial mas não substitui
todas as funções renais.
➔ O sangue do paciente exposto a uma solução composta de substâncias
com as concentrações corretas através de uma membrana porosa.
➔ Ou seja, ocorre a difusão por uma membrana semipermeável.
➔ O preparado é chamado de dialisante ou “banhode diálise”.
➔ Existem dois tipos de diálise para tratamento.
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Profa. Silvia Prado
Diálise Peritoneal
➔ Esta técnica utiliza a cavidade peritoneal do paciente para introduzir o líquido dialisante.
➔ A membrana peritoneal age como a membrana de diálise.
➔ Não é necessário nenhum tipo de equipamento avançado.
➔ O dialisante é inserido no abdome através de um cateter e contém glucose que é
responsável por atrair a água do sangue para a solução através da osmose.
➔ Além do agente osmótico (glucose), a solução contém eletrólitos (predominantemente
sódio), solução tampão (de lactato ou bicarbonato) em concentrações variáveis de acordo
com a situação médica do individuo.
➔ A ureia e a creatinina movem-se do sangue da solução de maior concentração para a de
menor.
➔ Quando a troca do dialisante ocorre em períodos determinados durante o dia e é
realizada pelo próprio paciente ou cuidador, é chamada de diálise peritoneal contínua
(DPCA).
➔ Já a diálise peritoneal automática (DPA) é feita através de uma máquina cicladora
automaticamente, durante a noite.
Hemodiálise
➔ É um procedimento hospitalar.
➔ Utiliza um dialisador com a membrana artificial para remover as
substâncias residuais do sangue.
➔ O sangue é transportado para o equipamento de hemodiálise através
de um acesso venoso, geralmente no membro superior do paciente.
➔ O vaso artificial que conduz o sangue até o dialisador é denominado
linha arterial e recebe uma dose de anticoagulante heparina.
➔ Existem reguladores de pressão e outros aparelhos que garantem o
correto fluxo sanguíneo e impedem a entrada de ar no sangue.
➔ O dialisador usa um contrafluxo do sangue e do dialisante, o que
permite que as proteínas do sangue não atravessem a membrana.
➔ O fluido em excesso e os metabólitos passam pela membrana.
➔ Depois que passa pelo dialisador contendo a solução dialisante, o
sangue retorna para a corrente sanguínea do paciente por um segundo
acesso venoso ao lado do acesso de saída.
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Resumo Ilustrado de Biofísica
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Profa. Silvia Prado
CFTR é a sigla para regulador de condutância transmembrana da
fibrose cística.
▪ O canal de cloreto é um canal iônico seletivo, responsável pelo
equilíbrio de concentração do íon cloro no organismo, pois ele cria
uma passagem pela membrana plasmática nos vertebrados.
▪ O CFTR, é o gene responsável pela codificação da proteína
também chamada CFTR que forma o canal de cloreto, na qual
funciona como um “tipo de porta” .
▪ Em seu funcionamento normal, o canal de cloreto permite que
haja um equilíbrio entre a quantidade de água dentro e fora das
células, mantendo um revestimento líquido sobre elas (como se
fosse uma “capa protetora”).
➔ Como funciona o canal CFTR?
▪ Em condições biológicas normais, o domínio R do canal é
fosforilado pelo aumento da concentração de AMPc. Com
isso, quando o ATP se liga às subunidades NBD 1 e NBD 2, o
canal se estabiliza e sofre uma mudança conformacional,
permitindo desse modo, o movimento de cloro para fora da
célula (ou para dentro, dependendo da célula observada).
Partindo do mesmo princípio, com a desfosforilação do
domínio R a interação dos 2 ATP com as subunidades diminui,
e o ATP é perdido, acarretando no fechamento do canal
(Figura 1).
➔ Pensando no movimento do Cl- biofisicamente
▪ O Cl- que se direciona ao lúmen externo, tem esse fluxo
resultante graças ao potencial químico e elétrico. Isto ocorre
pois, as concentrações de Cl- são menores fora da célula, e a
carga positiva extracelular puxa o Cl- por atração.
▪ A saída do ânion cloro aumenta a densidade de carga
positiva no interior da membrana, e de negativa fora da
membrana. Dessa forma, para manter o equilíbrio elétrico, o
sódio entra na célula a favor do gradiente de concentração e
do potencial elétrico.
▪ Em sua estrutura molecular, o canal apresenta 2 domínios
transmembranares, 2 domínios de ligação de nucleotídeos (NBD
1 e NBD 2), e um domínio de regulação R, que contém múltiplos
sítios de fosforilação essenciais para o funcionamento do canal.
▪ A proteína CFTR é semelhante a proteínas ABC (família de
proteínas transportadoras ligadas a ATP).
● Quais as causas da ineficiência do canal?
➔ Quando o canal de cloreto não se abre existe um acúmulo de cloro
dentro da célula, deixando o interior mais negativo.
Consequentemente, o sódio entra na célula de forma passiva para
tentar manter a eletroneutralidade no compartimento. Entretanto,
isto acarreta no influxo de água para dentro da célula, causando
desidratação na superfície celular, formando um muco espesso que
impede o movimento da secreção para fora do pulmão (Figura 2).
O canal CFTR está presente em
diversos tecidos do
organismo, tais como:
➔ Membrana apical das
células epiteliais das vias
aéreas
➔ Ducto pancreático
➔ Trato gastrointestinal
➔ Ductos de glândulas
sudoríparas.
● Por que a água entra na célula quando o canal CFTR não
abre?
➔ A água é um solvente com alto grau de difusão. Além disso,
sabemos que ela se direciona a área de maior concentração
por osmose, para tentar manter o equilíbrio osmótico. Dessa
maneira, como dentro da célula existe maior concentração de
sal do comparado ao meio extracelular (meio hipotônico), a
água entra na célula a favor do gradiente de concentração.
Figura 1 - Canal CFTR e regulação
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Profa. Silvia Prado
Ludmila Souza Heinz
Canal de Cl CFTR e Fibrose cística 
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Profa. Silvia Prado
BIBLIOGRAFIA: 
● COUTINHO, Henrique D. M.*; FIGUEREDO, Fernando G.; TINTINO, Saulo R.; et al, CANAIS IÔNICOS E FIBROSE CÍSTICA, 2014. 
● O que é CFTR?/ Unidos pela vida. Disponível em:https://unidospelavida.org.br/o-que-e-cftr/ . Acesso 23/01/2021 às 14:00 hrs.
● Fibrose cística: Sintomas, diagnóstico e tratamento.Disponível em:https://www.sanarmed.com/fibrose-cistica. Acesso 24/01/2021 ás 11:00 hrs.
● LEHNINGER, T. M., NELSON, D. L. & COX, M. M. Princípios de Bioquímica. 6ª Edição, 2014. Ed. Artmed Cap 11. páginas 415.
● Imagens ilustrativas retiradas do Google.
De forma geral existem 4 classes de mutação no canal de CFTR:
➔ 1 classe, defeito na produção da proteína.
➔ 2 classe, mau dobramento da proteína.
➔ 3 classe, mutação que afetam as subunidades NDBs e o
dominio R.
➔ 4 classe, condução defeituosa de cloreto.
▪ Qual a relação entre a mutação do canal CFTR e a Fibrose
Cística?
➔ Com o mau funcionamento do canal decorrente da mutação, o
muco extracelular fica espesso.
➔ No caso da fibrose cística (FC), impede a passagem de ar e o
movimento dos cílios nas superfícies das células epiteliais. Sem o
movimento ciliar, as secreções se acumulam (Figura 2), e as
bactérias e fungos que normalmente são jogados para fora se
estabelecem na zona mucosa, causando diversas infecções.
▪ Sobre a fibrose cística
➔A FC é uma doença autossômica recessiva, que apresenta
mutações no cromossomo 7.
➔A mutação gera desequilíbrio das concentrações de sódio e
cloro em células produtoras de muco. Ainda, próximo à
superfície celular ocorre uma relativa depleção de oxigênio,
criando um ambiente de hipóxia favorável a patógenos.
Portanto, o muco espesso cria um ambiente propício à
reprodução de bactérias (principalmente por Pseudomonas
aeruginosa). Logo, com a defesa pulmonar prejudicada tais
bactérias se proliferam de forma alterada. Portanto, o
paciente com FC acaba desenvolvendo um estado crônico de
inflamação. Observa-se ainda, que os macrófagos e
antibióticos não conseguem atravessar a camada de muco,
dificultando assim a recuperação.
➔ Como dito anteriormente, o canal CFTR está presente e
diversos tecidos, portanto, sua mutação afeta negativamente
glândulas exócrinas que produzem muco, suor e enzimas
pancreáticas.
➔ A doença também é conhecida como “doença do suor
salgado”, pois diferente do pulmão, o canal CFTR nas glândulas
sudoríparas é responsável por transportar cloro do ducto para as
células,em funcionamento saudável.
➔ O motivo do suor ficar mais salgado, é porque quando
existe mutação no canal CFTR, o cloro fica mais concentrado
no ducto, aumentando portanto os níveis de sal. Ainda,
frente a este gradiente de concentração maior no ducto, a
água do plasma é puxada por osmose. Tal movimento
provoca sede no indivíduo por conta da desidratação.
▪ Diagnóstico
➔ Uma forma de diagnosticar a FC, é justamente pelo teste
de suor (teste específico para a doença), na qual mede-se
nível de cloro. Quando a pessoa apresenta um nível superior
a 60 milimoles por Litro, e sintomas característicos, pode se
em dois testes confirmar a doença.
Figura 3- Canal CFTR e formação de muco
Figura 2 - Pulmão normal e pulmão com FC.
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Ludmila Souza Heinz
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https://unidospelavida.org.br/o-que-e-cftr/
https://www.sanarmed.com/fibrose-cistica
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Profa. Silvia Prado
Ilustração do rastro de uma partícula em movimento browniano. 
Imagem obtida em: https://conceitos.com/wp-
content/uploads/ciencia/Movimento-Browniano.jpg
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Eduardo Aragão T. De C.
Movimento Browniano e Equilíbrio Químico
➔ O movimento Browniano designa um tipo de movimento
particular aleatório em que as moléculas se deslocam sempre
em linha reta, mas mudando de direção conforme colidem com
outras moléculas.
➔ Esse movimento aleatório de colisões é o que
possibilita as reações entre duas moléculas.
➔ Graças a agitação térmica das partículas (normalmente
moléculas) que esse movimento existe.
➔ O movimento Browniano é essencial para entender a
difusão de partículas, pois, é graças a esse movimento, que as
partículas se afastam de sua origem e, ao passar do tempo, se
afastam dele.
➔ Quanto menor é uma partícula, mais ela se afasta de
sua origem (se difunde), pois ela ganha mais energia
cinética do que uma partícula maior
➔ Isso pode ser medido pelas fórmulas:
➔ X é a distância percorrida pela partícula desde sua
origem. t é o tempo em segundos, D é o coeficiente de
difusão, T é a temperatura em Kelvin, R é a constante
universal dos gases, a é o raio da partícula, n é a viscosidade
do solvente puro e Na é o número de Avogadro.
➔ O movimento foi descoberto pelo biólogo Robet Brown
observando grãos de pólen pelo microscópio. Depois, o
movimento que ele descreveu foi revisado por físicos,
dentre eles o próprio Einstein, e ganhou seus próprios
modelos matemáticos, sendo o primeiro feito por Einstein,
no seu doutorado, na equação de calcula o coeficiente de
difusão
Equilíbrio químico
➔ O equilíbrio químico designa dois fenômenos diferentes:
o equilíbrio químico de uma reação, e o equilíbrio químico
de partículas.
Equilíbrio químico de partículas
➔ Designa a distribuição homogênea de partículas em um
determinado sistema. O movimento aleatório, como o
descrito no modelo do movimento Browniano, faz com que
as partículas tendam a se distribuir o mais
homogeneamente possível em um sistema.
➔ Quando há uma membrana semipermeável, as
partículas permeáveis vão se distribuir
homogeneamente nos dois lados da solução, e as
partículas impermeáveis vão se espalhar
homogeneamente na porção a qual estão restritas.
➔ Caso essas partículas sejam eletricamente
carregadas como no caso de íons, seu equilíbrio não é
necessariamente alcançado por difusão simples e a
homogeneização das moléculas, como no caso de
partículas neutras, mas pelo surgimento de um
potencial elétrico que contrabalance a difusão. No caso
de gases ideais, o equilíbrio alcançado exclusivamente
com a ação movimento browniano.
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Profa. Silvia Prado
BIBLIOGRAFIA:
- Biofísica. v. 1/ Gilberto Weissmüller; Nice Maria A. Costa
- Fisiologia Humana 7ª edição, Silverthorn
- https://pt.wikipedia.org/wiki/Movimento_browniano
- https://www.infoescola.com/fisica/movimento-browniano/
- https://www.infoescola.com/quimica/equilibrio-quimico/
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Profa. Silvia Prado
➔ No caso em que há uma membrana em uma solução, é
possível que haja uma pressão em cada lado do
compartimento. Essa pressão é gerada exclusivamente pelo
soluto que não atravessou a membrana.
➔ Caso seja um soluto permeável a membrana,
espera-se que ele não cause nenhuma pressão ao
atingir o equilíbrio. Essa diferença pode ser calculada
por:
Π é a diferença de pressão entre os compartimentos, [B] é a
concentração molar do soluto não permeável, R a constante
universal dos gases e T a temperatura em Kelvin.
Quando as partículas são eletricamente carregadas, há duas
forças que interagem no equilíbrio eletroquímico:
concentração e potencial de membrana. A relação entre
essas duas forças no equilíbrio é descrita na equação de
Nernst:
➔ Onde os índices i e e indicam o espaço intra e
extracelular, V é o potencial elétrico (em mV), C é a
concentração do íon, R é a constante dos gases, T é a
temperatura (em Kelvin), z é a valência do íon (+1 para o íon
potássio, -1 para o Cloro, +2 para o Magnésio) e F é a
constante de Faraday (F = 96.492Cmol-1)
➔ O equilíbrio químico (EQ) de reações é um fenômeno que ocorre em
reações reversíveis, ou seja, que ocorrem nas duas direções. Os
reagentes entre si e formam os produtos, porém os produtos também
reagem entre si e formam os reagentes de volta, gerando um ciclo.
➔ Nesse contexto, o equilíbrio químico acontece quando a velocidade
de reação de formação de produtos se iguala à velocidade de reação de
formação dos reagentes. As concentrações de produtos e reagentes
ficam não necessariamente iguais, mas estáveis.
➔ O EQ de uma reação, não é estativo, é dinâmico, as reações
continuam acontecendo, porém as concentrações e as
velocidades não mudam.
➔ A reação entre duas moléculas ocorre quando elas colidem,
o que também tem relação com o movimento Browniano.
Gráfico que mostra a estabilização das velocidades das reações e da 
concentração de produtos e reagentes no equilíbrio.
Imagem obtida em: https://laboiqzamora.files.wordpress.com/201
7/06/equilibrio-quimico-dinamico.png? w=368&h=152
aA + bB ➔ cC + dD
➔ Na reação:
▪ A constante de equilíbrio da reação e a velocidade de cada
lado da reação, podem ser calculados com as concentrações
de reagentes e produtos pelas seguintes fórmulas:
▪ v é a velocidade, Kc é a constante de equilíbrio [X] a concentração
da espécie e x a quantidadedeles na reação.
➔ O princípio de Le Chatelier, diz que o
equilíbrio pode ser deslocado alterando a
concentração de produtos, reagentes,
adicionando catalisadores ou alterando a
temperatura da reação.
➔ Uma maior concentração de reagentes
resulta em mais produtos formados, e
aumenta a temperatura da reação, por
exemplo, favorece a reação endodérmica.
Eduardo Aragão T. De C.
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http://www.infoescola.com/fisica/movimento-browniano/
http://www.infoescola.com/quimica/equilibrio-quimico/
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Profa. Silvia Prado
O SOLVENTE UNIVERSAL 
➔ A água é conhecida como o solvente universal, sendo a molécula
mais importante do corpo humano.
➔ Um homem de 70kg tem 60% do seu peso corporal formado por
água, já mulheres, possuem menos água por kg, pois possuem mais
tecido adiposo, que acaba substituindo a água celular.
➔ No corpo, a água é capaz de se mover livremente entre as células e
o liquido extracelular, atravessando canais iônicos cheios de água e
canais especiais formados por proteínas chamadas de aquaporina
(AQP). A água se distribuí até que atinja o equilíbrio osmótico. Mas o
que é osmose e equilíbrio osmótico?
Osmose: É a movimentação espontânea da água, por
uma membrana semipermeável. É considerada um tipo
de transporte passivo pois não demanda gasto de
energia celular. A passagem de água ocorre do lado
menosconcentrado para o lado em que a solução está
mais concentrada, afim de dilui-la.
Pressão osmótica (π) pode ser definida como a pressão
externa que deve ser aplicada em uma solução mais
concentrada para evitar osmose. Quanto maior for a
concentração da solução, maior será a pressão
osmótica.
➔ Na figura 1 é possível notar que do lado esquerdo do sistema há
água pura e no lado direito há água e soluto, que estão separados por
uma membrana impermeável ao soluto, mas permeável a água.
➔ Sendo assim, a água flui do compartimento com maior
concentração de água para aquele em que a concentração de água é
menor. Mas o equilíbrio em termo de concentração de soluto e
solvente nunca ocorrerá, por mais que a água passe, o lado esquerdo
sempre será água pura, pois a membrana não permite a passagem do
soluto.
Então quando a osmose para de ocorrer? 
➔ Em B, o aumento do volume em um dos lados do modelo produz
um aumento da pressão hidrostática. A pressão hidrostática, tende a
forçar o fluído do lado direito para o lado esquerdo e a pressão
osmótica força o lado esquerdo para o lado direito.
➔ Portanto, a osmose só cessa quando essa pressão aumentar o
suficiente para interromper o fluxo osmótico. E fique equivalente a
pressão osmótica.
OSMOSE REVERSA 
➔ É um processo inverso à osmose que ocorre
naturalmente nas células. No qual se aplica uma pressão
maior do que a pressão osmótica e a água flui do meio
mais concentrado para o menos concentrado em soluto.
➔ Esse é um mecanismo utilizado para tornar a água
potável para consumo, para uso industrial, indústria
farmacêuticas e para hemodiálise.
➔ Na figura 2, há um exemplo de osmose reversa no
processo de dessalinização da água do mar.
Bruna da Silva
Osmose e Pressão Osmótica
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Profa. Silvia Prado
BIBLIOGRAFIA: 
● SOBREIRA, Solidonio A. Osmose, Tonicidade e Osmorregulação Através do Hormônio Antidiurético.
● DUARTE, Ricardo Gomes. Avaliação da Interação Folhelho-Fluido de Perfuração para Estudos de Estabilidade de Poços. 2004. 
Disponível em: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/5163/5163_1.PDF. Acesso em: 28 jan. 2021.
● Biofísica para Ciências Biológicas / Plinio Delatorre. - João Pessoa: Editora da UFPB, 2015.
● Fisiologia Humana: Uma Abordagem Integrada, 7ª edição, Artmed, 2017
➔ A variação de pressão hidrostática é a força que interrompe a
osmose durante o equilíbrio, sendo matematicamente igual à
pressão osmótica. Portanto, a pressão osmótica pode ser
indiretamente determinada pela variação da pressão hidrostática
(Δh) :
Δphid= d.g.(hf-hi)
Δphid = pressão hidrostática
d = densidade
g = aceleração da gravidade
hf =altura final
hi = altura inicial
A pressão osmótica também pode ser calculada através
da lei de Van’t Hoff, a lei dos gases perfeitos:
π = M . R . T . I
π = pressão osmótica M = concentração
R = constante universal dos gases T = temperatura
i = fator de Van’t Hoff
Coeficiente de reflexão (α) 
É um fator importante e está relacionado com a
capacidade que a membrana possui de impedir a
passagem do soluto.
➔ Se , α é igual a 1 não há passagem de soluto pela
membrana. Sendo considerada uma membrana
semipermeável perfeita.
➔ Se α é entre 0 e 1 a membrana permite a
passagem de alguns íons, sendo considerada uma
membrana semipermeável não ideal.
➔ Se α é igual a 0 o soluto consegue passar
livremente pela membrana, neste caso não existe
fluxo osmótico e, consequentemente, pressão
osmótica.
Portanto, membranas não ideias devem seguir a seguinte
fórmula :
π = M . R . T . I. α
α = coeficiente de reflexão obtido experimentalmente
Osmolaridade X Tonicidade
Osmoloraridade: Propriedade da solução na qual compara-
se entre as soluções o número de partículas/volume,
independente da membrana.
Isosmótica: Soluto e solvente em equilíbrio.
Hiperosmótica: Maior quantidade de soluto.
Hiposmótica: Menor quantidade de soluto.
Tonicidade: Propriedade que depende da permeabilidade
da membrana, no qual se compara entre as soluções a
pressão osmótica (fig 4)
Hipertônica: Pressão osmótica é maior.
Hipotônica: Pressão osmótica é menor.
Isotônica: Pressão osmótica é igual à da outra solução.
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Bruna da Silva
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Rebeca Miranda Norio
Obtenção de Água Potável a Partir da Água do Mar
➔ A conversão e obtenção da água potável e
própria para o consumo a partir da água do mar
é possível através da dessalinização, que
consiste em métodos de processos físico-
químicos de retirada dos sais da água.
➔ Dentro desses métodos possuem três
técnicas, sendo elas:
▪ Destilação.
▪ Congelamento.
▪ Processos através da membrana.
Destilação
➔ Se faz evaporar o líquido impuro do recipiente a fim de se
obter apenas a água pura.
➔ Neste método a transferência de calor é essencial, se
dando através de um tubo de aquecimento.
➔ A evaporação é feita através da energia de alguma fonte,
como a energia solar.
➔ O vapor de água volátil, separa-se das impurezas não
voláteis que permanecem no recipiente original. Então o
vapor chega a se condensar, liberando calor e permitindo a
recuperação de parte da energia despendida para o processo
de evaporação.
➔ Possuem múltiplas ebulições em muitos estágios, na qual
cada um funciona a uma menor temperatura e pressão.
➔ Os principais processos são:
▪ Flash de Múltiplo Estágio
▪ Destilação Através da Luz Solar
▪ Ebulição de Efetivo Múltiplo
▪ Compressão de Vapor
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Profa. Silvia Prado
BIBLIOGRAFIA: 
● Análise Térmica de Um Dessalinizador de Múltiplo Efeito para Obtenção de Água Potável. Souza, Luiz Faustino de. ´´Análise Térmica de Um Dessalinizador
de Múltiplo Efeito para Obtenção de Água Potável`` (2002).
● Obtenção da Água Potável A Partir da água Salobra ou do Mar por Evaporação. Milcent, Paul Fernand, Agnes de Paula Scheer, and Regina Weinschutz. "I-
240-OBTENÇÃO DE ÁGUA POTÁVEL A PARTIR DE ÁGUA SALOBRA OU DO MAR POR EVAPORAÇÃO."
● Imagens ilustrativas retiradas do Google.
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Congelamento
➔ Se baseia no fato de que quando a temperatura da água do mar começa a
diminuir, o gelo que é formado é composto somente de água pura, pois a mistura
dos sais na água diminui seu ponto de congelamento.
▪ Congelamento direto
▪ Congelamento indireto
Processos através da membrana
➔ Esse método utiliza a capacidade da
membrana em realizar a separação de
sais da água.
➔ A fonte de energia é elétrica.
➔ Devido a membrana orgânica ter poros
que consequentemente podem ficar
entupidos por conta da impureza da
água, se é feito um pré-tratamento e
lavagens contracorrentes.
➔ Se aplica pressão em torno de
50Kgf/cm2 para bombardear a água
impura, sendo essa pressão acima da
pressão osmótica, que faz com que o
processo de osmose ocorra de forma
reversa, fazendo com que o solvente da
solução concentrada passe pela
membrana e vá em direção ao solvente
puro.
➔ Isso é possível por duas técnicas:
▪ Osmose reversa
▪ Eletrodiálise
Rebeca Miranda Norio
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https://betaeq.com.br/index.php/chemical-engineer/
https://betaeq.com.br/index.php/chemical-industry/
https://betaeq.com.br/index.php/chemistry/
https://betaeq.com.br/index.php/engenhariaquimica/
https://betaeq.com.br/index.php/pesquisas-cientificas/
https://betaeq.com.br/index.php/uncategorized-pt/
https://betaeq.com.br/index.php/tag/agua/
https://betaeq.com.br/index.php/tag/dessalinizacao/
https://betaeq.com.br/index.php/tag/osmose-reversa/
https://betaeq.com.br/index.php/2019/05/06/o-processo-de-dessalinizacao-da-agua/
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Paula Barroso Litaiff
➔ Tonicidade é um termo fisiológico utilizado para descrever
uma solução e como esta afeta o volume de uma célula se ela
for colocada nessa solução até o equilíbrio.
▪ Por convenção, descrevemos a tonicidade da solução em
relação à célula.
➔ A tonicidade depende não apenas da osmolaridade, mas
também da permeabilidade das partículas do soluto.
▪ A natureza dos solutos indica se as partículas do soluto podem
ou não podem atravessar a membrana celular.
▪ Se as partículas atravessam, são chamadas de solutos
penetrantes, e se não atravessam são chamadas de solutos
não penetrantes.
➔ A tonicidade depende apenas da concentração de solutos
não penetrantes.
▪ O soluto não penetrante mais importante na fisiologia é o
NaCl. Se uma célula for colocada dentro de uma solução de
NaCl, os íons Na+ e Cl- não penetram na célula.
➔ Se uma célula é colocada em uma solução e incha ao
ganhar água em equilíbrio, a solução é hipotônica para a
célula.
➔ Se a célula perde água e murcha, a solução é hipertônica
para a célula.
➔ Se a célula na solução não muda de tamanho em
equilíbrio, a solução é isotônica em relação à célula.
➔ A tonicidade pode ser comparada com a capacidade de desenvolver pressão
osmótica efetiva, e a tonicidade também é dependente do coeficiente de reflexão.
➔ As hemácias podem ser usadas como sensores de tonicidade.
▪ Ao serem colocadas em soluções de osmolaridade diferente do plasma, elas podem
sofrer variações de volume.
➔ Os solutos penetrantes não contribuem para a
tonicidade porque ao serem adicionados em solução,
eles são capazes de atravessar a membrana,
movendo-se para o meio extracelular a favor do seu
gradiente de concentração tornando a concentração
equilibrada de soluto dentro e fora da célula. E a
presença de soluto penetrante também pode
favorecer a entrada de água, criando um gradiente
osmótico.
➔ Para serem isotônicas, as soluções precisam ser
isosmóticas.
▪ Se não forem isosmóticas, no início existirá uma força
motriz para o movimento da água.
➔ Diferente da osmolaridade que é expressa em unidades, a
tonicidade não possui unidade.
▪ Ela serve como um parâmetro que avalia o efeito produzido pela
solução sobre o volume celular.
Tonicidade e Pressão Osmótica
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BIBLIOGRAFIA: 
● SOBREIRA, Solidonio A. Osmose, Tonicidade e Osmorregulação Através do Hormônio Antidiurético. 
● Biofísica para Ciências Biológicas / Plinio Delatorre. - João Pessoa: Editora da UFPB, 2015.
● Fisiologia Humana: Uma Abordagem Integrada, 7ª edição, Artmed, 2017
● DA SILVA GONÇALVES, Arlan et al. A PRESSÃO OSMÓTICA NO PROCESSO DE DESSALINIZAÇÃO DA ÁGUA. Revista Eletrônica Sala 
de Aula em Foco-ISSN 2316-7297, v. 7, n. 2, 2018.
➔ Pressão osmótica é a pressão que deve ser aplicada para
impedir a osmose.
▪ A pressão osmótica é derivada da osmolaridade e ela é
responsável por não deixar o volume variar.
▪ Está relacionada à pressão exercida para ocorrer o
inverso da osmose, isto é, a pressão que deve ser
aplicada à solução a fim de impedir a passagem do
solvente.
▪ Essa pressão é aplicada sobre uma membrana
semipermeável.
▪ É possível impedir que a osmose se inicie ao aplicar a
pressão osmótica sobre a solução mais concentrada.
➔ Cálculo da pressão osmótica:
▪ O valor da pressão osmótica depende de cada solução. Quanto
maior a concentração da solução, maior será a pressão osmótica.
➔ O cálculo pode ser realizado pela fórmula:
π = M . R . T . i 
▪ π = Pressão osmótica;
▪ M = Concentração em mol/L;
▪ R = constante universal dos gases;
▪ T = temperatura em Kelvin;
▪ i = fator de Van’t Hoff
➔ Classificação das soluções segundo a pressão osmótica:
▪ Solução hipertônica: quando a sua pressão osmótica é maior que a da outra solução.
▪ Solução hipotônica: quando a sua pressão osmótica é menor que a da outra solução.
▪ Solução isotônica: quando a sua pressão osmótica é igual à da outra solução.
➔A pressão osmótica também pode ser utilizada para a
determinação das massas molares de substâncias pouco
solúveis no solvente ou que possuam massas molares
elevadas, como por exemplo proteínas e polímeros de
vários tipos de coloide, permitindo medidas convenientes
devido à pressão obtida.
➔A pressão osmótica e a osmose reversa podem ter um valor
industrial muito importante, pois podem ser usadas para a
realização da dessalinização da água.
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Paula Barroso Litaiff
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➔ O equilíbrio termodinâmico, seguindo a 1° lei de Fick, garante que o resultado final será o equilíbrio de concentrações, ou seja, a
concentração das soluções serão as mesmas interna e externamente a membrana e relativamente rápida.
➔ A difusão ocorre pelo aumento da entropia do sistema (com gasto de energia, porém não sem consumo de energia química-ATP).
➔ A difusão ocorre com o movimento das moléculas a partir de áreas de elevada concentração para áreas de baixa concentração, ou
seja, a favor do gradiente de concentração. Se houver um soluto impermeável em uma das soluções, a concentração da solução
nunca se igualará
➔ O equilíbrio se estabelece quando duas soluções de
diferentes concentrações são separadas por uma membrana
semipermeável
▪ Ocorrerá como resultado da difusão, tendo como resultado
final o equilíbrio das suas concentrações, o que não significa
concentrações iguais em ambos os lados.
Equilíbrio de Gibbs-Donnan
➔ Não é limitado a apenas aos conceitos termodinâmicos e
físico-químicos, pode ser usado no entendimento de como os
seres biológicos vivem em função de suas células.
➔ Está relacionado à distribuição desigual de partículas
carregadas de um lado de uma membrana semipermeável em
relação ao outro. Das quais não são capazes de se distribuírem
uniformemente por difusão através de ambos os lados da
membrana.
O fenômeno de Gibbs-Donnan ou equilíbrio de Donnan refere-se ao mecanismo de transporte de cargas elétricas que se encontram
deslocando através das membranas das células, estando principalmente relacionado a células excitáveis. (Delatorre, 2015).
➔ A concentração da solução com solutos impermeáveis
permanece elevada, mesmo no estado de equilíbrio. Uma
solução que apresenta íons impermeáveis como proteínas
dentro de células sempre terá desigualdades iônicas em
seu estado de equilíbrio.
➔ As desigualdades em equilíbrio é chamado de equilíbrio
de Donnan, que está presente em quase todos os
processos moleculares das células.
➔ Pode ser correlacionado com as células vivas. As
membranas celulares são seletivamente permeáveis, o que
significa que elas permitem que algumas moléculas passem
através membrana mantendo outras de fora.
➔ O fluxo de moléculas e íons entre uma célula e o seu
meio é regulado pelo equilíbrio Donnan. As células vivas
contêm coloides aniônicos impermeáveis e não podem
atravessar a membrana celular. Portanto existe uma
elevada concentração de ânions não difusíveis, através da
membrana da célula, criando, assim, o equilíbrio de
Donnan. Isto significa que existem mais íons dentro da
célula do que no exteriorA B
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Katia Justi
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➔ A osmolalidade é maior no compartimento
contendo os íons impermeáveis.
➔ No corpo, a osmolalidade será maior no meio
intracelular e vascular, isso devido ao trabalho
contínuo de origem osmótica da Na+ /K+ ATPase, caso
contrário as células estourariam, pois no âmbito da
osmose deve haver o fluxo de água do espaço
intersticial para dentro da célula.
➔ No equilíbrio de Donnan a razão das concentrações
interna e externa dos íons permeantes são sempre
iguais
➔ O Equilíbrio de Donnan ocorre quando todos os íons
permeantes estão em equilíbrio. O potencialelétrico de
todos os íons permeantes tem valores comuns, ou seja, igual
ao potencial da membrana.
➔ Apesar do fluxo de íons ser zero, não significa que não
exista corrente elétrica, mas a somatória de todas as
densidades de corrente elétrica é zero, portanto o potencial
elétrico será constante.
➔O equilíbrio de Donnan gera então o potencial de repouso
da membrana celular
BIBLIOGRAFIA: 
● Knut Schmidt-Nielsen - Fisiologia Animal Adaptação e Meio Ambiente - 5ª Edição, Cap. 15 páginas 593, 594. 
● Biofísica para Ciências Biológicas / Plinio Delatorre. - João Pessoa: Editora da UFPB, 2015. Disponível em 
<https://wp.ufpel.edu.br/nuclear/files/2017/09/biofisica-ufpb.pdf> Acesso em 30-01-2020 às 19h. 
● LEHNINGER, T. M., NELSON, D. L. & COX, M. M. Princípios de Bioquímica. 6ª Edição, 2014. Ed. Artmed.
● Imagens ilustrativas feitas por mim baseadas nos livros e Google. 
➔ Ao se rearranjar os termos, verifica-se que a razão dos cátions difusíveis de
um lado em relação aos do outro é inversamente proporcional à razão dos
ânions dos dois lados
➔ Estas razões são conhecidas como a constante de Donnan (r).
➔ Suponha que a concentração inicial de cloreto de sódio seja idêntica em ambos os
lados da membrana e que o meio intracelular também contenha proteinato de
sódio, NaPr, dissociado como Na+ e Proteína–. Nestas condições, a concentração
total de Na+ no intracelular será maior que no meio extracelular e os íons sódio irão
difundir-se para o meio extracelular, o que resultará em um excesso de íons Na+ em
relação aos íons Cl– do extracelular.
➔ Portanto, um número igual de íons cloro atravessará a membrana para o meio
extracelular. Entretanto, esta tendência é contraposta pela maior concentração de
cloro resultante dentro da célula em relação a fora da célula.
➔ No equilíbrio, haverá concentrações desiguais de íons através da membrana e uma
carga negativa líquida no compartimento intracelular em relação ao compartimento
extracelular. Esta situação de equilíbrio, com distribuição desigual de íons difusíveis
e carga elétrica resultante, é conhecida como equilíbrio de Donnan.
➔ A diferença de potencial é atribuível à presença do ânion não-difusível no
extracelular. Como o sistema encontra-se em equilíbrio, o potencial é mantido sem
que ocorra gasto de energia, permanecendo assim indefinidamente.
[Na+]A × [Cl–]A = [Na+]B × [Cl–]B
➔ Ao se rearranjar os termos, verifica-se
que a razão dos cátions difusíveis de um
lado em relação aos do outro é
inversamente proporcional à razão dos
ânions dos dois lados
Resumo Ilustrado de Biofísica
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Profa. Silvia Prado
Katia Justi
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https://wp.ufpel.edu.br/nuclear/files/2017/09/biofisica-ufpb.pdf
Resumo Ilustrado de Biofísica
UFPR – 2021
Profa. Silvia Prado
➔ Vale ressaltar que o transporte de difusão facilitada, canais iônicos e
aquaporinas entram nos movimentos de membrana mediados, uma vez
que utiliza a função de uma proteínas de canal. Todavia não ocorre o
gasto de ATP.
Resumo Ilustrado de Biofísica
UFPR – 2021
Profa. Silvia Prado
(Silverthor, 2017)
Julyana Klapousko
Transporte Através de Membrana
36
➔ A membrana plasmática é constituída principalmente de uma
bicamada lipídica e proteínas, o que caracteriza o modelo Mosaico
Fluído.
➔ Por conta da sua composição, possui um caráter semipermeável.
Ilustração membrana plasmática
➔ As proteínas de membrana podem possuir
função receptora ou transportadora;
➔ As proteínas transportadoras dividem-se
em:
▪ Canal: Facilita a passagem de íons;
▪ Carreadoras: Possui um sítio específico e
muda sua conformação durante o
transporte;
➔ As proteínas carreadoras se dividem em:
▪ Uniporte: 1 substrato;
▪ Simporte: 2 substratos e mesma direção;
▪ Antiporte: 2 substratos e direção contrária;
Transporte Ativo
➔ Movimentos mediados, utilizando uma proteína
auxiliar;
➔ Gasto de ATP durante o processo;
➔ Contra o gradiente de concentração;
Transporte Ativo Primário (direto)
➔ Utiliza proteína carreadora para auxiliar;
➔ Por utilizar ATP, muitos transportadores ativos
primários são chamados de ATPases;
➔ As ATPases podem ser chamadas de bombas, como
é o caso da bomba de sódio e potássio.
Transporte Ativo Secundário (indireto)
➔ Utiliza o gradiente eletroquímico gerado no
transporte ativo primário para impulsionar outras
moléculas contra seus gradientes de concentração;
➔ Utiliza proteínas carreadoras divididas em:
▪ Co-transportadora: compartilhada
▪ Simportador: moléculas na mesma direção
▪ Antiportador (trocador): moléculas na direção
contrária
36
Resumo Ilustrado de Biofísica
UFPR – 2021
Profa. Silvia Prado
Difusão
➔ Propriedade coligativa que corresponde a pressão que
deve ser exercida em um sistema para impedir que a osmose
ocorra espontaneamente.
➔ Calculada pela fórmula:
π = M . R . T .i
Resumo Ilustrado de Biofísica
UFPR – 2021
Profa. Silvia Prado
● Silverthorn, DU, 2017. Fisiologia humana . Jones & Bartlett Publishers.
● Hill, RW, Wyse, GA, Anderson, M. e Anderson, M., 2004. Animal fisiologia (Vol. 2). Massachusetts: Associados Sinauer.
●
Julyana Klapousko
Transporte Passivo
➔ Movimentos de membrana não mediados;
➔ Ocorrem pela bicamada, sem gasto de ATP;
➔ Utiliza energia cinética inerte das moléculas e a energia
potencial armazenada em gradientes de concentração
Osmose
➔ Passagem de solvente (H2O), para o meio mais concentrado de
soluto;
➔ As soluções podem ser:
▪ Isosmóticas: Duas soluções contém o mesmo número de
partículas de soluto por unidade de volume;
▪ Se a solução A possui uma osmolaridade maior que a solução
B, dizemos que a solução A é hiper osmótica em relação à
solução B;
▪ No mesmo exemplo, a solução B, com menor osmoles por
unidade de volume, é hiposmótica em relação à solução A.
➔ A mudança do volume na célula, ocasionada pela perda
ou ganho de solvente se define tonicidade.
➔ Se uma célula é colocada na solução e ficar turgida ao
ganhar água para o equilíbrio, a solução é hipotônica para a
célula;
➔ Se a célula perde água e murcha em equilíbrio, a solução
é hipertônica;
➔ Se a célula na solução não muda de tamanho em
equilíbrio a solução é isotônica;
Difusão
➔ O soluto passa a favor do gradiente de concentração, do
meio mais para o meio menos concentrado.
➔ Apenas moléculas solúveis em lipídeos (lipofílicas) podem
se difundir pela bicamada lipídica.
Difusão Simples
➔ A taxa da difusão depende diretamente da capacidade da
molécula se dissolver pela bicamada lipídica;
➔ A taxa de difusão aumenta quando o gradiente de
concentração, a área de superfície ou a permeabilidade da
membrana aumentam (lei de difusão de Fick).
Difusão Facilitada
➔ Não gasta ATP, porém utiliza proteína de membrana,
participando de movimentos mediados.
37
37
Resumo Ilustrado de Biofísica
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Profa. Silvia Prado
➔ As membranas plasmáticas são estruturas responsáveis pelo
trânsito das substâncias para o interior e exterior das células.
➔ Todas as membranas biológicas têm uma mesma constituição
geral (como explicitado na imagem ao lado), um filme lipídico e
proteico unido principalmente por interações não covalentes. São
membranas com uma estrutura tipicamente de três camadas, duas
camadas hidrofílicas externas e uma camada hidrofóbica entre
elas.
➔ Essa organização permite uma permeabilidade seletiva da
membrana, característica que possibilita a regulação (quantitativa,
qualitativa e direcional) do transporte de substâncias.
➔ Um dos transportes mais
importantes é a osmose, que é o
movimento da água através de uma
membrana semipermeável, de um meio
menos concentrado para um meio mais
concentrado. Isso ocorre pois quanto
maior a quantidade de soluto, menor a
propensão das moléculas de água
atravessarem a membrana. Osmose
envolve 2 propriedades:
Osmolaridade: quantidade de soluto em
uma solução;
Tonicidade: capacidade de solução
aumentar ou reduzir o volume celular.
➔ Outro mecanismo
importante é adifusão, um
tipo de transporte passivo em
que as moléculas de soluto
vão de uma área mais
concentrada para uma área
menos concentrada, ou seja,
seguem um gradiente de
concentração. A difusão é
diretamente proporcional à
temperatura e inversamente
proporcional ao tamanho
molecular. É mais eficiente
em curtas distâncias.
➔ A dinâmica das membranas pressupõe que os compartimentos LIC e LEC não estão em equilíbrio químico e elétrico. Esses dois
desequilíbrios juntamente com o equilíbrio osmótico são chamados estados estacionários dinâmicos. O objetivo da homeostasia é
manter esses estados, portanto ela não é sinônimo de equilíbrio.
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Profa. Silvia Prado
Maria Vitória Ferreira
Transporte Através de Membranas e seus 
Mecanismos Físico-Químicos
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Resumo Ilustrado de Biofísica
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Profa. Silvia Prado
BIBLIOGRAFIA: 
● Membranas e transporte. Disponível em: <https://pt.khanacademy.org/science/biology/membranes-and-transport> Acesso em 31-01-2021 
● UFRRJ, Instituto de Biologia, Departamento de Ciências Fisiológicas. Transporte transmembrana, 2003.
● SILVERTHORN, D. U. Fisiologia Humana: Uma Abordagem Integrada. 7ª Edição, 2017. Ed. Artmed. Cap 5. páginas 122-159.
● Imagens ilustrativas retiradas do Google.
O transporte mediado por proteínas
➔ A maioria das moléculas atravessa a
membrana com a ajuda das proteínas de
membrana;
➔ Proteínas de transporte: movem as
moléculas para dentro e/ou para fora da
célula, são as proteínas de canal e carreadoras;
➔ Proteínas-canal: são canais que conectam
os meio intra e extracelular. Canais com
portão abrem e fecham para o transporte de
substâncias, eles podem ser regulados por
ligantes, estado elétrico da célula ou mudanças
físicas (como mudança de pressão);
➔ Proteínas carreadoras: transportam íons
ou moléculas individualmente, fazem isso ao
realizar mudanças conformacionais. O
transporte por carreadoras têm as seguintes
propriedades: especificidade, competição e
saturação;
➔ Vale lembrar ➔ o transporte passivo
mediado por proteínas é difusão facilitada.
Transporte ativo
➔ Ocorre contra o seu gradiente de
concentração;
● Transporte ativo primário: é quando a
energia necessária para a realização do
transporte é proveniente diretamente do
ATP;
● Transporte ativo secundário: é aquele que
usa a energia potencial proveniente do
transporte primário;
● O transporte ativo mais importante é a
bomba de sódio e potássio.
Transporte vesicular
➔ Endocitose: invaginação da membrana plasmática para absorção de grandes moléculas. A fagocitose é a absorção de partículas
insolúveis e a pinocitose é a absorção de líquidos e moléculas dissolvidas;
➔ Exocitose: requer ATP, a vesícula formada funde-se à membrana e libera seu conteúdo para fora da célula.
Resumo Ilustrado de Biofísica
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Profa. Silvia Prado
Maria Vitória Ferreira
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Resumo Ilustrado de Biofísica
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Profa. Silvia Prado
➔ Membranas celulares possuem características fundamentais
para que seu funcionamento dê-se de forma eficiente.
➔ São constituídas por uma bicamada fosfolipídica, em que as
regiões apolares estão voltadas para o centro e as regiões
polares estão voltadas para ambas porções externas.
➔ Tal estrutura confere à elas a capacidade de formar uma
estrutura que chamamos de mosaico fluido, com seus canais
e proteínas presentes, permitindo que os processos celulares
possam ocorrer de forma eficiente.
➔ A água (H2O), uma molécula polar, não carregada e de
tamanho pequeno, consegue transpassar livremente
através das membranas para o interior da célula. Porém, isso
não acontece com todas as moléculas polares. A glicose e a
sacarose, por exemplo, devido aos seus tamanhos, não
conseguem atravessar a membrana de forma eficaz, conforme
podemos observar na imagem a seguir:
FONTE: Modificado de Princípios de Bioquímica de Lehninger, 6ª edição.
Os fosfolipídeos são formados por uma cabeça
hidrofílica e polar, composta por uma colina, um grupo
fosfato e um glicerol, e uma cauda hidrofóbica e
apolar, composta por ácidos graxos
FONTE: Biologia Molecular da Célula, 6ª edição.
➔ Em moléculas apolares, como os elétrons estão
distribuídos de forma homogênea, o transporte pode ocorrer
por difusão simples quando a favor do gradiente de
concentração. Para isso, é necessário que a molécula dissolva-se
e se disperse pela camada lipídica através da membrana celular.
FONTE: Modificado de Princípios de Bioquímica de Lehninger, 6ª edição.
➔Alterações no pH do meio podem acarretar em mudanças na
permeabilidade das membranas biológicas. Sabendo que
todo ácido fraco, quando dissoluto em água, está predisposto
ao equilíbrio, temos a seguinte equação para determinação da
constante de acidez, ou pKa, de uma solução.
E através da equação de Henderson-Hassdelbalch podemos
relacionar o valor do pH de uma solução tampão com as
concentrações do ácido e sua base conjugada e o também com
o pKa.
[forma protonada]
[forma desprotonada]
log = pKa - pH
onde
onde
Para dissociação de ácidos
Para dissociação de bases
FONTE: Adaptado de The Pharmacological Basis Of Therapeutics, 13ª edição
Resumo Ilustrado de Biofísica
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Profa. Silvia Prado
Luani Klutchcouski Antunes
Efeito do pH no transporte de substâncias através 
da membrana
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Profa. Silvia Prado
BIBLIOGRAFIA:
● LEHNINGER, T. M., NELSON, D. L. & COX, M. M. Princípios de Bioquímica. 6ª Edição, 2014. Ed. Artmed Cap 6.3 páginas 200-213.
● ALBERTS, BRUCE; JOHNSON, ALEXANDER; LEWIS, JULIAN; MORGAN, DAVID; RAFF, MARTIN; ROBERTS, KEITH; WALTER, PETER. Biologia Molecular da 
Célula. 6ª edição, 2017. Ed. Artmed, 2017. Cap. 11, página 598.
● RANG & DALE, H.P RANG, J.M. RITTER, R. J. FLOWER E G. HENDERSON. Farmacologia, 8ª Edição, 2016. Ed. Elsevier. Cap. 8, páginas 262-268.
● GOODMAN & GILMAN'S, LAURENCE L. BRUNTON, RANDA HILAL-DANDAN, BJÖRN C. KNOLLMANN, The Pharmacological Basis Of Therapeutics, 13ª 
edição, 2018. Ed. McGraw-Hill Education. Cap 2, páginas 14-15.
● MOURA, D. M. Introdução à Farmacologia e à Farmacocinética, 2019. Disponível em: <https://medpri.me/upload/texto/texto-aula-1017.html>
● Imagens ilustrativas retiradas dos livros e site acima referenciados.
FONTE: Rang & Dale Farmacologia, 8ª edição.
➔ A aplicação prática do efeito causado em
membranas pela alteração de pH se dá principalmente no
campo farmacológico.
➔ Tendo em vista que alguns medicamentos necessitam de
tempo maior de permanência no interior das células para que
realizem o efeito desejado, podemos utilizar do artifício da
difusão através de membranas que uma molécula apolar possui
para carrear o medicamento para o interior da célula.
FONTE: MOURA, D. M. (2019)
➔ Por fim, podemos concluir que o método de transporte
de substancias através da membrana celular por meio de
alterações no pH possui grande importância clínica e
farmacológica, podendo melhorar a eficiência de
medicamentos no organismo desejado.
➔ Assim que o composto está no interior da célula, ele de
dissocia, como no exemplo A, em que o carreador da reação é
um ácido fraco, ou se associa, como no exemplo B, onde o
carreador é uma base fraca.
➔ Como exemplos de fármacos que utilizam deste mecanismo
de ação, temos a Aspirina, um ácido fraco que possui maior
ionização em faixas de pH mais elevadas e a Petidina, uma base
fraca que possui maior ionização em faixas de pH reduzidas.
➔ No primeiro caso (A), é necessário que o pH interno da célula
seja maior, portanto, mais básico, que o valor de pKa. Já no
segundo caso (B), para que ocorra a associação é necessário
que o valor do pH interno seja menor, portanto mais ácido, que
o valor de pKa.
Resumo Ilustrado de Biofísica
UFPR – 2021
Profa. Silvia Prado
Luani Klutchcouski Antunes
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Resumo Ilustrado de Biofísica
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Profa. Silvia Prado
➔ O transporte passivo consiste no movimento de
moléculasde soluto para dentro ou para a fora da
célula, sem gasto de energia. Esse tipo de
transporte age dependendo da concentração dos
meios em questão, e, assim como todo sistema
natural, há o transporte de solutos até que as
concentrações sejam equivalentes, atingindo,
então, o equilíbrio.
➔ No transporte passivo, o soluto é transportado do
meio de maior concentração para o meio de menor
concentração, a favor do gradiente de
concentração.
O transporte passivo é dividido em três tipos: difusão simples, difusão facilitada e osmose.
➔ O gradiente de concentração é a região do espaço na qual a
concentração de uma substância varia; as substâncias
naturalmente se movem a favor de seus gradientes, de uma
área de mais alta concentração para outra de mais baixa
concentração.
Figura 01 – Meio de concentração. Fonte: Toda Matéria.
DIFUSÃO SIMPLES
➔ Consiste na passagem das moléculas do soluto,
do local de maior para o local de menor
concentração, até estabelecer um equilíbrio.
➔ É um processo lento, exceto quando o gradiente
de concentração for muito elevado ou as distâncias
percorridas forem curtas.
➔ A passagem de substâncias, através da
membrana, se dá em resposta ao gradiente de
concentração.
➔ A difusão simples ocorre a favor do gradiente de
concentração e sem gasto de energia.
FIGURA 02 – Difusão simples. Fonte: Docplayer
DIFUSÃO FACILITADA
➔ Certas substâncias entram na célula a favor do gradiente de
concentração e sem gasto energético, mas com uma velocidade maior do
que a permitida pela difusão simples.
➔ A passagem do soluto depende da presença de uma permease. Devido a
este fato, a velocidade do fluxo da difusão apresenta um limite, pois quando
todas as proteínas estão ocupadas, a velocidade com que a difusão ocorre
não pode aumentar (Junqueira, Carneiro, 2012).
➔ Portanto, a velocidade da difusão facilitada não é diretamente
proporcional à concentração do soluto (Oliveira, Wachter, Azambuja, Nunes,
Pires, 2004). Este tipo de transporte ocorre, por exemplo, no transporte de
glicose e aminoácidos (Hall, 2011; Junqueira, Carneiro, 2012; Nelson, Cox,
2014).
FIGURA O3- Permease. Fonte: Docplayer
Resumo Ilustrado de Biofísica
UFPR – 2021
Profa. Silvia Prado
Thaís de Souza
Transporte Passivo
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Resumo Ilustrado de Biofísica
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Profa. Silvia Prado
BIBLIOGRAFIA: 
● CARDOSO, M.H., et al. Biofísica e Citologia. 1°Edição. 2019. Ed. Canal 6. Páginas 11-12.
● Osmose. Disponível em: https://www.todoestudo.com.br/biologia/osmose. Acesso em 22-01-21 às 13:26. 
● Imagens ilustrativas retiradas do Google.
OSMOSE
➔ É o movimento da água através de uma membrana
semipermeável.
➔ A Osmose é a difusão da água através de uma
membrana semipermeável. Assim, ela é classificada
como transporte passivo por não demandar gasto de energia
celular.
➔ A movimentação das moléculas de água ocorre,
certamente, do local de menor concentração de soluto para o de
maior concentração. Portanto, pressão osmótica é o nome da
pressão em que a água é forçada a atravessar a membrana.
Figura 04 – Osmose. Fonte: Todo estudo.
TIPOS DE SOLUÇÕES
➔ As soluções são classificadas de acordo com a quantidade de
soluto que elas apresentam.
▪ Solução hipertônica: apresenta maior concentração de soluto
e maior pressão osmótica. Nesse tipo de solução, as células
tendem a encolher, ou seja, perdem água;
▪ Solução isotônica: é quando a concentração de soluto e a
pressão osmótica são iguais, ou seja, estão em equilíbrio;
▪ Solução hipotônica: apresenta menor concentração de soluto
e pressão osmótica. Assim, uma célula nesse tipo de solução
tende a ganhar água, podendo inchar até se romper.
Figura 05 – Tipos de Soluções. Fonte: Todo estudo.
DIFERENÇA ENTRE DIFUSÃO E OSMOSE
➔ A principal diferença entre os dois está em qual substância
será transportada.
➔ Na difusão ocorre a passagem de solutos ou moléculas muito
pequenas através da membrana. Assim, o soluto passa de um
meio mais concentrado para um menos concentrado. Enquanto
na osmose ocorre a passagem de solvente.
Figura 06 – Difusão x Osmose. Fonte: Todo estudo.
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Profa. Silvia Prado
Thaís de Souza
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https://www.todoestudo.com.br/biologia/osmose
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Profa. Silvia Prado
➔ Mecanismo de gasto de energia pela célula em forma de ATP.
▪ Devido a movimentação contrária ao gradiente de concentração
ou eletroquímico de uma determinada substância.
➔ Átomos e moléculas formam íons carregados que se
movimentam pela membrana, formando um gradiente
eletroquímico.
▪ A diferença de potencial elétrico se dá devido diferenças de
cargas entre os meio extracelular e o citoplasma, pela
membrana;
▪ Formando assim, o potencial da membrana, que é a
movimentação das cargas pela mesma.
➔ A célula possui seu interior carregado negativamente (-40 à -80
mV),e o seu exterior carregado positivamente;
▪ No interior da célula a concentração de íons de K+ é maior e o
exterior possui mais íons de Na+
➔ O potencial de membrana age diretamente na movimentação
dos íons pela mesma.
▪ Os íons de Na+ tendem à entrar na célula devido, a menor
concentração, como também, devido a DDP, deixando o interior
positivo;
▪ Já o íon K+, irá sair da célula, dessa forma, o meio extracelular
ficará negativo, até que, o K+ volte para o interior da célula e o
Na+ para o exterior.
➔ O transporte ativo pode ser dividido em dois tipos, sendo eles:
▪ Transporte ativo primário: usa ATP como fonte de energia química direta, para
transporte de substâncias pela membrana;
▪ Transporte Ativo secundário: não necessita de uma fonte química de energia, pois,
utiliza do gradiente eletroquímico para movimentar as moléculas contra o seu
gradiente.
➔ A maior parte da energia do metabolismo é utilizada para realizar o transporte ativo.
▪ As hemácias usam quase toda sua energia coletada para a manutenção das
concentrações internas de sódio e potássio.
➔ A Bomba de sódio-potássio é o principal exemplo do transporte
Ativo Primário.
▪ Realiza o transporte de 3 íons de Na+ para fora da célula e 2 íons
de K+ para dentro;
▪ Cria voltagem por meio da membrana celular e também é
responsável pela manutenção dessas cargas;
➔ As plantas também apresentam transporte ativo
primário por meio de uma bomba eletrogênea.
▪ Ao contrário de transportar íons de sódio-potássio,
transporta íons de Hidrogênio.
➔ A concentração tende para o equilíbrio na célula
apenas quando:
▪ Ocorrer a morte celular, pois, não terá mais ATP para
realizar o transporte das substâncias e com isso, o
potencial de membrana não existe mais.
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Mariana Ferreira dos Santos
Transporte Ativo
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Profa. Silvia Prado
BIBLIOGRAFIA: 
● Transporte Ativo. Disponível em: <https://pt.khanacademy.org/science/biology/membranes-and-transport/active-transport/a/active-tra> Acesso 
em 12-01-2021 às 20:35 h
● SILVERTHON, Dee Unglaud. Fisiologia Humana Uma Abordagem Integrada . 7ª Edição, 2017. Ed. Artmed Cap 5. páginas 143-145.
● Imagens ilustrativas retiradas do Google.
➔ A bomba sódio-potássio apresenta um ciclo constante e
específico de regulação.
▪ Esse ciclo é dividido em duas etapas envolvendo os íons de sódio
e potássio.
➔ A primeira etapa ocorre com os íons de Na+.
▪ Primeiramente a bomba está voltada para o interior da célula, e
a sua preferência nesse instante é o sódio. Liga-se à três íons de
Na+;
▪ Após isso, ocorre a hidrólise do ATP na bomba em decorrência
dessa ligação um grupo P então se liga na bomba e ela fica
fosforilada e libera-se ADP.
➔ Devido a fosforilação a bomba é modificada
▪ Agora, irá se abrir para o exterior da célula, dessa forma
liberando os três íons de Na+ no meio extracelular.
➔ A fosforilação faz a preferência da bomba mudar, pelos
íons de K+.
▪ Devido à isso, se liga a dois íonsde K+, fazendo com que a
bomba se desligue do grupo fosfato;
▪ Assim ela volta a sua conformação inicial, voltada para o
interior celular, liberando os dois íons de potássio,
reiniciando o ciclo.
➔ Porém, íons de K+ e Na+ são transportadosa favor do seu gradiente nesse caso.
▪ A co-transportadora utiliza da energia liberada pelos íons quando estão se
movimentando à favor do seu gradiente, para que assim, ela possa mover moléculas de
glicose, por exemplo, contra o seu gradiente de concentração. Assim, realizando o
processo de Transporte ativo secundário. Pode se mover em dois sentidos, substâncias
se movem na mesma direção (simporte) e em sentidos contrários (antiporte).
➔ O Transporte Ativo secundário é responsável pelo transportes de outras substâncias, ao
invés de íons.
➔ Utiliza-se uma proteína transportadora para mover essas substâncias maiores.
➔ Endocitose e exocitose são exemplos de Transporte Ativo em
bloco.
▪ A endocitose é responsável por liberar grande quantidade de
substâncias dentro da célula, pelo movimento de invaginação da
membrana, para formar vesículas, podendo ser por Fagocitose ou
pinocitose mediada por receptores;
▪ Já a exocitose libera alta quantidade de moléculas no meio
extracelular. Ocorrendo a secreção das substâncias quando as
proteínas das vesículas entram em contato com os receptores
membranares.
➔ A pinocitose é um processo complementar à fagocitose:
▪ Responsável por ingerir líquidos e partículas de tamanho
reduzido, formando os lisossomos diferente da
fagocitose.
▪ A endocitose mediada por receptores é um tipo de
pinocitose, porém para que a mesma ocorra a partícula
em questão deve se conectar com um receptor da
membrana primeiro, para dar início ao processo.
➔ Fagocitose auxilia no
sistema imunológico;
▪ Ocorre a formação de um
fagossomo, englobando a
substância ou patógeno
invasor;
▪ O processo de endocitose é
responsável por englobar
partículas insolúveis.
Mariana Ferreira dos Santos
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Resumo Ilustrado de Biofísica
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➔ A bomba de sódio-potássio é um transporte que usa ATP como fonte de energia, sendo assim é
considerado uma fonte de transporte ativo primário.
➔ Essa bomba de sódio-potássio é responsável por mover Na+ para fora das células e o K+ para
dentro, promovendo a regulação apropriadas desses elementos dentro das células vivas e na
geração de voltagem através da membrana celular dos animais.
➔Por fazerem a regulação e a voltagem através da membranas são conhecidas como bombas
eletrogênicas. “A bomba eletrogênica primária das plantas bombeia íons de hidrogênio (H+)”.
➔ “A bomba sódio-potássio transporta sódio para fora e potássio para dentro da célula num ciclo repetitivo de variações da
conformação. Em cada ciclo, três íons de sódio deixam a célula, enquanto dois íons de potássio entram. Esse processo ocorre nas
seguintes etapas:
▪ 1. No início, a bomba está aberta para o interior da célula. Nessa forma, a bomba realmente quer ligar (tem uma grande
afinidade pelos) íons de sódio e vai usar três deles.
▪ 2. Quando os íons de sódio ligam-se, disparam a bomba para a hidrólise (quebra) do ATP. Um grupo fosfato do ATP é anexado à
bomba, que é então chamada de fosforilada. O ADP é liberado como um subproduto.
▪ 3. A fosforilação faz a forma da bomba mudar, reorientando-se para abrir na direção do espaço extracelular. Nessa
conformação, a bomba deixa de ligar-se aos íons de sódio (fica com baixa afinidade a eles), e então três íons de sódio são
liberados para fora da célula.
▪ 4. Em sua forma voltada para fora, a bomba muda de partido e, agora, gosta muito de se ligar (tem alta afinidade) aos íons de
potássio. Ela vai se ligar a dois deles, e isso aciona a remoção do grupo fosfato ligado à bomba na etapa 2.
▪ 5. Com a saída do grupo fosfato, a bomba vai mudar de volta para sua forma original, abrindo-se em direção ao interior da
célula.
▪ 6. Na sua forma direcionada para o interior, a bomba perde seu interesse (tem baixa afinidade) pelos íons de potássio e
portanto dois íons de potássio são liberados dentro do citoplasma. A bomba agora está de volta ao que era na etapa 1 e o ciclo
pode começar novamente.” (Michelet, B. and Boutry, M.) - (1995).
Resumo Ilustrado de Biofísica
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Profa. Silvia Prado
Gabrielle Venancio Fernandes
Transporte Ativo Primário
Fonte: OpenStax Biology. 
Imagem modificada do original 
por Mariana Ruiz Villareal.
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Profa. Silvia Prado
BIBLIOGRAFIA: 
● Membrane potential. (2015, August 8). Acesso em 19 de agosto, 2015 Disponível em Wikipedia: https://en.wikipedia.org/wiki/Membrane_potential.
● Campbell, N.A., Reece, J. B., Urry, L. A., Cain, M. L., Wasserman, S. A., Minorsky, P. V., and Jackson, R. B. (2008). Membrane structure and function. In 
Biology (8th ed., p. 137). San Francisco, CA: Pearson.
● Michelet, B. and Boutry, M. (1995). The Plasma Membrane H+-ATPase. Plant Physiology, 108, 1. Disponível em 
http://www.plantphysiol.org/content/108/1/1.full.pdf.
● Resting potential. (2015, June 22). Acesso em 19 de agosto, 2015. Disponível em Wikipedia: 
https://en.wikipedia.org/wiki/Resting_potential#Generation_of_the_resting_potential. 
● Artigo foi adaptado de “Active transport,” de OpenStax Biology (CC BY 3.0): https://pt.khanacademy.org/science/biology/membranes-and-
transport/active-transport/a/active-
transport#:~:text=Transporte%20ativo%3A%20movendo%2Dse%20contra,uma%20c%C3%A9lula%20precisa%20gastar%20energia.&text=O%20transpor
te%20ativo%20prim%C3%A1rio%20usa,da%20membrana%20contra%20seu%20gradiente.
● Imagens ilustrativas retiradas do Google. - https://www.todamateria.com.br/transporte-
ativo/#:~:text=Transporte%20Ativo%20Prim%C3%A1rio,todas%20as%20c%C3%A9lulas%20do%20corpo.
➔ A bomba de bomba de sódio-potássio gera o
potencial de membrana através da voltagem de
membrana, se baseando na teoria de
estequiometria, onde “para cada três íons de
sódio que se movem para fora, apenas dois íons
de potássio movem-se para dentro, resultando
num interior celular mais negativo. Enquanto
esta proporção de carga torna o interior celular
ligeiramente mais negativo, na realidade ele
representa apenas uma minúscula fração do
efeito da bomba sódio potássio no potencial da
membrana.”
➔ Existe um ponto de equilíbrio, onde o interior da membrana fica negativo em relação ao
exterior da membrana e essa voltagem será mantida enquanto a concentração de K+ na
célula estiver alta, mas irá desaparecer se o K+ parar de ser importado^{4,5}.
Funcionamento da bomba de sódio-potássio
Fonte: MAGALHÃES (2015).
Pode parecer um processo trabalhoso, porém está
envolvido diretamente com a entrada e saída da
proteína, uma parte onde tem alta afinidade com o
sódio e outra parte com baixa por potássio, alterando
entre as duas.
Gabrielle Venancio Fernandes
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http://www.plantphysiol.org/content/108/1/1.full.pdf
https://en.wikipedia.org/wiki/Resting_potential#Generation_of_the_resting_potential
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Profa. Silvia Prado
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➔ A bioeletrogênese e o domínio que certas células do organismo detém de gerar
ou modificar a diferença de potencial elétrico presente na membrana plasmática .
E uma área da fisiologia que estuda os potenciais elétricos gerados nas células .
➔ O meio extracelular da membrana e carregado positivamente e o meio
intracelular e carregado negativamente. essas cargas são baseados na
concentração dos íons. os íons são distribuídos de uma maneira distinto, havendo
uma maior concentração de potássio no interior de célula e uma maior
concentração de sódio no lado exterior da célula.
➔ A bioeletrogênese tem 4 etapas
▪ Despolarização
▪ Repolarização
▪ Hiperpolarização
▪ Repouso
➜ POTENCIAL DE MEMBRANA
➜ O potencial de membrana repouso (desequilíbrio elétrico ) E -70 a-90 mv
DESPOLARIZAÇÃO
▪ A membrana e muito permeávelaos íons de sódio (Na+).
▪ Há um aumento de permeabilidade ao Na+(estado ativado).
▪ No interior do axônio, o fluxo de carga e positiva.
▪ Influxo de Na+ e abertura lenta dos canais de K+ voltagem dependente - limiar (-60mv).
▪ Abertura rápida; modificação de conformação do modo de ativação.
➜ REPOLARIZAÇÃO
▪ Efluxo de potássio;abertura dos canais K+.
▪ Fechamento de abertura de inativação dos canais de Na+;
➔HIPERPOLARIZAÇÃO
▪ Fechamento dos canais de potássio K+ .
▪ Efluxo enorme de K+ no neuronio-85mv.
O potencial de membrana no qual o
íon K+ está em equilíbrio
eletroquímico pode ser calculado
através da equação de Nernst:
E K=RT\zF.ln[k+] ext\[K+] int
A célula está mais polarizada na
etapa de hiperpolarização o do
que o repouso.
O potencial de repouso e
determinado pelos gradientes de
concentração de íons na
membrana e através da sua
permeabilidade para cada íon.
Isbeline Theodorice
Bioeletrogênese
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BIBLIOGRAFIA: 
● http://bio-neuro-psicologia.usuarios.rdc.puc-rio.br/bioeletrog%C3%AAnese-e-sinapse.html> Acesso em 27-01-2021 as 19:44h
https://www.sanarmed.com/o-que-voce-precisa-saber-em-bioeletrogênese.>Acesso em 31-01-2021 as 20:h29
● Dee Unglaub SILVERTHORN- 7 EDICAO- fisiologia humana;2017
● Imagens ilustrativas retirada do google
➔ Transporte de membrana
➔ O transporte e feita através da membrana por
meio de várias processo como:
▪ transporte ativo
▪ transporte passivo ou por difusão
▪ difusão simples
▪ difusão facilitada
▪ transporte de íons
▪ transporte ativo primário e secundário B
➔Sistema nervoso:
➔ O tecido nervoso e formado por dois tipos de células nervosos.
▪ Células neurônios
▪ Células de glia
➔ O sistema nervoso tem como função de :
▪ Gerar respostas coordenadas para controlar comportamento complexos.
▪ Receber e processar informações
➔ Dentro de um neurônio em repouso há gradientes de concentração na
membrana para Na+ e K+.
➔ Importância clínicas
▪ Injeção letal de cloreto de potássio: aumento na concentração extracelular de
potássio aniquilar o potencial de repouso provocando uma paralisação cardíaca.
▪ As doenças que provoca a perda de mielina afetam a velocidade do impulso
nervoso. como, adrenomieloneuropatia, encefalomielite disseminada aguda,
esclerose múltipla.
▪ Esclerose lateral; desmielinização do segundo neurônio motor
▪ Anestésico específicos como lidocaína que se associar a canais de Na+ voltagem
dependentes, inibir a ocorrência de potenciais de ação, impossibilitar a dor.
➔ Potencial de ação: comunicação células-células é feita por meio de impulsos
elétricos.
➔ Placa neuromuscular
➔ Algumas drogas intrometem-se no
desenvolvimento do estímulo, atuando na
região pré-sináptica, impossibilitando a
liberação do neurotransmissor.
◆ Envolvem-se nos canais iônicos,
bloqueadores dos canais iônicos.
Isbeline Theodorice
49
http://bio-neuro-psicologia.usuarios.rdc.puc-rio.br/bioeletrog%C3%AAnese-e-sinapse.html
https://www.sanarmed.com/o-que-voce-precisa-saber-em-bioeletrogênese
https://www.sanarmed.com/o-que-voce-precisa-saber-em-bioeletrogenese
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➔ As células nervosas são descritas como tecidos excitáveis
devido à sua habilidade de propagar sinais elétricos rápidos
devido a um estímulo.
➔ Apesar de existirem outros tipos celulares que geram
sinais elétricos, é característico dos neurônios, a habilidade
de enviar um sinal elétrico constante por uma longa
distância.
➔ Esses tipos de sinais elétricos são de extrema importância
para a vida, pois transportam informações entre e dentro
dos tecidos – levando informações do sistema nervoso para
outros órgãos do organismo e promovendo o controle
rápido e centralizado desses órgãos e demais tecidos.
Bioeletrogênese e Função Neural
➔ Um fator importante para a existência da sinalização elétrica é o
potencial de membrana – todas as células vivas possuem uma
diferença de potencial de membrana de repouso, que representa a
separação de cargas elétricas através da membrana celular.
➔ Existem dois fatores que influenciam no potencial de membrana
das células:
▪ A distribuição desigual de íons através da membrana celular:
Alguns íons como sódio (Na+) e o cloreto (Cl-),
estão em maiores concentrações no líquido extracelular.
E outros íons, como o potássio (K+), estão em
maiores concentraçõesno citosol da célula.
Isso gera um gradiente de concentração química
na membrana celular.
▪ A diferença de permeabilidade de membrana para esses íons:
A membrana celular em repouso é muito mais
permeável ao íon potássio (K+) do que ao íon sódio (Na+), dessa
forma, o potássio é o íon que mais contribui para a manutenção do
potencial de membrana de determinadas células.
➔Existem dois tipos de equações que calculam o potencial de membrana:
▪ Equação de Nerst: Descreve o potencial de membrana resultante se a membrana
for permeável a apenas um íon, esse potencial de membrana é chamado de
potencial de equilíbrio do íon.
▪ Equação de Goldman-Hodgkin-Katz (GHK): Calcula que o potencial de membrana
é resultante da contribuição de todos os íons que podem atravessar a membrana.
Ou seja, o potencial da membrana em repouso pe baseado nas determinadas
concentrações iônicas e nas permeabilidadesde membrana dos diferentes íons.
➔ A movimentação dos íons, devido à
permeabilidade da membrana, gera sinais
elétricos:
▪ Em neurônios, a membrana celular em
repouso é levemente permeável ao sódio
(Na+). Quando a membrana aumenta
bruscamente a sua permeabilidade (Na+)
ocorre um grande fluxo de íons sódio de
fora para dentro da célula. Essa adição do
sódio positivamente carregado ao líquido
intracelular, despolariza a membrana celular
e gera um sinal elétrico.
▪ Em contrapartida, o movimento dos íons
também podem hiperpolarizar a célula.
Quando a membrana se torna mais
permeável ao potássio (K+) de dentro para
fora da célula esta se torna mais negativa –
hiperpolarizada.
▪ A hiperpolarização da membrana pode
ocorrer também pela entrada de íons
negativos, como o cloreto (Cl-), com o fluxo
de fora para dentro da célula.
Ana Gabriela Prestes
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BIBLIOGRAFIA:
● SILVERTHORN, D. Fisiologia Humana: Uma Abordagem Integrada, 7ª Edição, Artmed, 2017.
● Imagem 1 - "Células nervosas" em Só Biologia. Virtuous Tecnologia da Informação, 2008-2021. Consultado em 27/01/2021 às 19:32. Disponível 
em: https://www.sobiologia.com.br/conteudos/FisiologiaAnimal/nervoso2.php.
● Imagem 2 - Potencial de ação no músculo cardíaco: Electrofisiologia Básica – ANGOMED NEWS. Angomed.com. Disponível em: <http://angomed.com/electrofisiologia-basica/>.
● Imagem 3 - SILVERTHORN, D. Fisiologia Humana: Uma Abordagem Integrada, 7ª Edição, Artmed, 2017 – Página 238.
● Imagem 4 - SILVERTHORN, D. Fisiologia Humana: Uma Abordagem Integrada, 7ª Edição, Artmed, 2017 – Página 243. Figura 8.8.
➔ Canais de membrana controlam a permeabilidade
dos neurônios. Os neurônios contêm uma variedade
de canais iônicos com portão que alternam entre os
estados aberto e fechado, dependendo das
condições intracelulares e extracelulares. Esses
canais são denominados a partir dos tipos de íons
que os atravessam.
➔ Existem quatro tipos principais:
▪ Canais de Na+
▪ Canais de K+
▪ Canais de Ca2+
▪ Canais de Cl-
Imagem 3.
➔ A facilidade dos íons fluírem através de um canal iônico é denominada
contundência do canal e varia com o estado de abertura docanal.
➔ Existem variações na contundência dos canais, alguns canais iônicos
permanecem a maior parte do tempo abertos – como os canais de
vazamento de potássio. Outros canais têm portões que abrem e fecham a
partir de um estímulo em particular, por exemplo:
▪ Canaisiônicos controlados mecanicamente - encontrados em
neurônios sensoriais e se abrem em resposta a forças físicas, como
pressão ou estiramento.
▪ Canais iônicos dependentes de ligante - respondem a uma grande
variedade de ligantes, como neurotransmissores e neuro moduladores
extracelulares ou moléculas sinalizadoras intracelulares.
▪ Canais iônicos dependentes de voltagem - respondem a mudanças no
potencial de membrana da célula. Canais de Na+ e K+ dependentes de
voltagem possuem um importante papel na inicialização e na condução
dos sinais elétricos ao longo do axônio.
➔ A passagem dos íons que atravessam os canais, gera
um fluxo de carga elétrica. Esse fluxo altera a
voltagem ao longo da membrana da célula, gerando
dois tipos básicos de sinais elétricos:
▪ Potenciais Graduados - são sinais de força variável
que percorrem distâncias curtas e perdem força à
medida que percorrem a célula. São utilizados
para a comunicação por distâncias curtas. Se um
potencial graduado despolarizante é forte o
suficiente quando atinge a região integradora de
um neurônio, ele inicia um potencial de ação.
▪ Potenciais de ação - são grandes despolarizações
muito breves que percorrem longas distâncias por
um neurônio sem perder força. A sua função é a
rápida sinalização por longas distâncias, como do
seu dedo do pé até o seu cérebro.
Imagem 4.
➔ Potencial Graduado:
▪ Tipo de sinal: sinal de entrada.
▪ Onde ocorre: nos dendritos e no corpo celular.
▪ Tipos de canais iônicos envolvidos: Canais controlados mecanicamente,
dependentes de ligantes ou de voltagem.
▪ Íons envolvidos: Na+; Ka+; Ca2+.
▪ Tipo de sinal: Despolarizante ou hiperpolarizante;
▪ Força do sinal: depende do estímulo inicial, podendo ser somada.
▪ O que inicia o sinal: entrada de íons através de canais dependentes.
➔ Potencial de ação:
▪ Tipo de sinal: sinal de condução regenerativo.
▪ Onde ocorre: zona de gatilho no axônio.
▪ Tipos de canais iônicos envolvidos: canais dependentes de voltagem.
▪ Íons envolvidos: Na+ e K+.
▪ Tipo de sinal: despolarizante.
▪ Força do sinal: fenômeno tudo ou nada, não pode ser somado.
▪ O que inicia o sinal: potenciais graduados na zona de gatilho abrem os
canais iônicos.
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Ana Gabriela Prestes
51
http://www.sobiologia.com.br/conteudos/FisiologiaAnimal/nervoso2.php
http://angomed.com/electrofisiologia-basica/
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➔ O fluxo de íons por meio de um canal iônico é acionado pelo
gradiente eletroquímico para o íon. Esse gradiente é a junção
de duas influências:
▪ Gradiente eletroquímico (força química);
▪ Gradiente de tensão elétrica (potencial de membrana; força
elétrica);
➔ Quando esses gradiente se equilibram mutuamente, o
gradiente químico é zerado, já não há fluxo iônico.
➔ O equilíbrio gerado pode ser calculado pela equação de
Nerst.
➔ O esquema abaixo demonstra a representação visual do que encontramos
na equação:
➔ Conectando a equação com a teoria de uma forma didática
temos que:
➔ Um soluto tende a se mover a partir de uma região mais
concentrada para uma menos concentrada, devido ao
movimento ocasional de moléculas. Como consequência, o
movimento é acompanhado por uma variação de energia livre
negativa, ou seja, favorável ao movimento.
➔ Desvendando a equação:
V = Potencial de Equilíbrio em Volta
[ ] out = Concentração de íons no meio
externo
[ ] in = Concentração de íons no meio interno
R = Constante dos gases
T = Temperatura em Kelvin
z = Valência (carga) do íon
ln = 2,718281
Temos como exemplo o sódio que ao chegar
em +65mV é sinal que o equilíbrio foi
atingido!
REFERÊNCIAS:
Delatorre, Plínio. Biofísica para Ciências Biológicas. João Pessoa: Editora UFPB, 2015. P. 45.
Duran, José H. R. Biofísica: Fundamentos e Aplicações. 1ª Ed. Editora Pearson. 2003.
Janayna Aurya
Rodrigues da Silva
Potencial de Equilíbrio
(Potencial de Nernst)
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Profa. Silvia Prado
➔ O potencial de Nernst conserva o equilíbrio em um sistema
eletroquímico;
▪ Ele estabelece o valor do potencial de membrana, no qual o fluxo
líquido dos íon da espécie n através da membrana é nulo;
➔ O potencial de Nernst é a relação que calcula a força
eletromotriz de uma pilha, para conjuntos de íons diferentes de
uma unidade;
▪ Também podemos descrever o potencial de Nernst como o
potencial que impede a difusão de um íon seja qual for sua
direção através da membrana. Para este íon, a equação é:
➔ O potencial de Nernst relaciona a diferença de potencial
nas duas faces de uma membrana, em equilíbrio com as
características relacionadas aos íons do ambiente interno e
externo desta membrana;
➔ Este potencial fica entre soluções que são separadas por
uma membrana semipermeável.
➔ Veremos no exemplo a seguir:
▪ O KCl (cloreto de potássio), é um sal que se dissocia em
meio aquoso, tornando-se "K+" e "Cl-" na proporção de
1:1;
➔Para melhor compreensão do exemplo, veja a ilustração
abaixo:
▪ Compensa as cargas positivas dos cátions de potássio com as cargas
negativas dos ânions de cloreto, tornando a solução...
...eletricamente neutra;
▪ Se existir uma membrana que é permeável ao "K+" dentro da
solução, o "K+" vai se dispersar livremente em toda a membrana;
▪ Porém, como há mais íons no compartimento 1, então mais íons
"K+" irão fluir de 1 para 2 do que de 2 para 1. Como o "Cl-" não
pode se difundir através da membrana, logo terão muitas cargas
positivas no compartimento 2 e uma alta quantidade de carga
negativa...
...no compartimento 1;
◆O fluido nos dois compartimentos continua com uma
carga neutra, embora o excesso de cargas esteja
acumulado ao longo da membrana;
◆As camadas de carga positiva e negativa das
extremidades da membrana geram uma diferença de
potencial V= V¹- V² e um campo elétrico E, que
desacelera o fluxo de íons positivos do compartimento 1
para 2 e acelera o fluxo do compartimento 2 para 1;
◆Após um tempo, no sistema, o equilíbrio dinâmico será
alcançado, com isso, o fluxo de "K+" será igual de 2 para
1 e de 1 para 2;
◆Esse equilíbrio depende da diferença de concentração
que beneficia o movimento de 1 para 2 e da diferença de
potencial que beneficia a difusão de 2 para 1;
◆A diferença de potencial "V" em equilíbrio é dada, em
função das concentrações e dos íons "K+" nos dois
compartimentos, por:
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Gabriela F. S. Adriano
Potencial de Nernst
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BIBLIOGRAFIA: 
● DELATORRE, P. Biofísica para Ciências Biológicas: Potencial de Nernst. João Pessoa: Editora da UFPB, 2015. Cap 3.5 Páginas 45-46.
● MESQUITA, F. J. Potencial elétrico: Potencial de Nernst. Página 8.
● Potenciais de membrana e potenciais de ação. Disponível em: <https://www.docsity.com/pt/potenciais-de-membrana-e-potenciais-de-
acao/4916262/> Acesso em 30-01-2020 às 14:27 h.
● Potencial de Nernst. Disponível em: <https://pt.scribd.com/doc/36018385/Potencial-de-Nernst> Acesso em 30-01-2020 às 13:56 h.
● Imagens ilustrativas retiradas do Google.
➔ O gradiente eletroquímico ativa o fluxo de íons através de uma
proteína integral de membrana. Esse gradiente apresenta duas
influências:
▪ Gradiente de tenção elétrica;
▪ Gradiente de concentração do íon através da membrana;
➔ Ao se equilibrarem, essas influências, fazem com que o
gradiente eletroquímico para o íon seja zero;
▪ Este mesmo gradiente, onde o equilíbrio é alcançado, chama-
se potencial de equilíbrio e pode ser calculado usando a
equação de Nernst:
➔Na equação anterior temos que:
▪ V = Potencial de equilíbrio em volts;
▪ R = Constante dos gases;
▪ T = Temperatura em (K);
▪ z = Carga do íon;
▪ F = Constante de Faraday;
▪ In = Logaritmo na base "e" (Número irracional conhecido
como número de Euler);
▪ [ ]out e [ ]In = Concentrações dentro e fora do íon;
▪ Isso, devido ao movimento aleatóriodas moléculas, que é seguido por uma
variação de energia livre negativa;
▪ A equação de Nernst, além de indicar a voltagem de uma pilha, também é usada
no potenciômetro (equipamento de laboratório que mede o pH);
➔Para explicar facilmente a equação de Nernst:
▪ Um soluto tende a ir de uma região de maior concentração, para uma região de
menor concentração;
➔ Vimos até aqui que a equação de nernst pode ser muito bem
utilizada e está ligada a diversos conceitos de Biofísica, por isso,
há importância de ser estudada e revisada quando possível.
▪ Além disso, a equação é usada para cálculos em titulação de
oxidação-redução;
▪ A mesma apresenta a seguinte composição:
ΔE = ΔEo – 0,059.log [C]c.[D]d
n [A]a.[B]b
▪ ΔE = variação do potencial da pilha em certo instante;
▪ ΔEo = variação do potencial padrão da pilha;
▪ [C] e [D] = concentrações dos produtos da equação global da
pilha;
▪ [A] e [B] = concentrações dos reagentes da equação global da
pilha;
▪ n = Elétrons envolvidos na oxidação e redução da pilha;
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Composição da membrana celular e o meio intra e 
extracelular 
➔ A membrana plasmática possui uma dupla camada
lipídica composta por fosfolipídios e proteínas que
participam do processo de entrada e saída de substâncias -
segrega o meio intra e extracelular.
➔ O meio extracelular é rico em sais inorgânicos como o
sódio (Na+), o potássio (K+), cloro na forma iônica (Cl-) e o
cálcio (Ca++).
➔ O K+ está presente em maior concentração no interior
da célula. Já o Na+ e o Cl− estão presentes em altas
concentrações fora da célula.
➔ Para a entrada e saída desses íons existem nas
membranas plasmáticas, também, os canais iônicos e a
bomba de sódio e potássio (Fig.1).
Fig. 1 - Membrana plasmática e seus canais iônicos. Disponível em 
https://www.sobiologia.com.br/conteudos/FisiologiaAnimal/nervoso3.php
Fig. 3 - Gráfico demonstrando potencial de membrana em repouso e hiperpolarizada. 
Disponível https://plantandociencia.blogspot.com/2019/02/potenciais-de-acao.html
Fig.2 - Bomba de sódio e potássio com gasto de ATP
Disponível em http://bio-neuro-psicologia.usuarios.rdc.puc-
rio.br/bioeletrog%C3%AAnese-e-sinapse.html
Bomba de sódio- potássio
➔ Os canais iónicos são específicos para cada
tipo de íons. Suas aberturas e fechamentos
dependem da voltagem da membrana celular.
Em repouso, a voltagem da membrana varia
de célula para célula. Células nervosas em ,
atingem -90mV (milivolts). Este potencial é
mantido graças a presença da bomba Na/K
(sódio-potássio) na membrana celular. A
bomba troca 3 íons de sódio para fora por 2
íons de potássio para dentro, deixando o
interior da célula mais negativo, até atingir –
90 mV. Esta troca requer energia, derivada da
hidrólise de ATP pela enzima ATPase (Fig. 2).
Canais de sódio e potássio
controlados por voltagem
➔ Se um potencial fizer com que a
membrana se despolarize até o nível
crítico (fig. 3), canais de Na+ regulados
por voltagem abrem-se rapidamente.
Enquanto esses canais estiverem
abertos, milhares de Na+ fluirão
através da membrana, variando
consideravelmenteo potencial.
➔ Os canais regulados por voltagem
para o K+, contudo, abrem-se mais
lentamente, de modo que sua
abertura ocorre ao mesmo tempo em
que os canais regulados por voltagem
de Na+ estão se fechando, onde o
potencial de repouso da membrana é
restabelecido(Fig. 4)
Fig. 4 - Canais regulados por voltagem. 
Disponivel
https://plantandociencia.blogspot.com/
2019/02/potenciais-de-acao.html
Guilherme Shigueo
Silva Kimura
Potencial de Repouso
55
https://www.preparaenem.com/biologia/lipidios.htm
https://www.sobiologia.com.br/conteudos/FisiologiaAnimal/nervoso3.php
https://plantandociencia.blogspot.com/2019/02/potenciais-de-acao.html
http://bio-neuro-psicologia.usuarios.rdc.puc-rio.br/bioeletrog%C3%AAnese-e-sinapse.html
https://plantandociencia.blogspot.com/2019/02/potenciais-de-acao.html
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Profa. Silvia Prado
BIBLIOGRAFIA: 
DELATORRE PLINIO; Biofísica para Ciências Biológicas. João Pessoa: Edit. UFPB, 2015. Cap. 3 páginas 42-44
Equilibrio de Gibbs-Donnan. Disponível em: <https://pt.wikipedia.org/wiki/Equil%C3%ADbrio_de_Gibbs-
Donnan#:~:text=O%20equil%C3%ADbrio%20de%20Gibbs%2DDonnan,%C3%ADons%20como%20por%20suas%20cargas.> Acesso em 29-01-2021.
VASCONCELOS, C.M.L, GARCIA, E.A.C. BIOFÍSICA PARA BIÓLOGOS. São Cristovão Edit. CESAD, 2009. AULA 1 páginas 22-24
BIOFÍSICA DOS SISTEMAS BIOLÓGICOS. Unidade 1 - potenciais celulares, disponível em <https://drive.google.com/file/d/10S0kDOQCkizK-
vWN43YX1bjFumZqYZ_M/view> Acesso em 29/01/2021
O Equilíbrio de Donnan
➔ Mecanismo de transporte de cargas elétricas que se encontram
deslocando-se através das membranas das células (Fig.5). Relacionado
principalmente a células excitáveis (nervosas e musculares).
➔ Se estabelece quando duas soluções de diferentes concentrações
são separadas por uma membrana semipermeável, ocorrendo como
resultado da difusão, tendo resultado final o equilíbrio das suas
concentrações, o que não significa concentrações iguais em ambos os
lados.
➔ Uma solução que apresente íons impermeáveis como proteínas
dentro de células sempre terá desigualdades iônicas em seu estado de
equilíbrio.
Va=Vb=.... .... =Vm
● Va - potencial elétrico de a, Vb - potencial elétrico de
b e Vm - potencial elétrico da membrana. Portanto, no
equilíbrio de Donnan o fluxo de íons é zero, porém
isso não significa que não exista corrente elétrica, mas
a somatória de todas as densidades de corrente
elétrica é zero, portanto o potencial elétrico é
constante. O equilíbrio de Donnan gera então o
potencial de repouso da membrana celular (Delatorre,
2015, p. 42).
PK:PNa:PCl = 1:0.04:0.45
➔ As diferenças de concentração de potássio e sódio são
semelhantes, porém as correntes de sódio e de potássio não são
idênticas. Isto é devido à seletividade da membrana. Partindo do
princípio que a permeabilidade para íons de potássio seja igual a 1 para
os outros íons. (Delatorre, 2015, p. 44)
44 JNa++ JK++ JCl-= 0 
➔ Onde JNa+ é a densidade de corrente elétrica do íon sódio, JK+ é a
densidade de corrente elétrica do íon potássio e JCl- é a densidade de
corrente elétrica do íon cloro. (Delatorre, 2015, p. 44)
Equação de voltagem de Goldman-Hodgkin-
Katz
Vm= RT/F ln( pk [K+]o+pNa[Na+]o+pCl[Cl-]i) /
( pk [K+]i+pNa[Na+]i+pCl[Cl-]o)
➔ Permite calcular o potencial de repouso
da membrana, onde P é a permeabilidade
dos íons, R é a constante dos gases, T
temperatura da célula, F constante de
Faraday e [ ] são as concentrações dos íons, o
fora e dentro da célula.
Fig. 5 - Esquema do equilíbrio de Gibbs-Donnan. Disponivel em 
https://pt.wikipedia.org/wiki/Equil%C3%ADbrio_de_Gibbs-
Donnan#:~:text=O%20equil%C3%ADbrio%20de%20Gibbs%2DDo
nnan,%C3%ADons%20como%20por%20suas%20cargas.
O POTENCIAL DE REPOUSO ENTÃO..
➔ É a diferença de potencial entre o interior da célula e exterior, no momento em que
a densidade de corrente elétrica na membrana celular é nula. Para todas as células o
potencial do interior é negativo com respeito ao meio circundante. Os íons podem fluir
através da membrana (utilizando proteínas especializadas chamadas de canais iônicos)
e carga elétrica pode ser medida na superfície da membrana. (Delatorre, 2015, p. 43).
➔ Pode ser calculado através da Equação de Goldman-Hodgkin-Katz.
➔ Todas as células humanas apresentam potencial de repouso, sendo esta
característica importante para que a célula desempenhe sua função. Já o potencial de
ação trata de algumas células que são capazes de sair do repouso quando induzidos
(células nervosas e musculares) ou de forma autônoma (marcapassos cardíacos)
variando o potencial de repouso que se propaga aolongo das membranas excitáveis,
de uma célula a outra, nas sinapses e junções neuromusculares.
Guilherme Shigueo
Silva Kimura
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https://drive.google.com/file/d/10S0kDOQCkizK-vWN43YX1bjFumZqYZ_M/view
https://pt.wikipedia.org/wiki/Equil%C3%ADbrio_de_Gibbs-Donnan#:~:text=O%20equil%C3%ADbrio%20de%20Gibbs%2DDonnan,%C3%ADons%20como%20por%20suas%20cargas
Resumo Ilustrado de Biofísica
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Resumo Ilustrado de Biofísica
UFPR – 2021
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Sofía Travieso Pérez
Bomba de Na+/K+ ATPase e Vida
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Profa. Silvia Prado
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➔ Os processos adaptativos promovem a evolução dos
sistemas para se tomarem cada vez mais estáveis, porém, mais
distantes do equilíbrio, adaptação é a busca da estabilidade, à
custa de gasto energético.
O ORGANISMO REGULA SEU MEIO INTERNO!
➔ HOMEOSTASE
➔ A estabilidade não se dá de forma espontânea (ela
possui gasto energético). Na condição de homeostase desafiada
(estresse), o ser vivo reage através de mecanismos que serão
ativados ou desativados de acordo com as necessidades
impostas para recuperar e manter a homeostase.
➔ Historicamente, o termo homeostase foi usado para
definir a “estabilidade do sistema fisiológico que
mantém a vida”. Esses mecanismos naturais são
denominados Alostase. A compreensão de alostase
agrega a flexibilização, rompendo com a estática
adaptativa, tornando essa necessidade um ato mais
bem sucedido.
➔ Homeostase é a situação de estabilidade dos
parâmetros necessários à vida de um organismo, já a
alostase é os processos adaptativos que ocorre, se
necessário, para manter a homeostase.
➔ Existem estímulos que causam pressão a esse estado homeostático. Esses estímulos são
chamados de agentes estressores.
➔ O estresse é a força aplicada a um material capaz de alterar sua estrutura, ou seja, é a
força capaz de romper a resistência oferecida pelo material a qual é aplicada . É a pressão
que o meio impõe a um sistema, forçando este a buscar se adaptar a fim de preservar
sua estabilidade.
Estresse e Estressores
➔ As estruturas moleculares e proteicas tendem a se
reorganizar quando submetidas a agentes estressores.
Essas reorganizações acarretam em mudanças na
expressão dos gene nos organismos, levando a novas
respostas pela sobrevivência da espécie.
➔ Isso quer dizer que a Homeostase está relacionada
com a sobrevivência da espécie.
1º Postulado de Cannon: o sistema nervoso tem um papel na
preservação da “aptidão” do meio interno.
2º Postulado de Cannon: Alguns sistemas do corpo estão sob controle
tônico. Conforme indica a figura abaixo.
3º Postulado de Cannon: Alguns sistemas do corpo estão sob controle
antagônico.
Fonte: Silverthorn. Fisiologia Humana. Artmed, 2010
Thayná K. de Castro
Processos Adaptativos
➔ Carga alostática é a quantidade de energia despendida
no processo de alostase.
➔ Sobrecarga aloslática é o excesso de energia utilizado
para tentar, a todo custo, manter a homeostase.
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Profa. Silvia Prado
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Profa. Silvia Prado
BIBLIOGRAFIA: 
● Silverthorn. Fisiologia Humana. Artmed, 2010
● LEHNINGER, T. M., NELSON, D. L. & COX, M. M. Princípios de Bioquímica. 6ª Edição, 2014. Ed. Artmed Cap 6.3 páginas 200-213.
● Imagens ilustrativas retiradas do Google.
Respostas Adaptativas
➔ Na tentativa de reestabelecer a homeostase, o organismo
responde de forma a realizar ajustes comportamentais e
funcionais.
➔ O organismo vivo é um sistema auto organizável, ou seja,
possui a capacidade de manter sua estabilidade se necessitar
de recorrer a fatores externos (estabilidade por meio de
mecanismos de retroalimentação). Isso é possível devido ao
trabalho em conjunto do sistema de estresse e das respostas
adaptativas.
Exemplos
➔ Células respondem ao ambiente através do aviso de
hormônios ou outros sinais químicos externos. A interação
desses sinais químicos extracelulares com receptores na
superfície da célula (“primeiro mensageiro”) muitas vezes
leva à produção de segundos mensageiros dentro da célula, os
quais, por sua vez, conduzem a mudanças adaptativas no
interior celular.
➔ Outro exemplo são as respostas adaptativas à hipóxia, que
mediadas por uma enzima específica, reduzem a transferência
de elétrons para a cadeia respiratória modificando o complexo
responsável a atuar de maneira mais eficiente sob condições
de baixo oxigênio
➔ Evolução é o processo de adaptação da espécie, a fim de que
a mesma continue a existir e a transmitir seus genes para as
gerações seguintes, adaptação é a busca da estabilidade, à
custa de gasto energético.
➔ Retroalimentação negativa é o fenômeno em que o
resultado de um processo se mantém constante, uma vez
que este resultado ajusta a intensidade de ocorrência do
processo. A oscilação do ponto de ajuste é indicada na figura
ao lado.
➔ Retroalimentação positiva é o fenômeno em que o
resultado de um processo aumenta sua intensidade de
ocorrência.
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Thayná K. de Castro
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➔ Existem dois tipos de salinização do solo, a primária e a
secundária; a primária é um processo natural, poucas chuvas e
acumulo de íons, já a secundária é causada pelo homem
principalmente por irrigação com água salobra.
▪ As plantações com taxa de produção são as que são irrigadas,
em locais com baixa disponibilidade de água doce a irrigação
é feita com água salobra. Ao longo do tempo o solo torna-se
impróprio para o cultivo, por se tornar um solo salino.
➔ As plantas tem diferentes tolerância a salinidade do solo,
sendo elas:
▪ Halófitas: toleram uma grande concentração de sal em
suas raízes, sem afetar o seu desenvolvimento.;
▪ Glicófitas: não conseguem completar seu ciclo de
desenvolvimento em solos com grandes quantidades de
sais;
➔ As plantas halófitas, devido a alta absorção de sais, podem ser
utilizadas para recuperação de solos salinos e sódicos através da
fitorremediação., tanto pela remediação quando pela reestruturação.
➔ As plantas halófitas possuem mecanismos para diminuir a
concentração de Na+ e Cl- em suas estruturas como pêlos vesiculares
e glândulas secretoras. As glândulas eliminam o sal ativamente,
enquanto os pelos acumulam os sais e morrem e são substituídos .
➔ A maior parte do cultivo é feito com plantas glicófitas.
➔ O nível de tolerância salina é medido de duas formas:
▪ Porcentagem de biomassa produzida
▪ Percentagem de sobrevivência.
➔ O efeito da salinidade nas plantas é causado por dois
componentes:
▪ Componente osmótico: a alta concentração de soluto no solo
provoca déficit hídrico e redução do potencial osmótico.
▪ Componente iônico: causado pelo Na+ e Cl- alterando a
relação Na+/K+.
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Lorraine Popp
Salinidade e as Plantas
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Profa. Silvia Prado
BIBLIOGRAFIA: 
● WILLADINO, L.; CAMARA, T. R. Tolerância das plantas à salinidade: aspectos fisiológicos e bioquímicos. Enciclopédia biosfera, v. 6, n. 11, p. 1-23, 2010.
● ESTEVES, B. S.; SUZUKI, M. S. Efeito da salinidade sobre as plantas. Oecologia Brasiliensis, v. 12, n. 4, p. 6, 2008.
● DIAS, N. S. et al. Efeitos dos sais na planta e tolerância das culturas à salinidade (Salinity effects on plants and tolerance of crops to salinity). Book 
Chapter, p. 151-162, 2016.
● Imagens ilustrativas retiradas do Google.
➔ O que o estresse salino causa nas plantas, na seguinte ordem:
▪ O crescimento é afetadopela concentração de sais na raiz.
▪ O crescimento é reduzido pelo acúmulo de sais no interior da planta,
esse acumulo está localizado principalmente no vacúolo, a qual pode
ultrapassar a concentraçãomáxima e inibir as atividades metabólicas.
▪ Além do vacúolo algumas plantas acumulam os sais na parede celular,
isso pode causar desidratação.
▪ Causa um rápido e severo decréscimo de taxa de crescimento foliar.
➔ Efeitos osmóticos: as elevadas concentrações de sal
do solo, reduzem o potencial osmótico da solução do
substrato diminuindo a disponibilidade de água para a
planta.
▪ Para contornar a situação a célula vegetal faz um
ajuste osmótico através do aumento da
concentração de osmólitos no citoplasma. Esses
osmólitos são absorvidos da solução ou são
sintetizados, sendo a síntese com custo energético
alto.
➔Efeitos dos íons: O acúmulo de Na+ tem como principal distúrbio a competição pelo K+
em sítios ativos de enzimas e nos ribossomos. A alta relação de Na+/K+ interrompe vários
processos metabólicos essenciais.
▪ Algumas plantas possuem o mecanismo de tolerância ao Na+, tendo uma capacidade
de absorção seletiva de K+ e a exclusão de Na+.
➔ A planta que tolera a salinidade tem três características: a exclusão de Na+,
reestabelecimento da homeostase ( tanto iônica quanto osmótica) e a retomada da taxa
de crescimento ainda que pequena.
➔ Mecanismos de controle na planta:
▪ Seletividade de absorção na raiz,
▪ Carregamento preferencial de K+,
▪ Remoção de sal na parte superior das raízes, caule e pecíolo,
▪ Retranslocação de Na+ e Cl-,
▪ Excreção de sal através de glândulas ou pelos vesiculares, apenas nas
halófitas.
➔ O aumento da salinidade influência diretamente o crescimento da planta.
Nas folhas pode danificar a epiderme, mesófilo e as células paliçádicas.
Algumas outras alterações celulares são: desenvolvimento de vacúolos,
diminuição de cristas mitocondrial , modificação no reticulo endoplasmático,
alteração na estrutura dos tilacóides. Acontece também a diminuição de
clorofila e carotenóide. O aumento das antocianinas. Diminuição na
assimilação de gás carbônico. Inibe o transporte de elétrons utilizados na
fotossíntese.
Lorraine Popp
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➔ O que é um potencial de membrana?
▪ É a diferença de potencial elétrico entre o meio intracelular e o
extracelular.
➔ O que gera um potencial de membrana?
▪ O corpo humano é neutro pois cada cátion possui um ânion
correspondente.
▪ Entretanto, a membrana possui permeabilidade distinta a íons
diferentes, gerando uma distribuição desigual entre o meio
intracelular e o extracelular.
▪ Essa não uniformidade na distribuição das cargas gera um
potencial elétrico.
➔ O que são íons?
▪ Quando um átomo ou uma molécula ganha ou perde
elétrons, essa espécie química fica eletricamente
carregada, e é chamada então de íon.
▪ Esse íon pode ser carregado negativamente, e então
é chamado de ânion, e este ganha elétrons.
Exemplo nas células: Cl-
▪ Quando o íon tem carga positiva, ele é chamado de
cátion, este perde elétrons.
Exemplo nas células: Na+ e K+
➔ Potencial de repouso
▪ Ocorre quando a célula está em repouso, como por
exemplo, quando um neurônio não está enviando
sinalização.
▪ Ele é determinado pelo gradiente das concentrações dos
íons através de sua membrana.
▪ A Membrana plasmática possui uma bicamada lipídica com
uma região hidrofóbica, portanto íons só atravessam por
canais iônicos específicos, isso da a membrana uma
permeabilidade seletiva que mantém concentrações
diferentes de cada íon externamente e internamente.
➔ Equação de Nernst
▪ Considera uma situação hipotética em que a membrana é
permeável a apenas uma espécie de íon.
▪ Calcula o valor do potencial da membrana
➔ Potencial de equilíbrio
▪ Ocorre quando um gradiente de concentração de um íon
entra em equilíbrio, isto é, a mesma quantidade que sai é
a que entra e as concentrações não mudam.
▪ Em células permeáveis a um íon por exemplo, o potencial
de membrana tende a se aproximar ao potencial de
equilíbrio daquele íon.
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Gustavo Gonçalves de Deus
Estimativa de Potencial Elétrico em Células
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BIBLIOGRAFIA: 
● SILVERTHORN, D. Fisiologia Humana, Uma Abordagem Integrada. 7ª Ed., Artmed, 2017.
● Imagens ilustrativas retiradas do Google e do livro acima.
Potencial de ação
➔ As células são capazes de reproduzir impulsos elétricos,
transmitindo informações como os neurônios por exemplo.
➔ Ele é provocado por uma mudança brusca no potencial elétrico
da membrana da célula.
➔ Três etapas constituemeste processo:
▪ Despolarização.
▪ Repolarização.
▪ Hiperpolarização.
➔ Despolarização
▪ Provocada pela entrada de íons de sódio (Na+) na
célula.
▪ A entrada destes íon carregados positivamente
alteram o potencial elétrico da membrana, deixando a
célula com carga mais positiva.
➔Após essas etapas, que ocorrem em milésimos, a célula
tende a retornar a sua forma normal em estado de repouso.
➔ Repolarização
▪ Logo após a despolarização, a célula por estar
carregada positivamente interrompe a entrada de
Na+ e começa a repelir para fora íons de sódio (Na+).
➔ Hiperpolarização
▪ Com a saída do excesso de potássio, há a entrada de
ânions de cloro (Cl-) na célula, fazendo com que o
meio intracelular seja mais negativo do que o meio
extracelular.
➔ Como medir o potencial de membrana?
▪ A presença desses íon na célula pode ser identificado por
um elétrodo.
▪ Estes elétrodos podem ser colocados no meio intracelular e
extracelular para medir a diferença de cargas para uma
espécie de íon.
Gustavo Gonçalves de Deus
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Resumo Ilustrado de Biofísica
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Profa. Silvia Prado
Luana Ferreira de A. Nunes
➔ O que é potencial elétrico de membrana?
▪ O potencial elétrico da membrana existe porque há uma diferença
de cargas elétricas dentro e fora da célula.
▪ No meio intracelular a carga é negativa e no meio extracelular a
carga é positiva, pois dentro da célula há moléculas negativamente
carregadas e que não passam pela membrana, ou seja,
permanecem somente no meio interno, nesse caso a membrana
está polarizada.
➔ Neste potencial elétrico de membrana, chamado de potencial de
repouso, a quantidade de íons K+ é maior no citoplasma da célula e
quantidade de íons Na+ é maior no meio intersticial.
▪ A voltagem do potencial de repouso é aproximadamente -70mV.
➔ Como ocorre o potencial de ação ?
▪ Para que o potencial de ação ocorra é necessário que a voltagem da
membrana chegue no chamado limiar de ação, que é cerca de -55mV, caso
não atinja este limiar, o potencial não ocorre, é o fenômeno do tudo ou
nada.
➔ Pode-se dividir a geração de um potencial de ação em 2 fases: Fase
Ascendente e Fase Descendente, que serão explicadas a seguir.
➔ Fase Ascendente do potencial de ação:
▪ Quando o neurônio recebe um estímulo,
canais de Na+ se abrem e ocorre influxo
de sódio na célula por difusão, ou seja, a
favor do gradiente de concentração e
elétrico, assim o meio intracelular fica
com a carga menos negativa, até atingir
o limiar.
▪ A partir do momento que o limiar de
ação é atingido, canais de sódio que são
voltagem-dependentes se abrem e há
grande aumento na permeabilidade da
membrana ao Na+.
▪ Com a grande quantidade intracelular de
íons Na+, ocorre a despolarização da
membrana, o meio intracelular fica
positivo, e o meio extracelular fica
negativo.
Distribuição de íons intracelulares e extracelulares 
no potencial de repouso.
➔O que é o potencial de ação?
▪ O potencial de ação é a despolarização da
membrana plasmática, ou seja, há uma inversão de
cargas elétricas, o meio intracelular fica positivo e
o meio extracelular fica negativo. Atravésda
despolarização e repolarização da membrana,
ocorre a transmissão de sinais elétricos pelas
células.
➔ Devido ao potencial de ação e potencial de repouso
das células excitáveis, como as células nervosas e
musculares, é que ocorre a propagação do impulso
nervoso e consequentemente todo o funcionamento
do organismo.
Ilustração do potencial de ação em um neurônio.
Potencial de Ação
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BIBLIOGRAFIA: 
• FERNANDES, Joyce. O famoso potencial de ação. 2020. Disponível em: https://blog.jaleko.com.br/o-famoso-potencial-de-
acao/#:~:text=O%20potencial%20de%20a%C3%A7%C3%A3o%20ocorre,e%20propaga%C3%A7%C3%A3o%20do%20impulso%20
nervoso.&text=O%20potencial%20de%20a%C3%A7%C3%A3o%20se,%3A%20Despolariza%C3%A7%C3%A3o%2C%20repolariza
%C3%A7%C3%A3o%20e%20hiperpolariza%C3%A7%C3%A3o.. Acesso em: 26 jan. 2021.
• SILVERTHORN, Dee Unglaub. Fisiologia humana: uma abordagem integrada. 7ed. Artmed editora, 2017.
• Sistema Nervoso 5/6: Potencial de ação. Disponível em: 
<https://www.youtube.com/watch?v=sOSdF_xS2Y&ab_channel=Anatomiaeetc.comNataliaReinecke> Acesso em 26-01-2021
• Imagens ilustrativas retiradas do Google.
➔ Os canais de K+ possuem fechamento tardio.
▪ Quando a célula já alcançou sua voltagem de repouso (-70mV) a
permeabilidade ao potássio ainda é alta, pois o canais continuam
abertos, então a membrana fica ainda mais negativa, ocorre a
hiperpolarização da membrana.
➔ Fase Descendente do potencial de ação:
▪ O potencial de ação atinge seu pico quando a voltagem
da membrana é cerce de +30mV, neste momento os
canais de sódio se fecham e os canais de potássio já
iniciaram sua abertura.
▪ A abertura de canais de K+ voltagem-dependentes
ocorre devido à despolarização de membrana,
aumentando a permeabilidade da membrana ao
potássio, porém estes canais abrem mais lentamente
em relação ao canais de Na+.
▪ Ocorre o efluxo dos íons K+, a favor do gradiente de
concentração e elétrico, assim o meio intracelular
começa a ficar mais negativo, em direção ao potencial
de repouso, é a repolarização da membrana.
➔ Período Refratário:
▪ Durante a repolarização da membrana ocorrem os períodos
refratários, momento onde os potenciais de ação não são gerados,
pois os canais de sódio que são dependentes de voltagem estão
inativados.
▪ Existem os períodos refratários Absoluto e o Relativo, e a diferença
entre eles está na inativação dos canais Na+ e no seu efeito sobre
um novo potencial de ação.
▪ O período refratário garante que a propagação do potencial de
ação seja de forma unidirecional e não retorne.
➔ Como a membrana volta ao potencial de repouso?
▪ Após a geração do potencial elétrico é fundamental o papel da
Bomba Na+ / K+ ATPase, que retorna as concentrações de repouso
dos íons de sódio e potássio dentro e fora da célula, via transporte
ativo, (contra o gradiente de concentração) assim as cargas
elétricas são novamente equilibradas.
Potencial de ação - gráfico esquemático
Luana Ferreira de A. Nunes
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➔ A toxicidade neural é ocasionada pela exposição a substâncias
tóxicas de cunho artificial ou natural chamadas de neurotoxinas.
▪ Tem como característica a alteração das atividades normais do
sistema nervoso causando danos em áreas do tecido neural.
▪ A palavra “neurotóxico” é utilizada para descrever a ação de
uma substância que tem o poder de danificar o sistema
nervoso, normalmente causando a morte de neurônios.
▪ Podem causar uma série de complicações a saúde, dentre elas,
alucinações, perda de memória, problemas cognitivos, dores de
cabeça, etc.
➔“Neurotoxina” designa toxinas que em razão do seu grande
potencial agressivo nos seres vivos complexos, mesmo em
pequenas doses são capazes de causar lesões no sistema
nervoso.
▪ Essas originam-se normalmente a partir da ingestão de metais
pesados, fármacos, solventes, agrotóxicos, etc.
▪ Dentre as complicações é possível citar o bloqueio da
transmissão do potencial de ação do neurônio motor para a
fibra muscular, que pode levar o indivíduo a morte. Esse efeito
está associado a proteína do veneno de cobra.
➔ As células nervosas possuem uma diferença de voltagem entre o meio interno e o
externo da célula, isso ocorre pois há diferentes concentrações de íons carregados
positivamente ou negativamente no meio interno e no meio externo da célula.
▪ Quando a célula está em repouso, seu interior é carregado negativamente, enquanto
seu meio externo é carregado positivamente.
▪ Essa diferença de cargas recebe o nome de potencial de repouso da membrana.
➔ Potencial de ação é a reversão do potencial de membrana através de uma
membrana celular. Esse processo é vital para os animais pois podem transmitir
informações rapidamente entre e dentro dos tecido.
➔ Canais de sódio voltagem dependentes se abrem torando a
membrana celular altamente permeável ao sódio, invertendo
sua polaridade.
▪ Esse processo é chamado de despolarização.
➔ O meio intracelular se torna mais positivo do que o meio
extracelular.
▪ Nesse momento, canais de sódio se fecham e abrem-se canais
de potássio, que, por difusão, transporta potássio de dentro
para fora da célula.
▪ Esse processo é chamado de repolarização.
➔ Para que o potencial de ação aconteça, é indispensável que
os íons envolvidos no processo (sódio e potássio) consigam
passar pela membrana do neurônio.
▪ Existe uma proteína que se localiza na membrana plasmática
que é responsável pela manutenção desse diferencial de
cargas iônicas, ela é popularmente conhecida como bomba
de sódio e potássio.
➔ Algumas células nervosas possuem a capacidade de realizar
a modificação de seu potencial de membrana, ou seja,
inverter sua polaridade.
➔ Após receber um estímulo, canais de sódio localizados na
membrana celular se abrem, com isso, íons de sódio
localizados no meio extra celular entram na célula.
▪ Os íons de sódio tendem a entrar até o momento que a
célula atinja o chamado estagio limiar.
Espaço destinado a 
imagem da ação da 
neurotoxina ou 
potencial de ação
Jhonathan Pacheco
Toxicidade Neural
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Profa. Silvia Prado
BIBLIOGRAFIA: 
● LACERDA, E. M. C. B. et al. Neurotoxicidade dos solventes orgânicos. Neurociências, v. 5, p. 165-173, 2009.
● KRUEGER-BECK, Eddy et al. Potencial de ação: do estímulo à adaptação neural. Fisioterapia em Movimento, v. 24, n. 3, p. 535-547, 2011.
● DE MELLO SPOSITO, Maria Matilde. Toxina Botulínica do Tipo A: mecanismo de ação. Acta fisiátrica, v. 16, n. 1, p. 25-37, 2009.
● Imagens ilustrativas retiradas do Google.
➔ O fechamento dos canais de potássio é tardio, ou seja, sai
mais potássio do que havia quando a célula estava em
repouso.
▪ Resulta na hiperpolarização.
➔ Nesse momento a bomba de sódio e potássio fica
responsável por restaurar as condições basais de sódio e
potássio celular durante o potencial de repouso.
▪ Esse processo ocorre de forma seccionada ao longo do
perímetro de todo o neurônio. Essas alterações de
potencial de membrana que ocorrem em cadeia recebem o
nome de potencial de ação ou impulso nervoso.
➔ Existem vários mecanismos de ação das neurotoxinas.
▪ Em alguns casos as neurotoxinas danificam os neurônios de
modo que não consigam funcionar.
▪ Podem prejudicar a capacidade de sinalização dos neurônios,
bloqueando as liberações de vários produtos químicos, ou,
interferindo nos métodos de recepção para tais transmissões,
até mesmo induzindo neurônios a emitirem sinais falsos.
▪ Alta gama das neurotoxinas conhecidas bloqueiam canais de
sódio contidos nas membranas celulares, por conta desse
bloqueio ,íons Na+ não conseguem atravessar a membrana,
impedindo a despolarização celular.
➔ Quando administrada oralmente emgrandes quantidades, a toxina bloqueia os sinais
nervosos do cérebro para o músculo, causando paralisia generalizada, ou botulismo.
▪ No entanto, por injeção, em quantidades pequenas, em um músculo facial específico,
apenas o impulso que orienta esse músculo será bloqueado, causando o relaxamento
local, no entanto, por se tratar de uma neurotoxina, existem vários efeitos colaterais.
➔ Neurotoxinas também possuem aplicação médica, como a Toxina Botulínica, utilizada
na estética. Uma toxina utilizada para prevenir ou amenizar rugas e linhas de expressão.
➔ Os emaranhados neurofiblilares inicialmente se originam no
hipocampo, essa região é essencial para a memória e o
aprendizado.
▪ Uma vez que o neurônio morre, os aglomerados de proteína TAU
não ficam restritos a uma região específica, e podem prejudicar
áreas cerebrais adjacentes e posteriormentetodo o cérebro.
▪ O processo causa atrofia, o que gera disfunção cerebral global.
▪ A progressão das lesões corresponde com a evolução dos
sintomas da doença, a partir de problemas de memória.
➔ Dependendo da dosagem, mesmo a curto prazo, a
exposição a neurotoxinas pode desencadear uma série
de quadros clínicos e patologias, dentre elas doenças
degenerativas como Parkinson e Alzheimer,
depressão, autismo, problemas cognitivos, déficit de
atenção como hiperatividade (TDAH) tem sido
amplamente com danos relacionados a metais
pesados.
➔ No caso da doença de Alzheimer, as neurotoxinas já
estão acumuladas muito antes dos primeiros sintomas
aparecerem, isso acontece devido ao acumulo de
proteína TAU defeituosa contida nos microtúbulos dos
neurônios. Essa proteína se dissocia dos microtúbulos
e forma conglomerados chamados de emaranhados
neurofiblilares. O acumulo de proteína TAU tem
caráter neurotóxico, e em decorrência causa a morte
do neurônio.
Jhonathan Pacheco
68
Resumo Ilustrado de Biofísica
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Resumo Ilustrado de Biofísica
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Profa. Silvia Prado
➔ A evolução da vida em nosso planeta está ligada a formação de
membranas biológicas. Essas camadas lipídicas desempenham várias
funções, como sustentação, proteção mecânica e química, ancoragem
em substratos e sinalização. Para que essas funções sejam
desempenhadas de maneira eficiente, as membranas requerem um
sistema de transporte entre suas camadas que selecione os compostos
a serem transportados.
➔ Canais iônicos podem ser classificados como poros proteicos
transmembrana, que apresentam variações quanto a sua seletividade,
ativação e sentido de gradiente eletroquímico.
➔ Podemos dividir os canais iônicos em dois tipos
principais: os canais ativos, canais passivos .
▪ Nos canais passivos, o transporte de uma determinada
substância não requer o uso de moléculas de ATP para
realizar a mudança de conformação da proteína.
Podemos citar como exemplos as aquaporinas.
▪ Já nos canais ativos, é necessária a utilização de uma
molécula de Atp que realize a mudança
conformacional dos canais, como por exemplo a
bomba Na+/K+
➔ Imagem 1: Esquema ilustrativo de canais iônicos. Na figura é
possível perceber como as proteínas são dispostas de maneira a
ligar o meio intracelular e o meio extracelular.
➔ Os canais estão espalhados por toda a extensão da membrana,
sendo que sua ativação se da em cadeia, dependendo do estímulo
requerido.
CANAIS ATIVOS
➔ Dentre os canais ativos, o mais emblemático é a bomba de
Na+/K+.
➔ Esse canal utiliza as moléculas de Atp para transportar íons
contra o gradiente de concentração.
➔ A bomba de Na+/K+ é muito importante em vários processos,
mas principalmente na despolarização de membrana durante os
estímulos.
➔ Podemos observar uma representação da bomba Na+/K+ na
imagem 3, abaixo
CANAIS PASSIVOS
➔ Os canais passivos realizam seu transporte a favor do
gradiente de concentraçãodo substrato
➔ Quando levamos em conta a ativação, os canais iônicos
podem ser divididos em três grandes grupos:
▪ Canais ativados por ligantes intracelulares (enzimas,
metabólitos e íons);
▪ Canais ativados por ligantes extracelulares (homônios,
nutrientes, neuro estimulantes e ligantes em geral)
▪ Canais ativados por voltagem (canais de Na+, K+, Cl-, Ca+)
➔ Podemos ver um exemplo de canal passivo na imagem 2,
abaixo
Rafael Lopes Rothert
Canais Iônicos
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Resumo Ilustrado de Biofísica
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BIBLIOGRAFIA: 
● LEHNINGER, T. M., NELSON, D. L. & COX, M. M. Princípios de Bioquímica. 6ª Edição, 2014. Ed. Artmed Cap 6.3 páginas 200-213.
● DO NASCIMENTO, Williamis. Estudo eletrofisiológico dos canais iônicos das células-tronco mesenquimais da geléia de wharton do 
cordão umbilical humano. 2011. Dissertação de Mestrado. Universidade Federal de Pernambuco.
● Imagens ilustrativas retiradas do Google.
CANAIS IÔNICOS E O POTENCIAL DE MEMBRANA 
➔ O transporte de íons pelas membranas altera sua voltagem,
em decorrência de sua carga elétrica. A diferença de concentração
de um íon nos espaços intra e extra celulares geram uma
diferença de voltagem na membrana.
➔ A abertura e o fechamento dos canais está diretamente ligada
com a mudança desse potencial, sendo sempre realizada a favor
do gradiente de concentração.
➔ Após a abertura dos canais, seu fechamento é definido pelo
chamado gradiente eletroquímico.
GRADIENTE ELETROQUÍMICO
➔ A passagem de íons pelas membranas gera dois tipos de
gradiente:
▪ Gradiente químico: a concentração dos íons nos meios intra e
extra celular
▪ Gradiente elético: diferença de potencial elétrico gerado na
passagem nos íons.
➔ O gradiente eletroquímico é a combinação dos dois gradientes
acima, que agem de maneira complementar para definir a
abertura e o fechamento dos canais iónicos.
PONTOS IMPORTANTES SOBRE OS CANAIS IÔNICOS
▪ Importantes transportadores de íons e substâncias
▪ Responsáveis pela criação de um gradiente eletroquímico nas membranas celulares
▪ Peças fundamentais para processos de transmissão de impulsos nervosos
▪ Transportadores bastante eficientes ao analisar sob a ótica do gasto energético.
Rafael Lopes Rothert
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Profa. Silvia Prado
➔ A epilepsia é uma doença neurológica, que ocorre em
qualquer idade e é resultante da alteração cerebral temporária
e reversível causada pela emissão de sinais incorretos em uma
parte do cérebro, chamada de epilepsia restrita ou nos dois
hemisférios, chamada de generalizada;
➔ Segundo a OMS, cerca de 3 milhões de brasileiros são
atingidos pela doença;
➔ As manifestações da doença vão desde suor excessivo e queda
de pressão até eventos psíquicos ou alterações de consciência;
➔O estresse, privação do sono e uso de drogas são fatores que
desencadeiam a doença.
➔A geração das crises é chamada de ictogênese e a cascata de
eventos que inicia a modificação da rede neuronal normal em
hiperexcitável é chamada de epileptogênese. São eles:
▪ Neurodegeneração: perda progressiva do funcionamento
dos neurônios;
▪ Neurogênese: formação de novos neurônios;
▪ Ativação de células gliais: protegem e nutrem os neurônios;
▪ Invasão de células inflamatórias;
▪ Mudanças na matriz extracelular: atividades de
proteoglocanos e glicosaminoglicanos.
➔ A separação das cargas positivas e negativas pela membrana neuronal causa o potencial
de membrana, alterando as concentrações dos íons K+ e Mg2+ intracelulares e de Na+,
Ca+2 e cloreto Cl- extracelular.
➔ O potencial de repouso gerado pelo balanço das cargas desses íons está entre -60 mV e
-70 mV, passando para cerca de 30mV quando ocorre o potencial de ação.
➔ O fluxo desses íons através da membrana só é possível devido a presença dos canais
iônicos.
➔ O potencial de repouso de membrana se mantém próximo ao limiar de ação, pois a
geração do potencial de ação é fundamental para o funcionamento dos neurônios e seu
controle é essencial para a prevenção de descargas elétricasexcessivas.
➔ Nos processos epilépticos, os canais de Na+ voltagem
dependentes são responsáveis pela rápida despolarização
desordenada da membrana neuronal;
➔ Mutações nas subunidades αSNC1A e βSNC1B são responsáveis
por causar a epilepsia generalizada por serem sítios de ligação para
várias drogas antiepilépticas como hidantoína, carbamazepina,
ácido valpróico, etc.
➔ Alterações na permeabilidade de canais iônicos são
chamadas de canalopatias.
➔ São considerados os canais de Ca+2, Na+, K+ e Cl-.
➔ Alterações em sistemas de neurotransmissores Glicina,
Glutamato e GABA são hipóteses que visam explicar a
causa.
➔ GABA e glicina (neurotransmissores inibitórios) exercem
seu efeito por canais de Cl-.
➔ Mutações em GABRG2, subunidade do receptor GABAA,
são relacionadas com crises de ausência na infância e
convulsões febris generalizadas.
➔ O receptor de glutamado tipo NMDA produz descargas
epilépticas durante a epileptogênese. Já o receptor de
glutamato AMPA são supressores de crises epilépticas,
modulando a transmissão glutamatérgica.
Philippe Fumaneri Teixeira
Atividade dos Canais Iônicos nos Processos 
Epilépticos
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Profa. Silvia Prado
BIBLIOGRAFIA: 
● Liga Brasileira de Epilepsia. Tudo sobre Epilepsia. Disponível em: <https://epilepsia.org.br/mitos-e-verdades-de-epilepsia/> Acesso em 30-01-2021 
às 09:17 h.
● PORTO, Lívia Amorim et al. O papel dos canais iônicos nas epilepsias e considerações sobre as drogas antiepilépticas: uma breve revisão . Journal of
Epilepsy and Clinical Neurophysiology, v. 13, n. 4, p. 169-175, 2007..
● SILVA, Alysson Santiago da et al. Canais iônicos na epilepsia: aspectos fisiopatológicos e terapêuticos. TCC , Graduação em Farmácia, UFPB, João 
Pessoa, 97p., 2014.
● Imagens ilustrativas retiradas do Google.
➔ Canais de Ca2+ voltagem dependentes podem criar atividade
epiléptica devido à grandes reduções desse íon no meio
extracelular, porém depende da quantidade de neurônios
específicos em determinada área cerebral;
➔ O influxo de Ca2+ regula a hiperexcitabilidade que ocorre em
processos epilépticos;
➔ A ativação de canais de Ca2+ pode alterar a regulação da
expressão gênica neuronal causando alterações estruturais e/ou
apoptose;
➔ Seis subtipos (L, N, P, Q, R e T) de canais de Ca2+ voltagem
dependentes são descritos e três deles (N-, P- e Q-) controlam a
liberação de neurotransmissores como acetilcolina e serotonina
➔Canais de K+ tem papel importante na modulação da
atividade elétrica e no desencadeamento das atividades
epilépticas, além de ser alvo de drogas anticonvulsivantes;
➔ Participam da repolarização e hiperpolarização da
membrana, evitando a repetição do potencial de ação;
➔A hiperexcitabilidade pode ocorrer devido à mutações em
genes de formação desses canais, reduzindo a corrente de
potássio em até 60% do fluxo normal;
➔ Medicamentos antiepilépticos atuam
modulando a atividade de canais iônicos
sensíveis à voltagem diminuindo a
excitação sináptica ou aumentando a
inibição neuronal mediada por receptores
GABAA. São exemplos:
▪ Fenitoína: diminui a taxa de recuperação
dos canais Nav do estado inativo;
▪ Carbamazepina: diminui correntes de
Na+ limitando o disparo repetitivo de
alta frequência do potencial de
membrana;
▪ Valproato de sódio: além de ter a função
da carbamazepina, também reduz a
corrente de Ca2+ nos canais tipo T,
potencializa a inibição pelo GABA devido
ao aumento da atividade do ácido
glutâmico descarboxilase.
➔Estudos dos canais iônicos são importantes para a epilepsia, pois as mutações têm
como consequência um ganho de função nessas estruturas e os fármacos agem para
diminuir a excitabilidade neuronal;
➔A doença não é curável atualmente, o que faz com que a busca por novos fármacos
que previnam ou revertam a epileptogênese beneficie os portadores da patologia;
➔Plantas podem ser utilizadas como fonte de substâncias farmacológicas para
neuropatias como flavonoides, alcaloides, esteroides, entre outros, tornando-as de
grande importância para a pesquisa de medicamentos menos tóxicos;
Philippe Fumaneri Teixeira
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Profa. Silvia Prado
Resumo Ilustrado de Biofísica
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Profa. Silvia Prado
Conceitos básicos
➔ Canais Iônicos
▪ São proteínas de membranas celulares que transportam
moléculas eletricamente carregadas, como sódio (Na+),
potássio (K+) e cálcio (Ca2+) (AIRES, 2008).
▪ O fluxo de íons é responsável por alterações nas
concentrações eletroquímicas celular (AIRES, 2008).
▪ Importante na geração de potencial de ação,
neurotransmissão e contração muscular (AIRES, 2008).
➔ Fluxo de íons pelos canais:
▪ É determinado pela diferença de potencial
eletroquímico (elétrico e químico) (AIRES, 2008).;
▪ É expresso pela equação de Nernst:
➔(1): Para que este tipo de canal seja ativado, é necessário haver alteração na diferença
de potencial eletroquímico da membrana (AIRES, 2008);
➔(2): são ativados pela ligação com um mensageiro extracelular (ex.: neurotransmissor
acetilcolina e glutamato) (AIRES, 2008);
➔ Podem ser de dois tipos diferentes:
▪ (1) Voltagem-dependentes;
▪ (2) Dependentes de ligantes extracelular;
➔ No estado de repouso as células apresentam um potencial de
membrana de aproximadamente -70mV (AIRES, 2008). Nessas
condições a membrana é mais negativa dentro e mais positiva
fora, pois:
▪ Há maior concentraçãode K+ dentro da célula do que fora;
▪ Há maior concentraçãode Na+ fora da célula do que dentro;
➔ A ativação de canais de sódio promove um aumento na
permeabilidade a Na+ (AIRES, 2008);
➔ O rápido influxo de Na+ gera despolarização (AIRES,
2008);
➔O meio extracelular fica mais positivo dentro do que fora
(AIRES, 2008) ;
➔ Quando o potencial de
membrana atinge
aproximadamente +60mV:
▪ Canais de Na+ se fecham;
▪ Canais de K+ se abrem de dentro
para fora (AIRES, 2008).
Fonte: AIRES, 2008, p. 126.
Fonte: AIRES, 2008, p. 69. 
Fonte: AIRES, 2008, p. 126. 
Fonte: WHALEN, 
et al, 2016, p. 
257.
Fonte: WHALEN, et al, 2016, p. 257.
Figura 1. Tipos de canais iônicos
Figura 2. Célula em repouso.
Vitória S. Rios
Toxinas e Canais Iônicos
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Profa. Silvia Prado
BIBLIOGRAFIA:
● Aires, M. D. M. Fisiologia 3.ed. - Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2008.
● Organização Mundial da saúde (OMS). Substancias Químicas Perigosas à Saúde Humana e ao Ambiente. São Paulo: Cultura Acadêmica, 2008.
● SHEN, Huaizong et al. Structural basis for the modulation of voltage-gated sodium channels by animal toxins. Science, v. 362, n. 6412,
2018.
● WHALEN, Karen; FINKEL, Richard; PANAVELIL, Thomas A. Farmacologia Ilustrada-6ª Edição. Artmed Editora, 2016.
Conceitos Básicos
➔ Toxinas
▪ Substâncias químicas produzidas por organismos (animais,
vegetais, bactérias) ou produzidas pelo homem (sintéticas)
capazes de causar efeitos adversos à saúde humana (0MS,
2000).
▪ A maioria é paralisante e tem como mecanismo de ação a
modulação de canais iônicos que são cruciais para a
excitabilidade da membrana celular (SHEN et al, 2018).
➔ O principal tipo de canal modulado pela maioria das toxinas
é o canal dependente de ligantes ou de neurotransmissores
excitatórios (acetilcolina e glutamato) (AIRES, 2008).
➔ Esses neurotransmissores promovem o influxo de Na+ que,
por sua vez, desencadeia a despolarização e transmissão de
potencial de ação ao longo da célula;
➔ Isso ocorre em células excitáveis como musculares e
neuronais, as quais produzem repostas, como contração
muscular e neurotransmissão, respectivamente (WHALEN, et
al, 2016).
➔ Tipos de interação realizadas pelas toxinas:
▪ Modificadoras (gating): modificam a conformação do canal de Na+ podendo diminuir
ou aumentar a permeabilidade ao Na+ . Ex.: a toxina do escorpião ativa canais de Na+ e
gera despolarizaçãopersistente (SHEN et al, 2018).
▪ Toxinas bloqueadoras de canais: bloqueiam canais de Na+ impedindo a despolarização
(SHEN et al, 2018); Ex: A tetrodotoxina (TTX), toxina do baiacu e de alguns mariscos e
bactérias, e a saxitoxina (STX) (SHEN et al, 2018) (Fig.2) .
➔ Toxinas que interagem com esses tipos de canais podem impedir a despolarização
celular ou causa-la de forma persistente, podendo gerar paralisia muscular e outros
sintomas.
➔ Toxinas que influenciam a liberação de Acetilcolina (ACh):
▪ Toxinas botulínica: Inibe a liberação de ACh pelo neurônio pré-sináptico
(WHALEN, et al, 2016) e a despolarização não acontece;
▪ Toxina do veneno da aranha viúva-negra: provoca o esvaziamento da
acetilcolina (WHALEN, et al, 2016 )
Fonte: WHALEN, et al, 2016, p. 108.
Fonte: SHEN et al, 2018, p. 6.
Figura 2. TTX e STX bloqueando o acesso de
Na+ a um canal voltagem-dependente.
Figura 3. Canal iônico excitatório.
➔ Devido a ação despolarizante ou não despolarizante, muitas toxinas
passaram a ser usadas como fármacos.
➔ O curare, uma toxina paralisante, passou a ser usada, em doses baixas,
como anestésico em cirurgias, pois compete com a Ach pelos mesmos
canais de Na+, impedindo a despolarização e a contração muscular
(WHALEN, et al, 2016 ).
Vitória S. Rios
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Profa. Silvia Prado
Resumo Ilustrado de Biofísica
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Profa. Silvia Prado
Canais Acoplados a Proteína G
➔ A proteína G faz parte da classe de proteínas de membrana
plasmática responsáveis pela transdução de sinais celulares
entre receptores, enzimas e canais iônicos;
➔ É constituída de 3 subunidades de polipeptídios alfa, beta e
gana que forma os receptores na superfície intracelular;
Receptores acoplados a proteína G
➔ GPCR (G protein coupled receptor) é o receptor
transmembrana integrado as 3 subunidades da proteína G na
membrana plasmática na parte intracelular sendo constituído
por sete estruturas helicoidais. O receptor é responsável pela
transmissão de sinais dentro da célula, possuindo uma
estrutura dividida em região transmembrana e a região
externa, sendo essa última responsável pela ativação da
proteína G.
Transdução de sinal via GCPR
➔ O receptor GCPR é ativado com moléculas agonistas como:
neurotransmissores, hormônios ou fator de crescimento,
sendo essas denominadas “primeiro” mensageiro. Logo em
seguida, quando o receptor é ativado, o mesmo, muda sua
conformação iniciando o ciclo de funcionamento da proteína
G.
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Amanda Letícia Borges
75
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Profa. Silvia Prado
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Resumo Ilustrado de Biofísica
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Profa. Silvia Prado
Amanda Letícia Borges
Após o GCPR estar ativado uma série de eventos ocorre na 
parte intracelular da célula
➔ A cascata inicia sua atividade porque existe uma proteína que
auxilia a troca de GDP por GTP;
➔ Proteína que ampara é a guanosine nucleotide Exchange fator
(GEF).
➔ O receptor GCPR se desconecta da proteína G e liga-se a uma
enzima, que exerce uma função na modificação da
concentração de um metabólito com baixo peso molecular.
➔ Um desses dois, íon orgânico ou um metabólico, atuam como
segundo mensageiro.
➔ O segundo mensageiro seguindo a via metabólica ativa ou
inibe o próximo alvo, sendo habitualmente uma proteína-
cinase.
Os efetores que o segundo mensageiro ativa, podem ser:
➔ Cinases;
➔ GTPase;
➔ Adenilato ciclase;
➔ Fosfolipase
Esses efetores podem atuar nos seguintes processos 
intracelulares:
➔ Regulação na expressão de genes ligados a sobrevivência;
➔ Reprodução;
➔ Diferenciação;
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Profa. Silvia Prado
Figura 1. Estrutura viral. Fonte:https://www.bindingsite.com/pt-br/our-products/ 
covid-19/sars-cov-2-elisa/covid-overview/why-we-use-the-spike-
protein?disclaimer=1 Acesso em: 28/01/2020
Figura 2. Membrana plasmática. Fonte: http://educacao.globo.com/biologia/ 
assunto/fisiologia-celular/membrana-plasmatica.html Acesso em: 01/02/2020
Figura 4. Vírus entrando na célula através do receptor. Fonte: 
https://proec.ufabc.edu.br/epufabc/a-geometria-e-o-coronavirus/
Acesso em: 01/02/2020
Juliana Ehlert
Coronavírus e os Receptores Celulares
Estrutura Coronavírus
➔ O vírus SARS-CoV-2, agente responsável pela Covid-19,
pertence à família Coronaviridae e é composto de ácido
ribonucleico (RNA), sendo que todo seu genoma possui menos
de 30.000 nucleotídeos. Possui quatro proteínas estruturais:
Proteína S, proteína Envelope (E), glicoproteína de membrana
(M), e proteína de nucleocapsídeo (N).
➔ A glicoproteína de pico (S) é responsável pela entrada do vírus
na célula hospedeira através da ligação com um receptor celular.
Já a proteína do nucleocapsídeo (N) é responsável por regular o
processo de replicação viral.
A membrana plasmática da célula hospedeira
➔ É um envoltório que toda célula humana possui, constituído
por fosfolipídios que formam uma bicamada, proteínas
(integrais, periféricas e transmembranas) e carboidratos. É
responsável por: definir seus limites (barreira física),
separando o líquido extracelular do intracelular; Manter
diferenças de composição entre o meio extracelular e
intracelular, através da regulação das trocas entra célula e
meio externo; e comunicação celular, já que proteínas
contidas na membrana são capazes de reconhecer e
responder a moléculas ou mudanças no ambiente externo.
➔ Devido a essas características, a membrana plasmática é
semipermeável, por ser capaz de selecionar substâncias que
podem passar por ela para sair ou entrar na célula.
➔ O transporte celular ocorre principalmente através das
proteínas de membrana, que possuem quatro categorias
principais: transportadoras, enzimas, receptores ou
estruturais.
➔ O foco desse estudo está nos receptores celulares. Eles estão
envolvidos com a sinalização celular, apresentando dois modos
de ação:
➔ A ligação do ligante ao receptor desencadeia outro evento na
membrana, podendo esse ligante permanecer na superfície e o
complexo ligante-receptor girar uma resposta intracelular, ou
esse complexo pode ser internalizado pela célula por meio de
uma vesícula.
Como o vírus entra na célula?
➔ A proteína S se liga a um receptor celular chamado de Enzima
Conversora de Angiotensina 2 (mais conhecido como ACE2),
muito presente em células pulmonares. Após a ligação e
formação do complexo ligante-receptor, a proteína S também
regula a fusão da membrana viral com a membrana plasmática
da célula hospedeira, possibilitandosua invasão.
➔ Uma vez que o material genético viral entra na célula
hospedeira, pode ser formada uma vesícula chamada
endossomo, onde o vírus é retido e multiplicado em seu interior,
um processo regulado pela proteína N.
77
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https://www.bindingsite.com/pt-br/our-products/covid-19/sars-cov-2-elisa/covid-overview/why-we-use-the-spike-protein?disclaimer=1
https://www.bindingsite.com/pt-br/our-products/covid-19/sars-cov-2-elisa/covid-overview/why-we-use-the-spike-protein?disclaimer=1
http://educacao.globo.com/biologia/
https://proec.ufabc.edu.br/epufabc/a-geometria-e-o-coronavirus/
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Profa. Silvia Prado
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A B
C
Figura A e B. Proteína S, proteína acoplada ao receptor. Fonte: UZUNIAN
(2020)
Figura C. Proteína S e seus constituintes. Fonte: LIMA et. al.(2020)
Figura 5. Mostra a entrada do vírus na célula, através da ligação com o receptor ACE2 e
interação com a protease transmembranar serina 2 (TMPRSS2). Fonte:
https://www.soundhealthandlastingwealth.com/health-news/androgen-deprivation-strategies-could
-help-mitigate-sars-cov-2-infection/ Acesso em: 30/01/2020.
Juliana Ehlert
➔ A figura A ilustra a proteína S encontrada no capsídeo viral
e a figura B mostra a ligação da proteína S com o receptor da
célula hospedeira, o ACE2, representado pela estruturaem
amarelo. Após a fusão dessas duas proteínas, ocorre a fusão
das membranas lipídicas – do vírus e da célula hospedeira,
sendo essa etapa de extrema importância para a invasão
celular e portanto um ponto de estudo relevante para
tratamento e combate ao coronavírus.
➔ A figura C ilustra as subunidades que constituem a
proteínas S: S1 e S2. A subunidade S1 contém o peptídeo
sinal (SP), domínio NT (reconhece o receptor) e domínio RBD
(impulsiona a fusão do envelope à célula). Já a subunidade S2
contém peptídeo de fusão (FP), outro de fusão (FP), outro de
fusão interno (IFP), domínio heptad repeat 1 (HR1), domínio
heptad repeat 2 (HR2), domínio transmembranar (TM).
A entrada na célula
➔ Assim como em outros coronavírus, no SARS-CoV-2 e enquanto em estado inativo, a subunidade S1 bloqueia os domínios FP, HR1 e
HR2 na subunidade S2.
➔ Entretanto, uma vez que ocorre a ligação ao receptor ACE2, ou seja, quando a proteína está em estado ativado (devido as proteases da
célula alvo), o domínio RBD da subunidade 1 é ligado ao receptor, causando a clivagem das subunidades da proteína S. Então, S2 altera
sua conformação inserindo FP (peptídeo de fusão) na membrana da célula alvo expondo o domínio HR1. Esse domínio então está livre
para interagir com o domínio HR2, que formam feixes de 6 hélices capazes de trazer o envelope viral para muito perto da membrana
celular, permitindo a fusão e consequente entrada viral.
➔ Com esse mecanismo, o SARS-CoV-2 mostrou uma capacidade superior de fusão com a membrana plasmática do hospedeiro em
comparação com o SARS-CoV-2.
➔ A protease mencionada, capaz de ativar a proteína S, é a protease transmembranar serina 2 (TMPRSS2) e é amplamente encontrada no
trato respiratório humano (contribuindo ainda mais com a infecção pulmonar). Por ter um papel importante na fusão viral, representa
um alvo interessante para estudo, já que um inibidor de TMPRSS2 poderia impedir a ativação da proteína S e consequentemente a
invasão celular.
Curiosidade
➔ Como o SARS-CoV-2 é altamente contagioso,
imagina-se que sua proteína S e o receptor ACE2
da célula hospedeira tivessem uma forte ligação.
Entretanto, apesar de apresentar ainda uma alta
afinidade de ligação, a sequência RBD utilizada
são diferentes das consideradas ideais nos
estudos de SARS-CoV-2 com a célula hospedeira.
➔ Isso pode sugerir que talvez haja outro método
utilizado pelo vírus, em conjunto com a formação
do complexo ligante- receptor, para invadir a
célula hospedeira.
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https://www.soundhealthandlastingwealth.com/health-news/androgen-deprivation-strategies-could-help-mitigate-sars-cov-2-infection/
https://www.soundhealthandlastingwealth.com/health-news/androgen-deprivation-strategies-could-help-mitigate-sars-cov-2-infection/
Resumo Ilustrado de Biofísica
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Profa. Silvia Prado
O Sistema Renal exerce diversas funções, tais como:
▪ Regulação do Balanço Hídrico (excreção de urina) e
Eletrolítico (balanço de íons Na+, K+, Mg+², Cl-, HCO³-, HPO42-)
▪ Regulação ácido-básica (excreção de radicais livres e
conservação de bases)
▪ Excreção de produtos metabólicos e químicos
▪ Regulação da hemodinâmica renal e sistêmica
▪ Produção hormonal
▪ Metabolismo ósseo de cálcio e fósforo
Para fazer sua função, o rim usa 3 processos bem delineados:
● Filtração Glomerular
● Reabsorção Tubular
● Secreção Tubular
➔ Os néfrons são as unidades filtradoras dos rins. São células com
segmentos tubulares, que possuem uma microcirculação própria. Cada
néfron é composto por uma rede de capilares paralelos, recobertos por
células epiteliais e envoltos na capsula de Bowman. No rim humano são
encontrados cerca de 1 milhão de néfrons.
➔ Os néfrons funcionam em 3 etapas básicas:
1.Filtração: transporte passivo, a membrana filtrante está sempre aberta,
permitindo a passagem das substâncias.
2.Reabsorção: Pode ser ativa ou passiva. Para que haja reabsorção, a
comporta R deve estar aberta.
3.Secreção: Pode ser ativa ou passiva. A comporta S deve estar aberta para
que haja secreção.
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Biofísica Renal
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Profa. Silvia Prado
BIBLIOGRAFIA: 
● Biofísica da função renal. Disponível em: < https://www.passeidireto.com/arquivo/37078994/biofisica-da-funcao-renal > Acesso em 19-01-2021 
● Biofisica Renal. Disponível em: 
<https://www.fcav.unesp.br/Home/departamentos/morfologia/ELISABETHCRISCUOLOURBINATI/materialdidatico/aula-9-biofisica-renal-vet-
2019.pdf> Acesso em 19-01-2020 às 18:39 h..
● Imagens ilustrativas retiradas do Google.
➔FILTRAÇÃO GLOMERULAR
▪ A membrana filtrante do glomérulo é permeável a
moléculas com massa de até 5000 daltons. Moléculas de
5000 a 7000 daltons passam em razão proporcionalmente
inversa a massa molecular, em quantidades extremamente
menores.
▪ As concentrações no filtrado e no plasma sanguíneo são
iguais, exceto na concentração de proteínas, que é 20%
maior no sangue que sai na artéria eferente.
➔ A quantidade de plasma filtrado por minuto é chamada de
RFG.
➔ Em um adulto, o RFG é de 125ml/min-1
➔ Ou seja, em 24 horas: RFG: 125ml/min-1 x 60min.h-1 x 24 =
180.000ml. 24h-1
➔ São 180 litros em um dia, 90 vezes mais que o volume de urina
excretado em 24h (cerca de 2L). Sendo assim, percebemos que
99% do filtrado é reabsorvido e apenas % é transformado em
urina.
➔ A reabsorção faz o controle do pH e da osmolaridade do meio interno
por meio do controle ativo da reabsorção de íons K+, Na+, Cl-, HCO3-- e secreção
de H+ ou NH4+ para o meio interno.
➔ Existe um Transporte Máximo de Reabsorção, mesmo um filtrado 100%
reabsorvido normalmente (como a glicose) é excretado, porque excede a
capacidade de reabsorção pelo rim. Isso ocorre em diabéticos, cuja urina é
adocicada devido a glicose excretada.
➔ Curiosidade: A diabetes na antiguidade era conhecida como a “doença do
açúcar” e o diagnóstico era feito através da prova da urina pelo médico.
➔ REABSORÇÃO TUBULAR: Responsável pelo retorno do filtrado, depende da
abertura da comporta R para substâncias selecionadas e podem ser reabsorvidas
completa ou parcialmente.
▪ Contracorrente de troca os vasos retos: Os vasos
retos são paralelos aos túbulos, o que faz o gradiente
de [] circular por eles, com concentração idêntica ao
líquido peritubular. O fluxo sanguíneo na mesma
direção e molaridade do fluido peritubular mantém o
gradiente de concentração. Nesse processo, parte do
NaCl é reabsorvido e retorna ao meio interno.
➔ EXCREÇÃO TUBULAR
▪ Atua na direção oposta da reabsorção. As substâncias são
transportadas do interior dos capilares para a luz do túbulo,
onde são excretadas na urina.
▪ As substâncias mais importantes da secreção são: íons
potássio, hidrogênio e amônia.
➔Mecanismo Contracorrente:
▪ Contracorrente Multiplicadora dos túbulos: O fluxo entra no
sistema com concentração de 300mOsm, e com a reabsorção
de Na+ e Cl- forma gradiente de [] no ramo descendente. A
urina se concentra pela ação do ADH e a concentração chega a
1200mOsm.
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https://www.passeidireto.com/arquivo/37078994/biofisica-da-funcao-renal
https://www.fcav.unesp.br/Home/departamentos/morfologia/ELISABETHCRISCUOLOURBINATI/materialdidatico/aula-9-biofisica-renal-vet-2019.pdf
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Profa. Silvia Prado
➔ A pressão sanguínea é a diferença do nível de energia entre os
setores que compõem o sistema circulatório sendo eles coração e
vasos sanguíneos.
▪ Coração: bombeia o sangue através de um sistema fechado de
tubos onde o sangue é transportado por todo o organismo saindo
do coração e retornando a ele.
▪ Vasos sanguíneos: estruturas tubulares por onde o sangue circula.
São compostos principalmente de artérias (que carregam o
sangue para longe do coração) veias (levam o sangue de voltapara o coração) e capilares (permitem a troca de substâncias com
os outros tecidos do organismo).
➔ Ao circular no organismo o sangue exerce uma pressão contra as
paredes dos vasos sanguíneos.
➔ No organismo humano a aorta e as artérias possuem as maiores
pressões.
➔ A unidade utilizada para medir a pressão sanguínea é mmHg.
➔ O fluxo sanguíneo é a quantidade de sangue que passa por um
determinado ponto na circulação em um certo período.
➔ Em um adulto em repouso o fluxo sanguíneo é equivalente a
5000mL/min.
➔ O sangue flui através de um gradiente de pressão no qual a
pressão diminui com a distância.
➔A Lei de Pouiselle descreve a relação entre os fatores que
afetam o fluxo de um fluído por sistemas condutores (vasos
sanguíneos):
➔ Q é o fluxo volumétrico pelo tubo; P é a queda de pressão
que ocorre pela extensão do tubo; L é o comprimento do
tubo; r é o raio do tubo; n é a viscosidade do fluido
▪ “o fluxo é diretamente proporcional à diferença de
pressão inicial e final num segmento da artéria e à quarta
potência do raio do vaso sanguíneo e inversamente
proporcional ao comprimento do segmento da artéria e à
viscosidade do sangue”.
➔Existem dois tipos de fluxo:
▪ Laminar: onde o sangue flui de forma estável
▪ Turbulento: Causado pela elevação da intensidade do
fluxo, obstruções no vaso, ou passagem do sangue por um
ângulo estreito.
Leticia Mara C. Antqueves
Manutenção da Pressão Sanguínea
➔ Fatores que podem contribuir para a resistência ao fluxo
sanguíneo dentro de um vaso:
▪ Viscosidade;
▪ Diminuição do raio do tubo
▪ Comprimento do vaso
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Profa. Silvia Prado
Resumo Ilustrado de Biofísica
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Profa. Silvia Prado
BIBLIOGRAFIA: 
● SILVERTHORN, D. U. Fisiologia humana: uma abordagem integrada. 7 ª Edição, 2010. Ed. Artmed Cap 3 páginas 435-477.
● DELATORRE, P. Biofísica para Ciências Biológicas. 2015. Ed. UFPB. Cap 5 páginas 85-94
● PRADO, S. R. T. Infarto mata! mas... O que é mesmo infarto? in: PRADO, S. R. T. Biofísica nas férias. 2019 (E-book). Páginas 62-63
● ANTQUEVES, L. Qual é a relação entre pressão arterial e o sal? in: PRADO, S. T. Biofísica nas férias. 2019 (E-book). Páginas 34-35.
● Imagem 1: MOORE, K.L; DALLEY, A. F; AGUR, A. M. R. Anatomia Orientada para Clínica. 7ª edição. 2017. Ed. Guanabara Koogan. 
● Imagem 2: SILVERTHORN, D. U. Fisiologia humana: uma abordagem integrada. 7 ª Edição, 2010. Ed. Artmed Cap 3 página 482.
➔ Outro exemplo de como a pressão sanguínea funciona no
corpo humano é a pressão arterial, neste caso a pressão do
sangue será exercida contra a parede da artéria.
➔ Para que isso aconteça é necessário que ocorra o ciclo
cardíaco ou seja o inicio de um batimento cardíaco até o
próximo, no qual há a contração e relaxamento do músculo
cardíaco e fluxo de sangue onde serão geradas duas
pressões diferentes sendo elas:
▪ Pressão sistólica: É a maior pressão, é atingida quando o
sangue é ejetado a partir do coração.
▪ Pressão diastólica: É a menor pressão, alcançada quando
os ventrículos estão relaxados.
➔ Quanto mais sangue for bombeado maior será o valor da
pressão arterial.
➔ A pressão arterial é obtida através de um medidor
chamado esfigmomanômetro que nos da os resultados em
mmHg. Os valores considerados normais são 120/80 mmHg.
➔ Curiosidade: Qual é a relação entre pressão arterial e o sal?
➔ A ingestão de sal (cloreto de sódio) em excesso aumenta o
volume de sangue que circula em nosso organismo e por
consequência há um aumento na pressão arterial. Isso ocorre
devido a osmose processo em que a água passa de um meio de
menor concentração de soluto para um meio de maior
concentração de soluto.
➔ O sal é acumulado no sangue e no fluído extracelular e faz com
que as moléculas de água se movam para o interior dos vasos.
Como o organismo precisa manter em equilíbrio as
concentrações de água e sal ele retém a água.
➔ O elevado fluxo de sangue também faz com que ocorra a
contração dos vasos sanguíneos para restabelecer o fluxo
sanguíneo normal, aumentado a pressão do sangue contra as
paredes do vaso sanguíneo.
➔ Ou seja: a relação entre a pressão arterial e o sal se dá através
da osmose, que faz com que aumente o volume de sangue nas
artérias fazendo com que os vasos sofram maior pressão.
Leticia Mara C. Antqueves
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Profa. Silvia Prado
Resumo Ilustrado de Biofísica
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Profa. Silvia Prado
Transporte de Gases
➔ Neste resumo, será abordado o transporte dos gases mais
relevantes para a fisiologia humana, os gases respiratórios: o
oxigênio (O2) e o dióxido de carbono (CO2). A troca de gases
ocorre por meio do processo fisiológico da respiração
pulmonar. Este processo tem como função transportar o
oxigênio às células, para possibilitar a respiração aeróbica e a
produção de energia em forma de ATP, e eliminar o CO2 do
organismo, para evitar a acidose sanguínea.
➔ Os seres humanos, assim como diversos outros animais,
possuem um órgão especializado para realizar a respiração, o
pulmão. Este órgão é responsável por viabilizar a troca de
gases com a atmosfera.
➔ O ar presente na atmosfera não é composto somente por
oxigênio e gás carbônico, mas além desse dois gases também
é composto por N2 e vapor d’água, sendo caracterizado como
uma mistura de gases.
➔ Segundo a Lei de Dalton, a pressão total exercida por uma
mistura de gases é a soma das pressões parciais dos gases
que a compõem.
➔ Na respiração, as pressões parciais exercidas pelo O2 e pelo
CO2 são mais importantes que a pressão total exercida pelo
ar. Essas pressões parciais podem ser determinada a partir da
abundância relativa de cada gás na mistura.
Assim como nos vasos sanguíneo, que compõem o
sistema circulatório, as vias aéreas, pertencentes
ao sistema respiratório, respeitam a Lei de
Poiseuille. Essa lei determina a resistência ao
fluxo de fluidos, influenciada pelo comprimento
do sistema (que no caso do respiratório, é
constante), a viscosidade do fluido (o ar é
bastante constante, apesar da umidade por
alterar um pouco esse fator, porém é
desprezível) e o raio dos tubos no sistema.
➔ Com o movimento torácico da inspiração, o ar entra pela vias
aéreas e se direciona até os alvéolos. Essas estruturas são
revestidas por líquido e podem ser comparadas a bolhas
esféricas, apesar de não serem esferas perfeitas.
➔ O líquido que envolve os alvéolos, gera uma tensão superficial,
a qual cria uma pressão no interior deles.
➔ Essa pressão pode ser explicada pela Lei de LaPlace, que
determina que a tensão superficial do líquido e o raio da bolha
influenciam essa pressão.
➔ No sistema respiratório, essa tensão superficial cria um
problema, que é solucionada através da produção de
surfactantes. No caso de dois alvéolos de tamanhos diferentes, a
pressão no interior do alvéolo menor é maior do que no alvéolo
maior.
➔ Para evitar que a pressão seja maior no interior dos alvéolos
menores, são secretados surfactantes, que reduzem a tensão
superficial, e esses são mais concentrados nos alvéolos menores.
➔ Uma vez que os gases atingem os alvéolos, eles devem se
difundir para o plasma sanguíneo, para que possam ser
transportadospelo sistema circulatório e chegar nos tecidos.
➔ A difusão dos gases respiratórios através das membranas
obedece a Lei de Fick, que estipula que a velocidade da difusão é
diretamente proporcional à área da membrana e ao gradiente de
pressão parcial, porém é inversamente proporcional à espessura
da membrana.
➔ O fluxo de gases nas vias aéreas é comparável ao fluxo de sangue no sistema
circulatório, pois ambos são fluidos. Assim como soluções, os gases se movem a
favor de um gradiente, mas ao invés de ser um gradiente de concentração, é um
gradiente de pressão.
➔ O fluxo de ar move-se das porções de maior pressão para as de menor, as quais
são criadas alternadamente pelos movimentos de inspiração e expiração, que
alteram o volume do gás no meio.
➔ A lei que explicaessas relações de pressão e volume, é a Lei de Boyle. Segundo
essa lei, se o volume do gás é ampliado, a pressão diminui, e vice-versa.
➔ No contexto da respiração, quando o volume torácico aumenta, a pressão
diminui, fazendo com que o ar entre nas vias respiratórias. Em contraposição,
quando o volume do tórax é reduzido, a pressão alveolar aumenta, expulsando o
ar do sistema respiratório. Esse movimento é denominado fluxo de massa, uma
vez que toda a mistura se move em conjunto.
Lei de 
Dalton
Lei de 
Boyle
Lei de 
LaPlace
Lei de Fick
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Alessandra Mikich
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Resumo Ilustrado de Biofísica
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Profa. Silvia Prado
BIBLIOGRAFIA: 
SILVERTHORN, D. Fisiologia humana: Uma Abordagem Integrada, 7 ed. Artmed, 2017.
WEST, J. B. Fisiologia Respiratória, 6 ed. Barueri: Manole, 2002.
IMAGENS: Leis de Dalton, Boyle e LaPlace; Resumo das trocas gasosas - SILVERTHORN, D. Fisiologia humana: Uma Abordagem Integrada, 7 ed. Artmed, 2017.
Lei de Fick: https://fisiologiauff.wordpress.com/2016/04/12/questoes-para-fixacao-de-mecanica-ventilatoria-transporte-e-difusao-de-gases/ 
Esquema trocas gasosas: https://docplayer.com.br/9080892-Transporte-de-gases-no-sangue-departamento-de-bioquimica-e-biologia-molecular-setor-de-ciencias-biologicas.html
Mecanismo básico das trocas gasosas: Anteriormente,
foi visto que os gases se movem a favor do gradiente
de pressão parcial. Durante a respiração, o oxigênio,
move-se dos alvéolos para os capilares, onde o
sangue arterial o leva em direção aos tecidos. O
oxigênio entra nas células, onde é empregado na
fosforilação oxidativa. Durante o metabolismo celular,
há uma produção elevada de CO2, gerando um
gradiente de pressão parcial de dióxido de carbono
inverso ao do oxigênio. Portanto, esse gradiente faz
com que o CO2 saia das células e seja transportado
pelo sangue venoso nos capilares em direção aos
alvéolos.
Transporte do Dióxido de
Carbono
▪ Dissolvido no plasma
sanguíneo
▪ Na forma de Bicarbonato
▪ Combinado com compostos
de carbamino na hemoglobina
Transporte do Oxigênio
▪ Dissolvido no plasma
sanguíneo
▪ Combinado com a
hemoglobina dos eritrócitos
Resumo das trocas gasosas
Transporte de O2 pela
hemoglobina: Uma vez no
plasma sanguíneo, o oxigênio
começa a se combinar com as
moléculas de hemoglobina do
sangue. Essa ligação obedece à
Lei de Ação das Massas, ou seja,
quando a concentração de O2
aumenta, a quantidade de O2
que se liga à hemoglobina
aumenta junto. Essa ligação é
reversível, possibilitando a
dissociação do O2 à hemoglobina
quando a concentração de
oxigênio diminui. A quantidade
de O2 que se liga a proteína
depende da pressão parcial do
gás no plasma e o número de
sítios de ligação livres nas
hemoglobina.
Transporte de gases no plasma:
Uma vez que qualquer um dos
gases se difunde para os
capilares, ele é dissolvido no
plasma sanguíneo. Onde ele
obedece a Lei de Henry, que dita
que a solubilidade do gás, a uma
dada temperatura, é
diretamente proporcional à
pressão parcial e a sua constante
de solubilidade no líquido.
Embora o transporte de gases no
plasma seja importante, ele é
incapaz de lidar com a demandar
do organismo.
Transporte de CO2 na forma de
Bicarbonato: A maior parte do CO2
presente no sangue venoso é
transportado como bicarbonato
(HCO3) dissolvido no plasma. Essa
reação também é reversível e
obedece à Lei de Ação das Massas. A
conversão do CO2 e H2O a H+ e HCO3
continua até atingir o equilíbrio. A fim
de evitar que esse equilíbrio seja
atingido, a concentração do
bicarbonato é mantida baixa, através
da sua remoção do citoplasma. Com a
movimentação do CO2 do plasma aos
eritrócitos, é possível que uma
quantidade ainda maior de CO2 se
difunda das células para os capilares.
Fatores que afetam a ligação do O2 à Hemoglobina: A diminuição do pH e o aumento da temperatura, fatores que mudam a conformação
da hemoglobina, diminuem a sua afinidade pelo O2, deslocando a curva de saturação HbO2 para a direita, favorecendo a ligação. Além
disso, o composto 2,3-bifosfoglicerato, produzido quando os níveis de oxigênio estão baixos, diminui a afinidade da HbO2.
Transporte do CO2 pelos compostos
carbaminos: O restante do CO2
existente no sangue venoso é
transportado pela hemoglobina,
ligado aos grupamentos amino.
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Alessandra Mikich
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Profa. Silvia Prado
Se você já subiu uma ladeira ou uma montanha, deve ter sentido
os efeitos da aclimatação. Diferentes altitudes possuem diferentes
pressões atmosféricas, então quanto mais perto estiver do mar,
maior será a pressão atmosférica e quanto mais perto do céu,
menor será essa pressão.
O ar atmosférico é composto por cerca de 21% de
oxigênio, se a pressão atmosférica diminui isso significa que a
disponibilidade de oxigênio também.
Essa baixa disponibilidade é
responsável por diversas adaptações
fisiológicas do nosso organismo para
sobreviver a condições adversas, essa
adaptação é conhecida como
aclimatação.
Figura 1. Fonte: Kirill Skorobogatko.
Figura 2. Ilustração demonstrando as diferentes pressões atmosféricas 
e disponibilidade de oxigênio em alta e baixa altitude.
➔ A baixa disponibilidade de oxigênio no ambiente resulta em uma baixa absorção de
oxigênio pelos organismos, essa falta de oxigênio é conhecida como hipóxia.
➔ A hipóxia afeta a distribuição de O2 para os tecidos, aumentando a frequência
cardíaca, causando hiperventilação e consequentemente cansaço. Essa falta de O2 na
corrente sanguínea é perceptível ao organismo através de quimiorreceptores periféricos
que acionam respostas fisiológicas aumentando a pressão alveolar e a frequência
respiratória. Com esse aumento de inspiração e expiração, a liberação de CO2 cresce,
diminuindo na corrente sanguínea e ocasionando em uma alcalose, um desequilíbrio
ácido-base. Essa alcalose aumenta a fixação da hemoglobina com o oxigênio mas pode
acarretar em diversas disfunções de proteínas e enzimas, por isso o corpo passa a
produzir e levar até a corrente sanguínea bicarbonato, através dos rins, ocasionando em
tamponamento dessa alcalose.
➔ O ar em altas altitudes também é seco, o que faz com que a perda de água para o
ambiente se torne maior, essa perda de água resulta em perda no sangue, que fica mais
viscoso e mais pesado, com o peso maior o coração precisa trabalhar com mais força
para bombeá-lo até os tecidos, aumentando assim consequentemente a frequência
cardíaca, esse aumento na viscosidade do sangue pode levar a um edema pulmonar, já
que essa maior pressão no capilar pulmonar pode causar em um acúmulo do líquido
intersticial. Além do bicarbonato, os rins também são responsáveis durante a fase de
hipóxia pela produção eritropoetina, hormônio responsável pela produção de glóbulos
vermelhos que tem como parte de seu conteúdo uma proteína conhecida como
hemoglobina, onde o oxigênio se fixa para ser transportado, o aumento de hemoglobina
no sangue acarreta em maior fixação de O2.
A doença da altitude
➔ Conhecida como MAM (Mal Agudo da
Montanha), é uma patologia
clinicamente conhecida, a exposição a
altas altitudes por cerca de 4 a 8 horas
sem a aclimatação necessária do
organismo pode ocasionar em sintomas
como dores de cabeça, náuseas,
anorexia, insônia, fadiga, edema
pulmonar e possivelmente a morte.
➔ Para amenizar os efeitos do mal
agudo da montanha, é necessário que
se escale grandes altitudes mais
devagar no inicio, para que o corpo
consiga se aclimatar, se hidratar antes
(beba cerca de 3 litros de água por dia),
e aumentar sua ingestão de
carboidratos.
Karen Alves de Oliveira
Efeito da Altitude no Transporte de Gases
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Profa. Silvia Prado
BIBLIOGRAFIA: 
● Imagens ilustrativas retiradas do Shutterstock. Disponível em: https://www.shutterstock.com/pt/.Acesso em: 01 de fev, 2021.
● MAGALHÃES, J.; DUARTE, J.; ASCENSÃO, A.; OLIVEIRA, J.; SOARES, J. O desafio da altitude. Uma perspectiva fisiológica. Revista
Portuguesa de Ciências do Desporto, [S. l.], v. 2, n. 4, p. 81-91, 2002.
● MARTIN, D. S. et al. Xtreme Everest 2: unlocking the secrets od the Sherpa phenotype?. Extreme Physiology & Medicine, [S. l.], v. 2, n. 30, 
p. 2-4, 2013.
● TARABORELLI, M.; CARNEVALI, L. C.; LIMA, W. P.; ZANUTTO, R. Alterações Cardiorrespiratórias Decorrentes do Treinamento em Grandes 
Altitudes. Revista Corpoconsciência, Santo André, v. 14, n. 2, p. 6-19, dez. 2010.
Os habitantes do Himalaia
➔ A cordilheira do Himalaia é o conjunto de montanhas com os picos mais altos do mundo, localizada em países como a China, Butão,
Nepal e Índia, possui o monte Everest com cerca de 8.848 metros de altura.
➔ Pensando sobre aclimatação, subir o Himalaia não será uma tarefa fácil, o ar muito mais rarefeito nos levará a desencadear diversos
mecanismos fisiológicos para sobrevivermos a essa jornada, se isso já é difícil, imagine habitar essas montanhas.
➔ Conhecidos como Sherpas, os habitantes do Himalaia são um grupo étnico que sobrevivem nas adversidades dessa cordilheira,
trabalhando também com agricultura e criação de animais, sua principal fonte de renda está fora do convencional, isso porque eles
trabalham carregando a bagagem dos alpinistas e montanhista que decidiram se aventurar no topo do Everest. Mas se escalar o Everest é
complicado, como eles conseguem habitá-lo e ainda carregar peso montanha acima?
➔ Isso acontece devido as adaptações que foram surgindo durante as gerações de Sherpas
que viveram nas montanhas, adaptações relatadas pela médica Denny Levett que observou
as diferenças desse grupo com as de pessoas que vivem ao nível do mar. Extremamente
resistentes a situação de hipoxemia, os Sherpas não possuem um aumento na quantidade
de hemácias presente em seus organismos, o que surpreende, sua resistência está relacio-
nada com a circulação corporal periférica que é mais eficiente, língua mais vascularizada, o
metabolismo do óxido nítrico que é responsável pela vasodilatação e maior fluxo sanguíneo
nos pulmões, e as mitocôndrias com maior eficiência e utilizando menos oxigênio.
Passando longe da aclimatação aguda, são milhares de anos de adaptações que
favoreceram a vida desses Tibetanos no lugar mais alto da Terra.
Figura 3. Um senhor Sherpa carregando bagagens.
Karen Alves de Oliveira
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https://www.shutterstock.com/pt/
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➔ Começando nos primeiros relatos vindos da China do surgimento de um tipo desconhecido de pneumonia, passando pelo
conhecimento da COVID-19, uma doença infecciosa causada pelo novo coronavírus, o mundo passa por desafios para conter o avanço e
entender o tratamento. Alguns dos sintomas mais comuns são tosse, febre e congestão nasal, geralmente a infecção se manifesta como
um resfriado comum; já os sintomas mais severos incluem pneumonia grave. Tais sintomas estão associados à síndrome respiratória
aguda grave 2 (SARS-CoV-2).
➔ Coronaviridae compreende uma família com pelo menos sete causadores de doenças respiratórias em humanos. Os coronavírus
possuem a capacidade de infectar quase todos os grupos de animais, o SARS-CoV-2 já é o terceiro da família a passar a barreira entre
espécies e contaminando humanos.
Coronavírus e o Transporte de Oxigênio
➔ Todo o genoma do Sars-CoV-2 se encontra em uma fita única
de ácido ribonucleico. Algumas proteínas presentes na
superfície do novo coronavírus funcionam como “facilitadores”
do seu ingresso nas células hospedeiras, outras proteínas têm
relação com sua patogenia.
➔Como já sabemos, os coronavírus têm a capacidade de causar
infecções respiratórias em alguns animais e humanos.
Normalmente tal infecção é de intensidade leve a moderada,
mas em alguns casos o coronavírus pode causar doenças graves,
como a Síndrome Respiratória Aguda Grave (SRAG) (SARS, do
inglês Severe Acute Respiratory Syndrome).
➔Mesmo que o pulmão seja um dos órgão
alvo do vírus, o mecanismo de hipóxia
(ausência de oxigênio suficiente nos
tecidos para o organismo ser capaz de
manter as funções corporais normais), é
sistêmico e assim, outros órgãos sofrem
tanto com a falta de oxigênio quanto com a
desregulação dos mecanismos de controle
da inflamação.
➔ Os coronavírus podem chegar a ativar
resposta imune desregulada e excessiva, a
qual pode condicionar o desenvolvimento
de SRAG. Análises feitas em pacientes com
COVID-19 com complicações por SRAG
apontaram hiperventilação de células T
efetoras bem como altas taxas de grânulos
citotóxicos. O perfil imunológico de
pacientes críticos com COVID-19 indicam
hiperventilação da via imune celular como
mediadora da insuficiência respiratória, do
choque e também da falência múltipla de
órgãos. Fonte: https://saude.abril.com.br/medicina/coronavirus-muito-alem-dos-pulmoes/
➔ Uma proteína estrutural do vírus possui a capacidade de deslocar o ferro presente na
hemoglobina, diminuindo a capacidade de transporte de oxigênio e possibilitando a
falta de oxigenação do sangue.
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Andressa Thais dos SantosAndressa Thais dos Santos
Andressa Thais dos Santos
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Profa. Silvia Prado
Resumo Ilustrado de Biofísica
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Profa. Silvia Prado
BIBLIOGRAFIA: 
● SILVERTHORN, D. U. Fisiologia humana: uma abordagem integrada. 7 ª Edição, 2010. Ed. Artmed Cap 3 páginas 435-477.
● DELATORRE, P. Biofísica para Ciências Biológicas. 2015. Ed. UFPB. Cap 5 páginas 85-94
● PRADO, S. R. T. Infarto mata! mas... O que é mesmo infarto? in: PRADO, S. R. T. Biofísica nas férias. 2019 (E-book). Páginas 62-63
● ANTQUEVES, L. Qual é a relação entre pressão arterial e o sal? in: PRADO, S. T. Biofísica nas férias. 2019 (E-book). Páginas 34-35.
● Imagem 1: MOORE, K.L; DALLEY, A. F; AGUR, A. M. R. Anatomia Orientada para Clínica. 7ª edição. 2017. Ed. Guanabara Koogan. 
● Imagem 2: SILVERTHORN, D. U. Fisiologia humana: uma abordagem integrada. 7 ª Edição, 2010. Ed. Artmed Cap 3 página 482.
➔ Após a infecção com o novo coronavírus, caso o sistema
imune não consiga interromper o vírus, este avança através
do trato respiratório até chegar aos alvéolos pulmonares.
Ali, acontece a migração de leucócitos pela ação das
citocinas, ocasionando a interrupção das trocas gasosas,
levando a pneumonia. A respiração se torna mais dificultada
e os níveis de oxigenação despencam. Em função disso, a
saturação de oxigênio começa a cair, ocasionando a falta de
oxigenação sanguínea.
➔ Em condições normais, a saturação normal fica entre 95% e
99%, quando acontece da pessoa não conseguir respirar,
esse índice começa a cair. Quando o paciente possui um
quadro grave de COVID-19, este desenvolve insuficiência
respiratória aguda hipoxemica e pneumonia.
Fonte: https://saude.abril.com.br/medicina/coronavirus-muito-
alem-dos-pulmoes/
➔ O coronavírus provoca a exsudação de líquido, o
qual causa aumento da permeabilidade entre os
capilares e os alvéolos.
➔ Esse sistema leva à resposta inflamatória local,
contando com a presença de plaquetas,
leucócitos e fibrina - a qual contribui para a
subsequente fibrose alveolar.
➔ A Sars-CoV-2 resulta numa resposta inflamatória
excessiva, dificultando a troca gasosa de oxigênio
e gás carbônico. Nesse momento acontecem a
dispneia e a baixa saturação do O2 sanguíneo.
Com a progressão da insuficiência respiratória,
existem consequências como a insuficiência
cardíaca, ocorrendo decorrente da sobrecarga
cardíaca.
➔ Ademais, outras complicações incluem:
insuficiência respiratória, lesão hepática, lesão
miocárdica aguda, lesão aguda renal, choque
séptico e até falência de múltiplos órgãos.
Fonte: https://saude.abril.com.br/medicina/coronavirus-muito-alem-dos-pulmoes/
➔ Qrcode para o 
vídeo de como o 
coronavírus age 
no corpo 
humano.
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Andressa Thais dosSantos
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Profa. Silvia Prado
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Profa. Silvia Prado
➔ Ionizaçãoda água e de ácidos e bases fracas:
▪ Através da constante de equilíbrio podemos descrever a ionização da
água, por ela ser uma reação reversível.
▪ Quando dissolvemos ácidos fracos na água, eles contribuem com um
H+ por ionização, bases fracas consomem um H+ se tornando
protonadas;
▪ Utilizamos a água por ela ser um solvente universal;
▪ Pela ionização reversível ser crucial para o papel da água na função
celular, se faz necessário meios de expressar a extensão da ionização da
água em termos quantitativos;
▪ A escala de Íons de hidrogênio é feita através do pH.
➔ O termo pH significa potencial de hidrogênio(H+) e hidroxila(OH) , desse modo indicando suas concentrações.
➔ As concentrações na realidade são expressas em potencia de 10, porém utilizando escala logarítmica negativa, é possível
expressar seus valores em números positivos, indo de 0 a 14.
➔ Indicando assim a acidez ou alcalinidade de uma solução em comparação com água, as soluções cujo pH está entre 0 e 7
são ditas ácidas, as que tem o pH entre 7 e 14 são ditas básicasou alcalinas.
➔ Ácido e base
▪ O hidrogênio no organismo varia de acordo com as substâncias que disputam o
hidrogênio entre si. As que capitam e as que cedem hidrogênio , as
substâncias que tendem a ceder hidrogênio em uma solução, são chamadas
de ácidos, enquanto as substâncias que tendem a captar o hidrogênio nas
soluções, são as bases.
Henrique da Silva
Gonçalves
Regulação Ácido-Base
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Profa. Silvia Prado
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Profa. Silvia Prado
BIBLIOGRAFIA:
● Regulação ácido- base. Disponível em: <http://homepage.ufp.pt/pedros/bq/Enzimas.htm> Acesso em 28-01-2021 às 14:15 h.
● Regulação ácido - base. Disponível em: <https://www.msdmanuals.com/pt/profissional/.> Acesso em 29-01-2021 às 12:05 h.
● LEHNINGER, T. M., NELSON, D. L. & COX, M. M. Princípios de Bioquímica. 6ª Edição, 2014. Ed. Artmed Cap 2.2 e 2.3 páginas 58-69.
● AMARAL, R.V.G. – Alterações do Equilíbrio ÁcidoBase em Circulação Extracorpórea. In Circulação Extracorpórea. Temas Básicos. São Paulo, 1985.
● Imagem ilustrativa retirada do Google. Disponível em : < https://images.educamaisbrasil.com.br/content/banco_de_imagens/guia-de-estudo/D/limao-
acidos-e-bases-quimica.jpg> Acesso em 29-01-2021 ás 13:15h
● Imagem ilustrativa retirada do Google. Disponível em : < https://beduka.com/blog/wp-content/uploads/2019/11/Escala-de-pH.jpg > Acesso em 30-01-2021 
ás 12:00
● Imagem ilustrativas retirada do Google. Disponível em : https://images.educamaisbrasil.com.br/content/banco_de_imagens/guia-de-estudo/D/equilibrio-
quimico-constante.jpg > Acesso em 29-01-2021 ás 14:32h
● Imagem dos mecanismos fisiológicos. Fonte: RAWN,D: Bioquímica. 2ªEd., Editora McGraw Hill, Madrid,1991.
● Imagem ilustrativa retirada do Google. Disponível em : < https://multisaude.com.br/wp-content/uploads/2014/11/sistema-tampao-equilibrio-
metabolico.png > Acesso em 29-01-2021 ás 17:30h
➔ No organismo os principais sistemastampões que atuam são:
▪ O sistema bicarbonato/ácido carbônico
▪ Sistema fosfatomonoácido/ fosfatodiacido
▪ Sistema proteínas ácidas/ proteínas básicas
▪ Sistema hemoglobina/oxihemoglobina
➔ Com os processos metabólicos, há diversas concentrações de íons
hidrogênio (H+) que são liberadas nos espaços, intra celulares, extra
celulares e no sangue. Com isso, é de extrema importância que o
organismo tenha uma fisiologia preparada para fazer essa regulação.
▪ Mesmo com constantes substâncias principalmente ácidas, sendo jogadas na
corrente sanguínea, nos espaços intercelulares, e dentro das próprias células. Os
fluidos continuam tendo seu pH quase inalterados;
➔ Pares de substancias que reagem com ácidos e bases são denominados de sistema tampão
▪ O sistema tampão é um mecanismoregulador,que dificulta a alteração do pH com a adição de um ácido ou uma base;
▪ O Sistema tampão é composto por um ácido fraco e sua base conjugada, sendo o ácido o doador de prótons e a base o receptor.;
▪ O sistema tampão também contém um limite no qual consegue atuar e fazer o equilíbrio entre os ácidos e as bases, enquanto
consegueregular corretamente o sistema está em sua zona de tamponamento.
➔ Quando adicionamos um ácido ou
uma base na água, alteramos seu pH, da
mesma forma acontece com o plasma
sanguíneo, por exemplo.
▪ Quando há essa alteração no sangue,
necessita-se de mecanismos químicos e
fisiológicos para que haja um equilíbrio;
▪ Os mecanismos químicos são dados por
substâncias capazes de reagir tantos com
ácidos quanto com bases;
▪ Os mecanismos fisiológicos são exercidos pelos
rins e pulmões.
Henrique da Silva
Gonçalves
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http://homepage.ufp.pt/pedros/bq/Enzimas.htm
http://www.msdmanuals.com/pt/profissional/
https://images.educamaisbrasil.com.br/content/banco_de_imagens/guia-de-estudo/D/limao-acidos-e-bases-quimica.jpg
https://beduka.com/blog/wp-content/uploads/2019/11/Escala-de-pH.jpg
https://images.educamaisbrasil.com.br/content/banco_de_imagens/guia-de-estudo/D/equilibrio-quimico-constante.jpg
https://multisaude.com.br/wp-content/uploads/2014/11/sistema-tampao-equilibrio-metabolico.png
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Profa. Silvia Prado
➔ A água é um componente essencial para os seres vivos. Um ser
humano adulto tem 60% do corpo composto por água.
➔ Todos os componentes celulares se encontram em soluções
aquosas. Portanto, fenômenos químicos como, a autoionização
da água e o pH são de extrema importância para as dinâmicas
biológicas.
▪ A autoionização da água é o fenômeno o qual as moléculas de
água são dissociadas fornecendo íons de hidrogênio (H+) e
íons de hidróxido (OH-).
➔ A autoionização da água está relacionada ao potencial de
hidrogênio (pH) das soluções, que por sua vez, é referente a
concentração de íons de hidrogênio na mesma.
▪ Soluções com alta concentração de H+ são consideradas
ácidas e soluções com baixa concentração de H+ são
básicas (alcalinas).
➔ Associamos a concentração de íons H+ ao pH, que é
calculado pela seguinte expressão:
pH= -log10[H+]
▪ O sangue no corpo humano tem pH ≅ 7.40 sendo
levemente básico, pH acima de 7.70 ou abaixo de 7.00 não
são compatíveis com a vida.
➔ Sistemas tampões são muito eficientes para regulação do pH e são
formados por um ácido fraco (doador) e sua base conjugada (aceptor) e
quando a concentração do doador é igual ao do aceptor o sistema atinge o
máximo de tamponamento.
▪ Esses sistemas conferem a primeira linha de defesa quanto às mudanças
de pH.
▪ O sistema fosfato e o bicarbonato são tampões biológicos de extrema
importância e eficiência.
➔ Embora a manutenção do pH mais básico seja extremamente importante
para a compatibilidade da vida, estamos constantemente acidificando nosso
corpo. Muitos produtos do metabolismo são compostos ácidos.
➔ A acidose respiratória ocorre a partir do
acúmulo de CO2 no organismo que junto da
água formam o ácido carbônico, este por sua
vez se dissocia em H+ e HCO3-. O H+
dissociado diminui o pH do sangue e
contribuindo para a acidez.
▪ A hipoventilação contribui para a acidose
respiratória (↓pH).
▪ A hiperventilação contribui para a alcalose
respiratória (↑pH).
➔ A regulação do pH é essencial para a manutenção de biomoléculas em seu
estado otimizado.
➔ As atividades enzimáticas são evolutivamente relacionadas a faixas de pH
entre 7.35 a 7.45 para uma ótima atividade catalíticas.
▪ Os efeitos das alterações nessas faixas promovem desconformidade nas
reações que são catalisadas por essas enzimas.
Fonte: Silverthorn (2017), p. 45.
Fonte: Slideshare - Matheus Egídio
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Luana Meister
Efeito do pH nas Biomoléculas
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Profa. Silvia Prado
Resumo Ilustrado de Biofísica
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Profa. Silvia PradoBIBLIOGRAFIA: 
● SILVA, S.N., SILVA, R.R.C. Bioquímica. EDUFRP, 2010. Disponível em: <http://pronatec.ifpr.edu.br/wp-content/uploads/2013/06/Bioquimica.pdf> 
Acesso em 27-01-2021 às 13:30 h.
● LEHNINGER, T. M., NELSON, D. L. & COX, M. M. Princípios de Bioquímica. 6ª Edição, 2014. Ed. Artmed Cap 6.3 páginas 58-69.
● SILVERTHORN, D. U. Fisiologia Humana. 7ª Edição, 2014. Ed Artmed Cap. 1.2 páginas 41-49.
➔ Algumas enzimas têm seu estado ótimo de funcionamento em
pH diferentes de acordo com o tecido e a função.
▪ Enzimas digestivas como a Pepsina presente no suco gástrico,
são eficientes em pH ácido≅ 1.5.
▪ A Fosfatase alcalina do tecido ósseo funciona em ótima forma
em pH ≅ 8.
▪ A Tripsina presente no intestino delgado tem ótima atividade
em pH neutro, característica do lúmen do intestino delgado
que também tem pH neutro.
➔ A diabetes melito quando não tratada tem a captação de
glicose para os tecidos impossibilitada, acarretando no
armazenamento de ácidos graxos.
▪ Acumula o ácido acético e o ácido β-carboxílico no plasma
sanguíneo, que quando dissociados causam acidose no
plasma sanguíneo.
▪ Os efeitos dessa alteração de forma grave promovem os
sintomas da doença como, dor de cabeça, vômitos,
convulsões e sintomas mais graves podem levar ao coma,
pois a redução do pH é danosa à ação enzimática.
➔ A acidose causada pelo jejum promove o uso dos ácidos graxos
estocados para geração de ATP.
➔ Esforço físico em excesso causa acúmulo de ácido lático
temporariamente no sangue.
➔ Doenças pulmonares causam a redução da disponibilidade de
CO2, causando oxidação nos tecidos e acumulando H2CO3.
➔ Deficiências renais reduzem a capacidade de regulação dos níveis
de bicarbonato, afetando sistemas de tamponamento.
➔ Os íons de hidrogênio que ficam livres nas soluções biológicas
podem estar presentes em ligações químicas, como ligações de
hidrogênio e forças de van der Waals. Da mesma forma, podem
romper ligações não covalentes.
▪ Essas alterações têm potencial para mudar a conformação de
biomoléculas.
➔ Condições de saúde podem afetar a regulação do pH,
causando alcalose ou acidose.
➔ Pequenas variações de pH são suficientes para causar danos
fisiológicos e até levar à morte.
➔ A manutenção do pH citosólico promove a funcionalidade
das biomoléculas.
➔ A regulação dos fluidos extracelulares também é necessária
para a realização de funções básicas nos componentes
biológicos.
➔ As dinâmicas de tamponamento são essenciais para mitigar
as mudança do pH.
Fonte: Lehninger (2014), p. 67.
Fonte: O autor (2021).
Luana Meister
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Profa. Silvia Prado
Resumo Ilustrado de Biofísica
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Profa. Silvia Prado
➔ Para um organismo suprir as necessidades nos
processos oxidativo e da cadeia transportadora de
elétrons, o sistema respiratório é responsável por
transportar o gás oxigênio do ambiente externo para a
corrente sanguínea.
➔ A cadeia transportadora de elétrons possui necessidade
permanente de O2, pois, sem esse abastecimento a
energia potencial elétrica armazenada no espaço
intermembranar da mitocôndria não é capaz de ser
convertida em energia química de ligação da molécula de
ATP.
➔ Isso pode levar o organismo a falência por falta de
energia.
➔ O sistema respiratório também remove o CO2
remanescente de processos oxidativos do sangue para o
meio ambiente.
➔ CO2 e O2 são eliminados e absorvidos no pulmão, mas em
sentidos inversos. Apenas as diferenças de pressão levam
ao funcionamento de um outro.
➔ Durante o processo respiratório:
▪ Ar atmosférico (80% N2 e 20% O2) inspirado se difere do ar
expirado na concentração de oxigênio (80% N2 e 16% O2) e
na presença de 4% de CO2 o que indica uma troca gasosa de
4% de O2 por 4% de CO2.
➔ A elasticidade do próprio pulmão é um fator limitante
para as variações de volume que está associado a variação
de pressão.
▪ Complacência - É a medida da elasticidade do sistema
respiratório.
▪ Capacidade ou habilidade da pressão no pulmão de
mudar com a variação do volume.
Complacência em relação à pressão e volume.
Henrique Gelinski
Transporte Gasoso no Sistema Respiratório
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Profa. Silvia Prado
Resumo Ilustrado de Biofísica
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Profa. Silvia Prado
BIBLIOGRAFIA: 
● Delatorre, Plinio. Biofísica para Ciências Biológicas. 1ª Edição, 2015. Editora da UFPB Cap 6.1 páginas 95-98.
● Imagens ilustrativas retiradas do Google.
➔ A complacência pulmonar pode ser classificada
em dois tipos:
◆ Complacência estética
◆ Complacência dinâmica
➔ A complacência estética representa a complacência pulmonar
durante períodos sem fluxo de gás, como por exemplo em uma
pausa inspiratória.
▪ Ela pode ser calculada com a fórmula:
➔ Sendo:
▪ Cestat = complacência estética
▪ VT = representa o volume corrente
▪ Pplato = é a pressão de platô, medido no final da inalação e
exalação antes de usar uma manobra de pausa inspiratória.
▪ PEFP = pressão expiratória final positiva.
➔ Durante esta manobra, o fluxo de ar é interrompido por meio
segundo, assim eliminando os efeitos de resistência das vias
aéreas.
➔ Pplatô nunca é mais do que PIP e é usualmente de 3-5 cmH2O
inferior a PIP ( pressão inspiratória máxima durante a inspiração,
quando a resistência das vias aéreas reas não se eleva).
➔ A complacência dinâmica é dada pela seguinte equação:
◆ Cdin = complacência dinâmica
◆ VT = volume corrente
◆ PIP = pressão inspiratória máxima
◆ PEFP = pressão expiratória final Positiva.
➔ A complacência dinâmica representa a complacência
pulmonar durante os períodos de fluxo de gás, como
por exemplo durante a inspiração ativa.
➔ Pode ser afetado por mudanças na resistência das
vias aéreas, complacência da parede torácica e
complacência pulmonar.
➔ A complacência dinâmica é sempre menor ou igual a
complacência pulmonar estática.
Henrique Gelinski
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Profa. Silvia Prado
➔ Observando processos de transformação de diferentes
formas de energia, físicos e químicos formularam duas leis
fundamentais da termodinâmica, no século XIX:
▪ Primeira Lei “para qualquer mudança física ou química, a
quantidade total de energia no universo permanece
constante; a energia pode mudar de forma ou pode ser
transportada de uma região para outra, mas não pode ser
criada ou destruída”
▪ Segunda Lei “em todos os processos naturais, a entropia
do universo aumenta”
➔ Energia Livre de Gibbs (G): energia disponível para a realização
de trabalho, liberada através de reações dentro da célula. Seu
valor numérico determina se uma reação é espontânea ou não
(J/mol ou cal/mol).
➔ Entalpia (H): conteúdo de calor dentro do sistema. Reflete o
número e o tipo de reações químicas presentes nos reagentes e
produtos (J/mol ou cal/mol).
➔ Entropia (S): é uma expressão quantitativa da aleatoriedade ou
desordem de um sistema (J/mol.K ou cal/mol.K).
➔ Para determinar se uma reação é espontânea ou não devemos
calcular a variação na energia livre de Gibbs por meio da seguinte
equação:
◆ΔG > 0 - processo não espontâneo
◆ΔG < 0 - processo espontâneo
◆T - temperatura do ambiente (Kelvin)
➔ ΔS possui sinal positivo quando a entropia aumenta e ΔH possui
sinal negativo quando o sistema libera calor para o meio (quando é
positivo há consumo de calor). Tais condições tendem a tornar ΔG
negativo.
➔ A segunda lei da termodinâmica afirma que a entropia
do universo aumenta durante todos os processos
químicos e físicos;
➔ Os organismos vivos possuem alta organização
interna. Conseguem mantê-la porque captam a
energia livre do meio na forma de nutrientes ou luz
solar, e devolvem uma quantidade de energia igual, na
forma de entropia e calor.
➔ O calor não é uma fonte de energia para a célula;
➔ As células podem e devem utilizar a energia livre (G);
➔ Células heterotróficas adquirem energia a partir das
moléculas de nutrientes. Célulasfotossintetizantes
adquirem energia através da radiação solar;
➔ Ambos os tipos de célula transformam essa energia
em ATP, capaz de fornecer energia para a realização de
trabalho biológico.
➔Dentro das células vivas ocorrem transduções energéticas – mudança de uma forma de
energia a outra – para a realização dos processos químicos e físicos
▪ Quando uma reação química libera calor, ela é denominada
exotérmica; o conteúdo de calor dos produtos é menor que o
dos reagentes.
▪ Os sistemas reagentes que captam calor do meio são
endotérmicos.
Fonte: querobolsa.com.br
Fig. 1 - Entropia 
Fonte: cursoenemgratuito.com.br
Fig. 2 - Gráficos representando entalpia 
Natalia do Nascimento
Energia de Gibbs e as Transformações 
Químicas nas Células
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Profa. Silvia Prado
BIBLIOGRAFIA: 
● LEHNINGER, T. M., NELSON, D. L. & COX, M. M. Princípios de Bioquímica. 6ª Edição, 2014. Ed. Artmed Cap 13, páginas 506 -511.
● Figura 1– Disponível em: https://querobolsa.com.br/enem/quimica/entropia Acesso em 20/01/21
● Figura 2– Disponível em: https://cursoenemgratuito.com.br/reacoes-endotermicas-exotermicas/ Acesso em 20/01/21
● Figura 4 - Disponível em: https://www.preparaenem.com/quimica/conversao-energia-as-reacoes-quimicas.htm Acesso em 31/01/21
➔ Constante de Equilíbrio:
▪ Nas concentrações de equilíbrio, as velocidades das
reações diretas e inversas são exatamente as mesmas;
▪ As concentrações de reagentes e produtos nesse equilíbrio
definem a constante de equilíbrio, Keq;
▪ A força que move o sistema na direção do equilíbrio é
definida como a variação de energia livre padrão, ΔG°.
➔ A variação de energia livre padrão de uma reação química é
simplesmente uma forma matemática alternativa para expressar
sua constante de equilíbrio;
▪ ΔG° e Keq padronizadas são expressas como ΔG’° e K’eq;
▪ Existe um relação simples entre energia livre e a constante de
equilíbrio, dada pela equação:
▪ R é a constante dos gases
▪ T é a temperatura absoluta
➔ As variações de energia livre padrão indicam o quanto de
energia está disponível baseadas em uma reação na condição
padrão (298 k = 25°C)
➔Os valores de ΔG’° de reações químicas sequenciais são
aditivos:
▪ As reações A B e B C, possuem suas próprias
constantes de equilíbrio e variação de energia livre;
▪ Para a reação A C, o ΔG’° é a soma das variações de
energia livre padrão individuais de ambas as reações
anteriores.
➔ Para obter a quantidade de energia livre sob as condições
existentes na célula, é preciso calcular a energia livre real:
➔ Acoplamento de reações:
▪ A energia liberada por uma reação espontânea é utilizada
para realizar outra reação não espontânea;
▪ O acoplamento é feito através de um intermediário
comum. No caso das reações abaixo, o Pi e o H2O:
▪ Somando os ΔG’° de cada reação, obtém-se :
▪ Essa estratégia é utilizada por todas as células vivas na
síntese de intermediários metabólicos e de componentes
celulares, desde que compostos como ATP estejam
disponíveis.
➔ Reações nas células que seriam extremamente lentas têm sua
velocidade aumentada pelo uso de enzimas:
▪ Enzimas não podem mudar as constantes de equilíbrio, apenas
reduzir a energia de ativação.
➔ A variação de energia livre para uma reação é independente da
via pela qual a reação ocorre:
▪ Essa variação de energia depende apenas da natureza e das
concentrações dos reagentes iniciais e produtos finais.
Fonte: preparaenem.com
Fig. 4 – Energia de ligações químicas
Fig. 3 – Relação entre K’eq e ΔG’°
Fonte: Lehninger, 2014
Natalia do Nascimento
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https://querobolsa.com.br/enem/quimica/entropia
https://cursoenemgratuito.com.br/reacoes-endotermicas-exotermicas/
https://www.preparaenem.com/quimica/conversao-energia-as-reacoes-quimicas.htm
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Profa. Silvia Prado
➔ A termodinâmica é a ciência que estuda os processos de
transformações de energia dos sistemas macroscópicos de uma forma
em outra, ou seja, sistemas físicos constituídos de um grande número
de átomos e moléculas que interagem entre si.
➔ Os processos biológicos, envolvendo complexas estruturas
moleculares e continuas transformações químicas e energéticas, só
podem ser adequadamente compreendidos dentro do contexto da
termodinâmica.
➔ Estabelecendo, no primeiro fundamento, que em todas as
ocorrências físicas ou químicas sofridas pela matéria, a energia
envolvida sofre apenas uma mudança, mas a quantidade total sempre
se mantém invariável.
➔ No segundo fundamento, afirma que em todos os processos que
ocorrem naturalmente, a tendência da entropia do universo é de
aumentar com o avanço de processo.
➔ Tais princípios se aplicam aos sistemas dos organismos vivos e
proporcionam a compreensão de seus funcionamentos na construção
das estruturas moleculares das células que os mantém vivos, a partir
da energia obtida do meio.
➔ Formas de energia em
termodinâmica:
▪ Energia térmica;
▪ Energia mecânica;
▪ Energia Química;
▪ Energia Eletromagnética;
➔Exemplos práticos de transformações
termodinâmicas:
◆Máquina a vapor e refrigerador que transformam
energia térmica e mecânica;
◆Motores de partida que transformam energia
elétrica em mecânica;
◆Baterias e pilhas que transformam energia química
em elétrica;
◆Hidroelétricas onde a energia mecânica e a
gravitacional são transformadas em elétrica através
de turbinas e dínamos.
➔Leis da Termodinâmica:
➔ Primeira Lei: Principio de Conservação da energia.
A energia não pode ser criada nem destruída, a quantidade de
energia no universo sempre será constante, ela poderá somente
mudar a forma ou local em que se apresenta.
➔ Segunda Lei: Principio da desordem crescente.
Em processos espontâneos existe uma tendência a aumentar o grau
de desordem. Ou seja, em todos os processos naturais a entropia
aumenta.
➔ Termodinâmica: conjunto de princípios que regem as transformações
de energia.
➔ O meio ambiente dos seres vivos é essencial para
eles, não apenas como fonte de energia livre, mas
também como fonte de matérias-primas.
➔ Os organismos vivos são sistemas abertos, pois
trocam energia como matéria com o meio ambiente
e, ao fazerem isso, transformam ambos.
➔ É uma característica dos sistemas abertos o fato
deles não estarem em equilíbrio com os seus meios
ambientes.
➔ Ainda que os organismos vivos pareçam estar em
equilíbrio, uma vez que eles não apresentam
modificações visíveis, em realidade, eles se
encontram em estado estacionário.
Liana Simioni Costa 
Termodinâmica: Transformações de Energia 
nos Processos Biológicos
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Resumo Ilustrado de Biofísica
UFPR – 2021
Profa. Silvia Prado
Resumo Ilustrado de Biofísica
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Profa. Silvia Prado
BIBLIOGRAFIA: 
● Termodinâmica em processos biológicos. Disponível em: 
<http://www.leb.esalq.usp.br/leb/aulas/lce1302/TermodinamicaemSistemasBiologicos.pdf> Acesso em 15-01-21 às 09:00 h.
● Biofísica apostila UFRJ. Disponível em: <https://fisbio.biof.ufrj.br/CFB311/FQB_Apost_1.pdf> Acesso em 16-01-21 às 08:00 h.
● Bioenergética - Disponível em: https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/3935680/mod_resource/content/1/Bioenerg%C3%A9tica.pdf > Acesso 
em 16-01-21 às 08:30 h.
● Imagens ilustrativas retiradas do Google.
Transformações biológicas de energia obedecem as leis da 
termodinâmica. 
➔Exemplos práticos de processos biológicos de transformação
de energia:
➔ Fotossíntese: Consiste na conversão de energia
eletromagnética em energia química, os seres são capazes de
absorver e acumular sob a forma de energia química a energia
eletromagnética produzida no sol e transmitida na terra, os
seres providos deste sistema fotossintético são a base da teia
alimentar e responsáveis pela manutenção da vida sobre a terra.
➔ Ação Muscular: A energia química acumulada nos tecidos
musculares na forma de ATP é transformada quando comandada
porsinais eletrofisiológicos, em energia mecânica através de um
complexo sistema de proteínas contrateis, resultando no
movimento mecânico de órgãos e membros.
➔ Transporte Ativo: Considerado a base da existência de qualquer
tipo de vida, este processo permite de proteínas especializadas
localizadas nas membranas biológicas promovam o transporte
de íons e pequenas moléculas contra seu próprio gradiente de
concentração, gerando no interior das células uma composição
química diferente do meio extracelular. Esta energia química
acumulada em forma de ATP é transformada em energia
eletroquímica que resulta em uma diferença de potencial
elétrico entre as soluções separadas pela membrana. Esta
energia elétrica armazenada desta forma pode ser transformada
novamente em energia química através do processo inverso,
sendo chamado de síntese de ATP realizada pela transferência
de íons pela membrana.
➔ A complexidade molecular e a ordem estrutural dos
organismos vivos, em contraste com a estrutura ao acaso
da matéria inanimada, têm implicações profundas na
maneira como o ser vivo transforma a energia absorvida
do seu meio para se manter organizado.
A maquinaria de transformação de energia dos seres vivos é
construída inteiramente de moléculas orgânicas frágeis e
instáveis, que são incapazes de resistir a temperaturas
elevadas, correntes elétricas intensas, ou condições
extremamente ácidas ou básicas.
➔ O carbono e o oxigênio estão relacionados com o trabalho
realizado pela maquinaria dos sistemas orgânicos através
das transformaçõesbiológicas de energia:
▪ A OXIDAÇÃO do carbono orgânico ocorre com o
rompimento das ligações químicas que armazenam
energia, liberando-a para utilização das plantas e animais
através da respiração celular.
▪ A REDUÇÃO do carbono inorgânico envolve o
armazenamento de energia através das ligações químicas
realizadas durante a síntese de biomoléculas no processo
de fotossíntese.
Liana Simioni Costa 
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https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/3935680/mod_resource/content/1/Bioenerg%C3%A9tica.pdf
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Profa. Silvia Prado
Resumo Ilustrado de Biofísica
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Profa. Silvia Prado
➔ Biomoléculas: são compostos químicos das células de
todos os seres vivos. São em geral moléculas orgânicas,
compostas principalmente de carbono, hidrogênio, oxigênio
e nitrogênio.
➔ Radiação: é a propagação ou trânsito de uma
partícula ou onda eletromagnética entre um ponto e outro
do espaço, seja ela através do vácuo ou de um meio
material, pode se dizer que é a energia em movimento.
Podem ser naturais (radiação solar) ou artificiais
(equipamento de raio x).
➔ As principais biomoléculas são:
▪ Proteínas: compostas por subunidades de aminoácidos;
▪ Lipídios: compostos por subunidades de ácidos graxos e
gliceróis;
▪ Glicídios ou Carboidratos: compostos por subunidades de
monossacarídeos;
▪ Ácidos Nucleicos ou Nucleotídeos: compostos por
subunidades de monossacarídeos (pentoses), ácido
fosfóricos e bases nitrogenadas.
Aspectos gerais dos efeitos
➔ Tipos de radiação:
▪ Radiação alfa: com baixo poder de penetração apresenta
composição de dois prótons e dois nêutrons na
composição;
▪ Radiação beta: composta por um elétron. Além disso,
possui poder de penetração com relação às radiações alfa,
gama e raio X;
▪ Radiação gama e radiação X: são classificadas como
radiações eletromagnéticas. Neste caso, são diferentes em
relação à origem, ou seja, gama é nuclear, e raio X é
artificial. Ambas apresentam elevado poder de
penetração.
Vinicius Ferreira da Costa
Efeitos das Radiações em Biomoléculas
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Profa. Silvia Prado
•BIBLIOGRAFIA:
•Efeitos biológicos das radiações. Disponível em: <https://repositorio.uac.pt/bitstream/10400.3/2756/1/Agregacao%20-%20Relatorio%20-
%20Versao%20Repositorio%20-%20Definitivo.pdf> Acesso em 29-01-2021 às 13:00 h.
•Radiação: sua descoberta, classificações e aplicações. Disponível em: <https://www.sapralandauer.com.br/> Acesso em 26-01-2021 às 20:00 
h.
•LEITÃO, A. Radiobiologia e Fotobiologia. 2013. UFRJ Cap 3 páginas 1-5.
•Imagens ilustrativas retiradas do Google.
➔ Radiossensibilidade.
▪ O conceito de radiossensibilidade pode ser descrito como uma
característica intrínseca a qual é associada com o surgimento
dos efeitos adversos da radiação ionizante sobre o corpo
humano (TWARDELLA; CHANG-CLAUDE, 2002).
▪ Ação direta e ação indireta da irradiação de soluções de
moléculas biológicas.
Efeito da radiação em ácidos nucleicos e proteínas
➔ A macromolécula irradiada
pode também se quebrar
(radiólise), gerando dois ou
mais fragmentos, ou a
radiação pode acarretar o
aparecimento de sítios
extremamente reativos,
capazes de conduzir à
associação de duas ou mais
macromoléculas entre si ou
ao estabelecimento de
ligações intramoleculares.
➔ As alterações produzidas
pelas radiações no DNA, no
RNA ou nas proteínas podem
se expressar por modificações
de suas estruturas primárias
(lesões nos nucleotídeos ou
nos aminoácidos). Em outras
situações estas alterações se
processam nas estruturas
secundária, terciária ou
quaternária, exemplificadas
pelo rompimento de pontes
de hidrogênio ou de ligações
de dissulfeto.
➔ Efeitos estocásticos e efeitos determinísticos.
▪ A principal diferença entre eles é que os efeitos
estocásticos causam a transformação celular (células
cancerígenas) enquanto os determinísticos causam a morte
celular (apoptose). Os efeitos estocásticos causam uma
alteração aleatória no DNA de uma única célula que, por sua
vez, continua a reproduzir-se. Levam à transformação celular.
▪ Efeitos imediatos (agudos) e reações tardias;
▪ Inativação celular e fracção de sobrevivência.
➔ Radiólise da água, na ausência e na presença de
oxigénio.
▪ Trata das mudanças ocorridas na água pela absorção
de radiação de alta energia.
Vinicius Ferreira da Costa
100
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➔ Radiação ionizante
▪ Seu nome está relacionado com o poder de ionização dos
átomos. Isso significa que há retirada de elétrons e
desestabilização do elemento atingido. As ondas
eletromagnéticas de raio X e raio gama possuem energia
suficiente para ionizar os principais átomos que nos compõem:
Carbono, hidrogênio, nitrogênio e oxigênio.
▪ A inconstância atômica dos elementos radioativos resulta em
uma emissão baseada em ondas eletromagnéticas (γ) ou
partículas (α e β) provenientes do seu núcleo.
Na figura abaixo, observa-se a ionização de um átomo exemplar por
radiação ionizante do tipo (γ).
➔ O que é radiação?
▪ A radiação é energia em movimento, emitida por
uma fonte e que se propaga através de um meio
materialou pelo espaço(vácuo).
▪ A instabilidade de núcleos radioativos gera três
principais tipos de radiação ionizante, fazendo com
que a emissão de energia na forma de onda ou partícula
garanta novamente a estabilidade atômica. A
instabilidade atômica é característica de átomos com
grande número de massa.
A radiação se comportacomo:
▪ Partícula ( α eβ )
▪ Onda eletromagnética
➔ Radiação não ionizante
• Nesse tipo de radiação, temos energia insuficiente para
retirar elétrons dos átomos e causar mudança atômica.
Entretanto, longos períodos de exposição a radiação
ultravioleta, é possível o desenvolvimento, por exemplo, de
eritemas, cataratas e câncer depele.
• No caso de ondas eletromagnéticas como o rádio, micro-
ondas, infravermelho e a luz visível, radiações não causam
sérios danos ao corpo humano devido a sua baixa energia e
frequênciade onda.
▪ Partículas α – São parecidas com um núcleo de hélio, formadas
por prótons e nêutrons. Não conseguem atravessar materiais.
▪ Partículas β – É apenas um elétron, contendo uma massa
desprezível, mas que consegueatravessaralguns materiais.
▪ Radiação γ – Não é uma partícula,mas sim uma onda
eletromagnética. Consegue atravessar diversos materiais, sendo
barradapor uma parede de chumbo ou concreto.
▪ Bombardeamento com nêutrons do isótopo natural de cobalto,
número de massa 59. O Cobalto 60 é instável, emitindo radiação
ionizantee é utilizadono tratamento do câncer.
Gabriel H. S. Galindo
Radiação e Câncer
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101
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Profa. Silvia Prado
▪ Um dos possíveis efeitos
estocásticos é chamado de efeito
estocástico hereditário e ocorre
somente nas células
germinativas. Esse efeito é
passado somente para os
descendentes que, por sua vez,
são os únicos que serão afetados.
▪ No caso de crianças expostas a
radiação direta, sua sensibilidade
é muito maior do que em adultos.
Pelo fato de possuírem um ciclo
celular mais acelerado na fase de
crescimento, possibilita-se mais
divisões em um mesmo intervalo
de tempo.
➔ Os átomos estão sempre em busca de organização. Dessa forma, retirar um elétron por ionização faz com que tais elementos
busquem estabilidade e se liguem à outras moléculas ou capturem seus elétrons, enquanto que moléculas de origem desses
átomos se tornam radicais livres. É um efeito cascatae chamamos essas lesões,causadas pelaradiação, de dano indireto.
▪ Um tipo de componente reativo e produto da radiação indireta é o hidrônio, o qual se forma a partir de moléculas de H2O que
foram ionizadas.
▪ Além do dano indireto, outros compostos também podem ser afetados, como é o caso dos polímeros de DNA. Esse tipo de
detrimento causadopelaradiação ionizante sobre os ácidos desoxirribonucleicos é denominado de dano direto.
▪ O dano que a radiação direta causa no DNA atinge desde a quebra da ligação de uma base, até a ruptura das pontes de
hidrogênio que mantém a estruturaem duplafita.
▪ Quando a exposição é alta ou por um longo período, não é possível a correção pelos mecanismos que o DNA possuí, gerando
mutações permanentesno material genético.
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BIBLIOGRAFIA:
● LEHNINGER, T. M., NELSON, D. L. & COX,M. M. Princípios de Bioquímica. 6ª Edição, 2014. Ed. Artmed. Capítulo 25.2, páginas 1027-1037.
● https://www.inca.gov.br/exposicao-no-trabalho-e-no-ambiente/radiacoes/radiacoes-nao-ionizantes
● Como a radiação mata? https://www.youtube.com/watch?v=xFxRQdb1s5c
● https://pt.wikipedia.org/wiki/Gray_(unidade)
● Imagens ilustrativasretiradasdo Google.
➔ A unidade de medida utilizada
no SI para medir a quantidade de
radiação ionizante absorvida é o
Gray. Sendo uma grandeza
considerável, manifesta-se em
radioterapias, porexemplo.
▪ 1 rad = 0,01 J/Kg
▪ 1 Gray = 100rad = 1 J/Kg
➔ Existem alguns sintomas
associados a diferentes doses de
radiação absorvida.
▪ Gy = abreviaçãoparaGray.
▪ 1 Gy = Náuseae diarreia.
▪ 3 – 5 Gy = Além dos sintomas
acima, pode ocorrer perda de
pelos, hemorragiae esterilidade.
▪ 10 Gy = Inflamação dos
pulmões, danos no sistema
nervoso, cardiovascular e
óbito.
➔ O acúmulo de danos no material genético
geram efeitoschamados de estocásticos.
➔ Tais agravos são aleatórios e afetam
diferentemente cada indivíduo exposto a radiação
ionizante. Isso ocorre pelo fato de cada pessoa ser
atingida em distintos genes, transcrevendo (ou
não) e s intetizando erroneamente tais partes do
material genéticoafetado.
➔ Concomitantemente, o câncer nada mais é do
que um acúmulo de mutações, passado de célula
mãe para célula filha, perdendo cada vez mais o
controle do ciclo celular pela supressão de genes
regulatórios. Em dado momento, todos os pontos
de checagem e reparo da célula não são mais
funcionais, o que acumula em números maiores
de mutações a cada divisão e aumento da
prababilidade de metástase.
➔ Quando ocorre a metástase, tal célula
cancerígena migra de tecido e invade outras
regiões do organismo.
Gabriel H. S. Galindo
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https://www.inca.gov.br/exposicao-no-trabalho-e-no-ambiente/radiacoes/radiacoes-nao-ionizantes
http://www.youtube.com/watch?v=xFxRQdb1s5c
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Profa. Silvia Prado
Resumo Ilustrado de Biofísica
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Profa. Silvia Prado
➔ O olho é formado por diferentes estruturas, e cada uma delas realiza funções diferentes e específicas.
FONTE: imagem retirada do google, 2021
➔ A luz entra por meio da pupila e é emitida sobre os
bastonetes e os cones, presentes na retina
FONTE: NELSON; COX, 2014
➔ A visão, assim como o olfato e o paladar, é realizada por neurônios sensoriais especializados.
➔ Para que ela ocorra, vários processos precisam acontecer no olho, desde a captação da luz até a
decodificação pelo sistema nervoso.
➔ Os bastonetes não diferenciam cores, mesmo
sendo sensíveis a baixos níveis de luz. Já os cones,
diferenciam cores e são menos sensíveis a luz
(NELSON; COX, 2014).
➔ A capacidade dos cones de captar as cores é devido
a presença de proteínas transmembranas relativas a
proteína Rodopsina (FRANCO, 2019).
➔Os cones e os bastonetes têm potencial elétrico de
membrana (Vm) produzido pelo bombeamento
eletrogênico da bomba sódio potássio da membrana
plasmática do segmento interno, e por um canal
iônico do segmento externo.
➔A diferença entre a quantidade de Na+ e de K+
bombeada internamente e o influxo de Na+ externo,
determinam o Vm (NELSON; COX, 2014).
Andrieli de Souza
Biofísica da Visão
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Profa. Silvia Prado
BIBLIOGRAFIA: 
● DZIELAK, D. J. O Olho: I. Óptica da Visão. GUYTON, A. C.; HALL, J.E. Guyton e Hall Fundamentos de Fisiologia. 12 ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2012. p. 462.
● FRANCO, P. L. A cor e seus espectros. In: PRADO, S. R. T. Biofísica nas férias. UFPR, 2019. p.12.
● NASCIMENTO, S. C. Biofísica da audição e da visão: uma abordagem multidisciplinar do ensino da física no ensino fundamental . 123 f. Dissertação 
(Mestrado em Mestrado Nacional Profissional em Ensino de Física) - Polo do Campus de Ji-Paraná, Universidade Federal de Rondônia, 2015.
● NELSON, D. L. ; COX, M. M. Princípios de Bioquímica de Lehninger. 6ª Edição, Porto Alegre: Artmed, 2014. p.477. 
● NISHIDA, S. M. Sentido da visão. Apostila do curso de Fisiologia - Departamento de Fisiologia, IB Unesp-Botucatu, 2012. 
● RAMOS. Fisiologia da Visão - um estudo sobre o “ver” e o “enxergar”. PUC-RIO, 2006. 
● Imagens ilustrativas retiradas do Google, 2012.
➔ A pupila se dilata ou se contrai conforme a luminosidade,
controlando assim, a quantidade de luz que passa para a retina.
Acontecendo da seguinte maneira:
▪ Em ambientes com pouca luminosidade a pupila se dilata, e
em ambientes com bastante luz a pupila se contrai
(NASCIMENTO, 2015; RAMOS, 2006).
FONTE: imagem retirada do Google, 2021
➔ Após a pupila controlar a quantidade de luz, o cristalino se
responsabiliza pela acomodação, ou seja, atua conforme a
distância do objeto ou da imagem, tendo como objetivo
ajustar o foco da luz na retina (NASCIMENTO, 2015).
FONTE: NISHIDA, 2012
➔ Na retina é projetada uma imagem real e
invertida, mas que é desinvertida pelo cérebro
(DZIELAK, 2012).
FONTE: imagem retirada do Google, 2021
➔ Interessante dizer que o cérebro recebe duas
imagens díspares, já que cada olho capta ângulos
diferentes.
➔ A união das duas imagens gera um efeito
tridimensional, que é possível devido a atuação das
fibras do nervo óptico.
➔ Nervo óptico é a estrutura que encaminha os
impulsos elétricos até o cérebro, onde as
informações são transformadas em imagens
(RAMOS, 2006).
Andrieli de Souza
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Profa. Silvia Prado
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Profa. Silvia Prado
→ →
→
Andresa Quadros de Sousa
Fotorrecepção
➔ A visão é essencial na sobrevivência do animal, pois é o que
possibilita a percepção do ambiente; altura, profundidade, cores,
movimento. Ela se dá pela entrada de luz visível pelos olhos,
passando pela pupila até chegar à retina.
➔ Os pigmentos visuais são proteínassensíveis à luz
encontradas nessas células. A rodopsina é uma proteína
integral de membrana que confere sensibilidade à luz às
células e possibilita a visão colorida, existindo o pigmento β
(azul), pigmento γ (azul esverdeado) e o pigmento ρ (verde
amarelado).
➔ A luz visível se dá pela radiação eletromagnética com
comprimento de onda 𝜆 entre 4.107Hz e 4,3.1014m ou
frequência entre 7,5.1014Hz e 4,3.1014Hz. Esse espectro abrange
as cores do vermelho até o violeta.
➔ Esses pigmentos absorvem fótons de luz, que causa uma
mudança conformacional e excita a célula. Essa excitação
ativa os neurônios na retina, levando as informações até o
cérebro através do nervo óptico.
➔ As células visuais dos seres humanos são bastonetes e cones,
encontrados na retina. Os bastonetes, 109 por retina, não
distinguem cores e são sensíveis a baixos níveis de luz; já os
cones 3.106 por retina, são menos sensíveis a luz mas são as
células responsáveis pela distinção de cores
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105
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Profa. Silvia Prado
●
●
●
●
➔ Então, o potencial da membrana despolariza a célula
adjacente, despolarizando também o neurônio ganglionar
associado que envia sinal ao córtex.
➔ A célula fotorreceptora, então, é um contador de fótons
de alta sensibilidade.
➔ Os cones e bastonetes possuem um potencial elétrico
transmembrana produzido pelo bombardeamento
eletrogênico da Na’K’-ATPase da membrana plasmática do
segmento interno.
➔ Quando as células são excitadas pelo fóton, a rodopsina é
ativada, a concentração de GMP (monofosfato cíclico de
guanosina) diminui, os canais de Na+ se fecham e o bastonete
é hiperpolarizado
106
Andresa Quadros de Sousa
106
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Profa. Silvia Prado
A AUDIÇÃO
➔ Os seres humanos possuem 5 sentidos conhecidos que auxiliam
na percepção do meio, dentre eles a audição. Originária do latim
auditio.onis, "ação de ouvir", a audição é o sentido responsável
pela captação de ondas, a pressão do ar pela orelha, ela tem
como finalidade a percepção sonora, sendo assim possui um
enorme papel na sobrevivência das espécies como na
comunicação acústica intra e interespecífica.
A BIOFÍSICA
➔ A audição é um processo dividido em duas etapas, o
processo mecânico e o mecânico/elétrico. O processo
mecânico ocorre na orelha externa e média, o som audível
para o ser humano entre 20Hz e 20.000 Hz é captado pelo
pavilhão auditivo que funciona como um funil a fim de
concentrar melhor a coleta dos sons, passando pelo canal
auditivo, onde são amplificados até chegar ao tímpano
sendo transformado em energia mecânica é transmitida aos
ossículos.
➔ Os ossículos transmitem as vibrações pela base do estribo
e bigorna até o cabo do martelo, onde se propagam pelo
fluido presente na cóclea concluindo a transformação do
estímulo mecânico em energia hidrodinâmica.
➔ Os estímulos então são conduzidos até o vestíbulo pela
janela oval, então são direcionados à caixa timpânica. A
diferença de pressão hidrostática é aplicada sobre a
membrana basilar, sobre ela está o órgão de Corti,
estrutura que transforma a energia mecânica em energia
elétrica, ou seja impulsos nervosos conduzidos ao córtex
cerebralonde serão decodificados pelo cérebro, que
processa, interpreta e analisa.
AUDIÇÃO E EQUILÍBRIO
➔ Se uma pessoa gira o líquido presente nos canais
semicirculares acompanhará o movimento, no entanto no
momento em que ela parar de rodar a lei da inércia entra
em ação e o líquido presente no labirinto continuará
rodando por um tempo enviando mensagens ao cérebro
dizendo que a pessoa está em movimento, enquanto isso, a
visão mandará outro estímulo, dizendo que ela está parada.
Essas informações contrastantes fazem com que fiquemos
tontos e não saibamos em que posição ficar.
A BIOLOGIA
➔ Nos seres humanos dentre todos
os sentidos a audição é o primeiro
a se desenvolver em termos de
origem, sendo já ativo por volta
das 16 semanas de gestação, esse
sentido é composto pelo órgão
orelha, a qual pode ser
subdividida em três partes
diferentes sendo elas:
Orelha externa
➔ Composta pelo pavilhão auricular e canal auditivo, responsáveis
pela captação do som e transmissão para a membrana
timpânica;
Orelha média
➔ Formada pelo tímpano, constituído por três ossos – bigorna,
martelo e estribo –, eles produzem vibrações para a janela oval,
que ao vibrar, cria ondas de pressão no líquido presente no
interior da cóclea;
Orelha interna
➔ Composta pelos canais semicirculares, vestíbulo e cóclea,
câmaras cheias de líquido, que também são conhecidas como
labirinto, atuando também no equilíbrio.
Liz Mendes Leonel
Biofísica da Audição
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Profa. Silvia Prado
Resumo Ilustrado de Biofísica
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Profa. Silvia Prado
BIBLIOGRAFIA: 
SISTEMA SENSORIAL, biofísica da audição. FCAV/UNESP. Disponível em: 
<https://www.fcav.unesp.br/Home/departamentos/morfologia/ELISABETHCRISCUOLOURBINATI/materialdidatico/aula-6-audicao-vet-2019.pdf>. Acesso em: 31 
jan. de 2021
AUDIÇÃO, signigicado de audição. Disponível em: 
https://www.dicio.com.br/audicao/#:~:text=Etimologia%20(origem%20da%20palavra%20audi%C3%A7%C3%A3o,%2C%20%22a%C3%A7%C3%A3o%20de%20ouvir
%22. Acesso em: 31 jan. de 2021.
AUDIÇÃO. Disponível em: <http://www.alphalabor.com.br/noticias-laboratorio/193-saiba-mais-sobre-audicao>. Acesso em: 01 fev. de 2021.
Audição – Definição, fisiologia, anatomia da orelha e estímulos sonoros. Disponível em: < https://conhecimentocientifico.r7.com/audicao/>. Acesso em: 01 fev. 
De 2021.
Audição e equilíbrio: descubra a relação entre eles. Disponível em:<https://menthel.com.br/audicao-e-quilibrio/>. Acesso em: 01 Fev. de 2021.
'Homem-morcego' cego estala a língua para se locomover. Disponível em: <http://g1.globo.com/ciencia-e-saude/noticia/2012/09/homem-morcego-cego-
estala-lingua-para-se-locomover.html> Acessom em: 01 Fev. de 2021.
MUNDO ANIMAL
➔ Os grilos que vivem no Parque Nacional Gorgona, uma ilha
do oceano Pacífico localizada na costa da Colômbia, possuem
um aparelho auditivo semelhante ao dos seres humanos, eles
possuem uma vesícula auditiva em formato de caracol, que
transforma a energia acústica das ondas sonoras em energia
mecânica, hidráulica e eletroquímica, análogo cóclea do
ouvido dos mamíferos, mas é muito menor e se localizam nas
patas dianteiras. A descoberta de tal semelhança permite
desenvolver aparelhos auditivos bioinspirados menores e
mais precisos.
SUPER HUMANOS
➔ Daniel Kish é completamente cego desde que era bebê, ele
desenvolveu seu próprio método de gerar cliques vocais e
usar seus ecos para identificar o ambiente ao seu redor e se
mover, técnica que chama de “flash sonar”, e o gerou o
apelido de homem morcego, hoje é presidente da World
Access for the Blind.
➔ A técnica funciona como flashes, uma visão contínua, da
mesma forma que teria se usasse flashes para iluminar uma
cena escura, uma espécie de geometria difusa
tridimensional, é uma sensação de espaço e relações
espaciais tem uma estrutura profunda e tem posição e
. dimensão. Sabe-se por outros estudos que aqueles que
. usam o sonar humano como principal meio de navegação
. estão ativando seu cérebro visual, é o sistema visual que
. processa tudo isso, então a visão, nesse sentido, está
__ocorrendo no cérebro.
COMPENSAÇÃO
➔ Mandy Harvey perdeu
a audição aos 18 anos,
por conta de uma
doença, mas visto que
ela cantava desde os 4
anos de idade, decidiu
apostar em sua
memória muscular e
sua afinação.
➔ Utilizando a vibração do som, ela se apresenta descalça, para
sentir o tempo e as batidas da música e referências visuais de
afinação. A cantora ficou em quarto lugar no programa
America's Got Talent de 2017.
Liz Mendes Leonel
108
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Resumo Ilustrado de Biofísica
UFPR – 2021
Profa. Silvia Prado
Resumo Ilustradode Biofísica
UFPR – 2021
Profa. Silvia Prado
Funcionamento da respiração
➔ A respiração é normalmente automática, controlada
inconscientemente pelo centro respiratório localizado na base do
cérebro. As pessoas também conseguem controlar a respiração
quando querem, durante a fala, ao cantar ou simplesmente
prendendo voluntariamente a respiração.
➔ Órgãos sensoriais localizados no cérebro, na aorta e nas
artérias carótidas monitoram o sangue e verificam os níveis de
oxigênio e dióxido de carbono.
Sobre os Pulmões
➔ Não possuem músculos esqueléticos próprios. O trabalho
da respiração é realizado pelo diafragma, pelos músculos
entre as costelas (músculos intercostais), pelos músculos
do pescoço e pelos músculos abdominais.
➔ Normalmente, uma elevada concentração de dióxido de
carbono é o estímulo mais forte para se respirar mais
profundamente e com maior frequência. Por outro lado,
quando a concentração de dióxido de carbono no sangue é
baixa, o cérebro diminui a frequência e a profundidade das
respirações.
Ventilação Pulmonar
➔ É o processo onde os gases são trocados entre a atmosfera e os alvéolos.
➔ O ar flui entre a atmosfera e os pulmões devido as diferenças alternadas de pressão
criadas pela contração e relaxamento dos músculos respiratórios.
➔ Deslocamento de ar: zona de alta pressão para zona de baixa pressão F = Δ P/R
➔ A resistência das vias aéreas é normalmente baixa, porém estímulos nervosos e fatores
químicos podem mudar o diâmetro dos bronquíolos, alterando a resistência e o fluxo de
ar.
➔ A distensibilidade pulmonar é normalmente alta devido ao componente elástico do
tecido pulmonar e à habilidade do surfactante para reduzir a tensão superficial do líquido
alveolar.
Leis dos Gases:
Lei de Boyle afirma que o produto da
pressão e do volume é uma
constante para uma devida massa de
gás confinado enquanto a
temperatura for constante.
Complacência
➔ Distensibilidade do sistema sendo
a capacidade de se estirar.
➔ A Variação de volume dos
pulmões é diretamente proporcional
à intensidade da pressão gerada
pelos músculos inspiratórios.
➔ Complacência alta é igual
a facilidade de expansão,
já complacência a baixa resistência de
expansão.
Caroline de Paula dos Reis
Biofísica da Respiração
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Resumo Ilustrado de Biofísica
UFPR – 2021
Profa. Silvia Prado
BIBLIOGRAFIA: 
● Catálise enzimática. Disponível em: <http://homepage.ufp.pt/pedros/bq/Enzimas.htm> Acesso em 09-08-2020 às 18:14 h.
● Cinética enzimática. Disponível em: <https://www.youtube.com/watch?v=UBiL4ds00y8> Acesso em 15-08-2020 às 16:35 h.
● LEHNINGER, T. M., NELSON, D. L. & COX, M. M. Princípios de Bioquímica. 6ª Edição, 2014. Ed. Artmed Cap 6.3 páginas 200-213.
● Imagens ilustrativas retiradas do Google.
Trocas Gasosas
➔ As leis dos gases mostram a relação entre pressão parcial,
solubilidade e concentração gasosa.
➔ Respiração externa: o O2 é carregado dos alvéolos para dentro dos
capilares pulmonares e o CO2 descarregado dos capilares
pulmonares para dentro dos alvéolos.
➔ Respiração interna: o O2 é descarregado dos capilares sistêmicos
para dentro das células e o CO2 carregado das células para dentro
dos capilares sistêmicos.
➔ A eficiência das trocas gasosas dependem de vários fatores
incluindo área de superfície, gradiente de pressão parcial, fluxo
sanguíneo e fluxo de ar.
➔ Durante a respiração externa, a relação ventilação perfusão
mantém fluxo de ar e fluxo sanguíneo em proporções próprias para
trocas gasosas eficientes.
Efeito Bohr: É caracterizado pelo estímulo à dissociação entre o oxigênio e a hemoglobina, causando liberação de oxigênio para o sangue.
Efeito Haldane: É a expressão que designa o aumento da tendência do dióxido de carbono de deixar o sangue conforme aumenta a
saturação da hemoglobina pelo oxigênio.
• O O2 é transportado por dois caminhos:
Dissolvido no plasma ou Ligado a hemoglobina, como
oxihemoglobina (HbO2). A saturação da hemoglobina por
O2 é afetada por: PO2; pH; Temperatura; PCO2; e 2,3-
difosforoglicerato.
• O CO2 é transportado por três caminhos:
Dissolvido no plasma Ligado com hemoglobina, como
carboxihemoglobina (HbCO2) Proteínas plasmáticas
convertido em íons bicarbonato.
• O transporte de O2 facilita a liberação de CO2 pela
hemoglobina. Isto é conhecido como Efeito Haldane. O
transporte de CO2, através da formação de íons
hidrogênio, facilita a liberação de O2 pela hemoglobina. O
efeito de redução do pH com a liberação de O2 é
conhecido como Efeito Bohr.
Resistência de vias aéreas
Vias áreas com maior diâmetro tem menor
resistência sendo uma situação de inalação,
vias aéreas com menor diâmetro tem maior
resistência sendo uma situação de exalação.
Pode ocorrer broncodilatação ou
broncoconstrição provocados por asma ou
DPCO.
Resistência de vias
aéreas
BRONCODILATAÇÃO
Aumento do CO2
(ativação parácrina) no
ar expirado relaxa o
músculo liso no
bronquíolo.
A adrenalina pode ser
usada pois é dilatador.
Resistência de vias aéreas -
BRONCOCONSTRIÇÃO
Histamina liberada em reações alérgicas,
aumenta a resistência ao fluxo de ar, diminui
a quantidade de ar que entra nos alvéolos.
Inervação parassimpática, uso de adrenalina
nos receptores beta2 para tratar crise
asmática.
Resistência de vias aéreas
Há vários fatores internos e
externos que podem
interferir nas vias aéreas
do sistema de respiração,
na figura abaixo estão
listados alguns exemplos
dos mesmos.
BIBLIOGRAFIA:
•SILVERTHORN, D Fisiologia Humana Uma Abordagem Integrada, 7ª Edição. Ed. Artmed 2017. Cap 17.
•Fisiologia Respiratória. Disponível em: <https://www.ufjf.br/laura_leite/files/2019/05/Sistema-respirat%c3%b3rio-1.pdf.pdf> Acesso em 28-01-2021 às 22:38h.
•Fisiologia Respiratória. Disponível em: <https://www.ufjf.br/laura_leite/files/2019/03/Mec%c3%a2nica-Respirat%c3%b3ria2.pd9> Acesso em 29-01-2021 as 
08:05h.
•Fisiologia Humana 7 Sistema Respiratório. Disponivel em: <https://pt.slideshare.net/herbertsantana22/fisiologia-humana-7-sistema-respiratrio> Acesso em 30-
01-2021 às 13:00h
Fisiologia Respiratória. Disponível em: <https://slideplayer.com.br/slide/3650962/> Acesso em 30-01-2021 às 13:12h
•Imagens ilustrativas retiradas do Google e do livro listado acima.
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Profa. Silvia Prado
Caroline de Paula dos Reis
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http://homepage.ufp.pt/pedros/bq/Enzimas.htm
https://www.youtube.com/watch?v=UBiL4ds00y8
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Profa. Silvia Prado
Resumos elaborados por 
estudantes do curso de 
Ciências Biológicas