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Líquidos corporais e membranas biológicas
Universidade Federal do Piauí 
Centro de Ciências da Saúde
Disciplina: Biofísica
1. Água e sua importância biológica
2. Líquidos corporais: Distribuição da água pelo corpo 
humano
3. Líquidos corporais: Constituintes dos Líquidos 
Extracelular e Intracelular
4. Membrana Celular: mecanismos de controle dos 
constituintes intra e extracelular
Tópicos da aula
1. Água e sua importância biológica
1909 – Albert Einstein estuda o movimento browniano e a 
difusão. 
“Corpos de tamanho visível ao microscópio, em suspensão líquida, 
devem executar, como conseqüência dos movimentos térmicos 
moleculares, movimentos de tal magnitude que podem ser facilmente 
observáveis”
Albert Einstein
(1879-1955) Nobel 1921
1. Água e sua importância biológica
• Sistemas biológicos são compostos por 75% de água
• No ser humano: pode variar de acordo com a idade, biótipo e ingestão alimentar
fonte: http://www.uff.br/WebQuest/pdf/osmo.html
1. Água e sua importância biológica
Fatores que alteram a [água]:
IDADE: o percentual decresce com a idade
• crianças 75-80% do peso corporal
• idosos 40-50% do peso corporal.
SEXO: 
• porque tem maior proporção de tecido adiposo.
• mulher tem menos água corporal
PESO: 
• porque a quantidade de tecido adiposo é maior.
• obesos tem menos água corporal
1. Água e sua importância biológica
Fenomenos decorrentes de alteração da concentração de água
1- Desidratação
2- Edema
3- Anasarca
1. Água e sua importância biológica
Desidratação
Ocorre quando o organismo apresenta 
quantidade insuficiente de água.
• Fatores associados: 
- Ingestão insuficiente 
- Perdas excessivas de água (Diarréia...)
• Sintomas da desidratação:
- Volume sanguíneos reduzido
- Pele áspera
- Fraqueza e sensação de corpo pesado
(alterações musculares)...
1. Água e sua importância biológica
Edema
Acúmulo anormal de líquido no espaço intersticial
• Causas: 
cardíaca, renal, pulmonar, desnutrição,
obstrução venosa ou linfática.
• Edema generalizado: 
acumulo de líquidos no
corpo inteiro
1. Água e sua importância biológica
Anasarca
Edema sistêmico devido ao acúmulo de fluido no espaço extracelular. 
Exemplos de patologias:
1. Insuficiência cardíaca ou renal
- Síndrome nefrótica - perda de proteínas na urina
- Insuficiência cardíaca congestiva - os líquidos não circulam 
adequadamente pelo corpo e os rins retêm água;
2- Cirrose hepática: o fígado não produz proteínas sanguíneas o 
suficiente
3- Desnutrição quando há extrema deficiência de proteínas 
(sindrome de Kwashiorkor);
1. Água e sua importância biológica
• Componente mais abundante no 
ser humano
• Exerce funções como: 
- Solvente para compostos 
hidrofílicos
- Estrutura para células 
- Ações fisiológicas: digestão, 
absorção, excreção 
1. Água e sua importância biológica
• Propriedades biofísicas da água participam da homeostase corporal
- Calor específico da água atua como moderador térmico:
Ex. Para aquecer 1 litro de água em 1ºC são necessários 4,2kJ (1kcal)
- Calor de vaporização:
Ex. Para elevar a agua de 37ºC a 100ºC são necessários 43kJ/mol
Vantagens do Ce e Cv:
para desidratação por calor é necessário grande aumento de energia logo agua atua 
como termoregulador
1. Água e sua importância biológica
Comparando o calor específico da água com outras 
substancias
Nota: O alto calor específico da 
água mostra que para aumentar 
a temperatura é necessário um 
alto gasto energético
1. Água e sua importância biológica
Utilização dos mecanismos de evaporação da água para controle da temperatura
Eliminação do suor e ventilação pulmonar auxiliam na termoregulação
1. Água e sua importância biológica
Outras propriedades biofísicas da água e sua importância na regulação da homeostase
Tensão superficial
- aumenta a resistência 
pulmonar
- Produção de surfactantes
Viscosidade
- Baixa viscosidade favorece o 
escoamento dos fluidos corporais
A regulação dos volumes constantes de líquidos corporais é crucial para manutenção da 
homeostase corpórea.
2. Líquidos corporais: Distribuição da água 
pelo corpo humano
Quantidade diária de ganho e 
perda de água (mL/dia) - normal
Ganho Normal Exercício 
Prolongado
Ingestão de líquidos 2100 ?
Do metabolismo 200 200
Total ganho 2300 ?
Perdas
não percebidas – pele 350 350
não percebidas – pulmões 350 650
Suor 100 5000
Fezes 100 100
Urina 1400 500
Total perdido 2300 6600
Mas como os líquidos corporais são 
distribuídos???
2. Líquidos corporais: Distribuição da água 
pelo corpo humano
Compartimentos de líquidos corporais
Liquido Transcelular (LIT)
2% do peso corporal
Agua total do organismo
60% do peso corporal
Liquido Intracelular (LIC)
40% do peso corporal
Liquido Extracelular (LEC)
20% do peso corporal
Liquido Intersticial
14% do peso corporal
Plasma
4% do peso corporal
Liquidos de espaços sinoviais
Peritônio
Pericardio
Liquidos Intra-oculares
Liquidos cefalorraquidianos
2. Líquidos corporais: Distribuição da água 
pelo corpo humano
Massa corporal
(Mulher)
Massa corporal
(Homem)
2. Líquidos corporais: Distribuição da água 
pelo corpo humano
O volume sanguíneo e sua importância como parâmetro biofísico
• Mistura de LIC e LEC
Plasma + celulas
• Paramento Biofísico:
Hematócrito
• Fração do sangue que corresponde ao total Hemácias
Normal: 0,36 (mulher) e 0,40 (homem)
Anemia: valores abaixo até 0,10
Policitemias: valores acima até 0,65
3. Líquidos corporais: Constituintes dos 
Líquidos Extracelular e Intracelular
• A osmolaridade é a mesma
• As composições iônicas são as mesmas mas com variação na concentração
O que mantem tal variação?
3. Líquidos corporais: Constituintes dos 
Líquidos Extracelular e Intracelular
Membrana Capilar
Plasma x Intestício - membranas capilares são permeáveis a íons
Cations (+) - concentração igual nos meios
Ânions (-) - maior concentração no meio interstício
3. Líquidos corporais: Constituintes dos 
Líquidos Extracelular e Intracelular
Membrana Plasmática
LIC x LEC - Membranas com permeabilidade seletiva
LIC – quantidades pequenas de Na, Cl, Ca
- quantidades grandes de K, PO4, Mg, SO4, 
3. Líquidos corporais: Constituintes dos 
Líquidos Extracelular e Intracelular
LIC ≠ LEC
A OSMOLARIDADE do LIC é igual à do LEC porque o somatório da concentração de 
eletrólitos e outros componentes hidrofílicos é igual em ambos sistemas
Próxima aula…..
• Membranas biológicas: mecanismos de 
controle dos constituintes intra e 
extracelular
4. Membranas biológicas: mecanismos de 
controle dos constituintes intra e 
extracelular
Se membranas são semi-permeáveis quais mecanismos 
regulam a troca de solutos e água???
Como as membranas mantem concentração de solutos 
e água diferentes?
4. Membranas biológicas : mecanismos de 
controle dos constituintes intra e 
extracelular
Membrana capilar e seus mecanismos biofísicos de regulação da água
Efeitos biofísicos de osmose interferem na pressões do plasma e fluído intersticial!!!
P. Hidrostática
Força exercida pelo 
liquido
P. Oncótica
Força exercida pelas 
proteínas do plasma
4. Membranas biológicas : mecanismos de 
controle dos constituintes intra e 
extracelular
Osmose
Difusão de água através de uma membrana semi-permeável de uma região de maior
concentração para outra de menor concentração.
4. Membranas biológicas : mecanismos de 
controle dos constituintes intra e 
extracelular
Osmose
4. Membranas biológicas : mecanismos de 
controle dos constituintes intra e 
extracelular
Efeitos celulares da osmose
4. Membranas biológicas : mecanismosde 
controle dos constituintes intra e 
extracelular
A importância da aquoporina para regulação de água
4. Membranas biológicas : mecanismos de 
controle dos constituintes intra e 
extracelular
E o transporte de outros elementos como é realizado 
pelos sistemas membranares?
4. Membranas biológicas : mecanismos de 
controle dos constituintes intra e 
extracelular
Mecanismos de transporte de íons e pequenas moleculas
4. Membranas biológicas : mecanismos de 
controle dos constituintes intra e 
extracelular
Difusão Simples
Sem gasto de energia
Passagem por canais protéicos
Ex. Canais de Na+, K+
Espaços entre os fosfolipídios. 
Ex. hormônios esteroidais, gases (O2, CO2 N2)
Difusão de substâncias com auxilio de proteínas ou moléculas carreadoras – para internalização
Ex. Glicose-Insulina, outros açúcares (Galactose, arabinose..) e aminoácidos.
Difusão Facilitada
4. Membranas biológicas : mecanismos de 
controle dos constituintes intra e 
extracelular
Difusão Facilitada
4. Membranas biológicas : mecanismos de 
controle dos constituintes intra e 
extracelular
Int J Mol Sci. 2014 Oct; 15(10): 17827–17837.
Passagem de substâncias através de canais ou bombas com gasto de ATP
Sistema contra-fluxo
Ex. (Na+/K+)ATPase; Ca2+-ATPase
Transporte Ativo Primário
Na+
K+
ATP
ADP
Pi
FONTE: www.octopus.furg.br/ensino/anima/atpase/NaKATPase.html
4. Membranas biológicas : mecanismos de 
controle dos constituintes intra e 
extracelular
Ex. (Ca+/Na+)ATPase; (H+/Na+)ATPase; (Glicose/Na2+)ATPase
Transporte Ativo Secundário
4. Membranas biológicas : mecanismos de 
controle dos constituintes intra e 
extracelular
Sistema contra-fluxo
com gasto energético
4. Membranas biológicas : mecanismos de 
controle dos constituintes intra e 
extracelular
gotículas de secreção (celula epitelial)
Fonte: http://www.ufrgs.br/biologiacelularatlas/memb2.htm
4. Membranas biológicas : mecanismos de 
controle dos constituintes intra e 
extracelular
4. Membranas biológicas : mecanismos de 
controle dos constituintes intra e 
extracelular
4. Membranas biológicas : mecanismos de 
controle dos constituintes intra e 
extracelular
Video: Fagocitose
Video: Endocitose (pinocitose)
Video: Exocitose
Bibliografia
1. GUYTON, A.C.; HALL, J.E. Tratado de Fisiologia Médica. 12ª edição. Rio de 
Janeiro: Elsevier, 2011. 
2. HENEINE, I.F. Biofísica Básica. São Paulo: Atheneu, 2002. 
3. DURAN J.H.R. Biofisica - conceitos e aplicações. 1° edição. São Paulo: Pearson 
Education, 2011. 
4. GARCIA, E.A.C. Biofisica. São Paulo: Sarvier, 2002. 
5. SILVERTHORN, D. U. Fisiologia Humana, uma abordagem integrada. 5ª edição. 
São Paulo: Artmed, 2010. 
Exercícios sobre o tema
1. Porque uma sindrome nefrótica ou uma insuficiencia cardiaca congestiva 
podem resultar em uma anarsaca? 
2. A água é fundamental para o corpo humano. Dentro das suas 
funcionalidades, explique de que forma a mesma pode exercer tantas ações 
fisiológicas como digestão, absorção, excreção e transporte.
3. A homeostase corporal é importante para manutenção das condições 
fisiologicas do ser humano. Durante o metabolismo celular, o sistema 
fisiológico promove reações exotérmicas que tendem a elevar a 
temperatura do corpo. Diante desse aspecto a água atua como moderador 
termico devido as propriedades biofisica associadas a termoregulação. Que 
propriedades são relacionadas ao texto? Correlacione, os conceitos do 
texto com quadros de hipotermia de induviduos que são submetidos a água 
muita por muito tempo e com a aplicação de banho frio quando um 
individuo está febril. 
Exercícios sobre o tema
4. Qual a função da sudorese e respiração na termoregulação?
5. Porque a baixa viscosidade da água favorece o sistema circulatório?
6. Porque a tensão superficial pode diminuir a hematose?
7. Os ganhos e perdas de água corporal são resultantes das atividades de 
rotina de todo ser vivo. Em um exercício prolongado percebemos que 
podemos perder até 5 litros de água através do suor. Explique como o 
organismo tenta equilibrar tais perdas.
8. O hematócrito é um parametro biofísico onde avaliamos o percentual de 
hemacias em relação ao sangue. Entretanto essa analise, pode ser criticada 
pois ele não leva em consideração as alterações morfologicas das hemácias. 
Discuta.
9. A osmolaridade do plasma, liquido intersticial e liquido intracelular são 
praticamente equivalentes. Entretanto, quando analisamos alguns a 
concentração de ions e particulas maiores como fosfocreatina, amino 
ácidos, lactato, ATP, glicose e proteínas percebemos que há variação desses 
elementos em cada compartimento. O que mantem tal variação?
Exercícios sobre o tema
10. Qual a importancia da pressão hidrostática e pressão oncótica para os vasos 
condutores linfático e sanguíneo?
11. Sabendo que a osmose pode interferir no volume celular, explique porque 
temos efeitos tão adversos quando expomos celulas em soluções 
hipertônicas e hipotônicas.
12. O que é aquoporina e qual a sua importancia? (relacione com mecanismo 
renal e fenomenos de desidratação e hidratação)
13. Os canais de sódio e potassio, são fundamentais para diferentes processos 
biofísicos e estão envolvidos com mecanismos de bioeletrogênese. Qual a 
vantagem desses canais executarem mecanismo de difusão simples.
14. Explique a participação dos receptores GLUT no mecanismo de difusão 
facilitada Glicose-Insulina.
15. O transporte ativo só funciona em decorrencia da quebra de ATP. 
Entretanto, existem distintos mecanimos denominados de 
cotransportadores e contratransportadores. Explique suas diferenças.
16. Explique os seguintes mecanismos: fagocitose, pinocitose, exocitose. Cite 
exemplos de sistemas celulares que utilizam esses mecanismos.