Biofísica Patrícia de Lima Martins
1. Conceito É uma ciência interdisciplinar que aplica as teorias, a metodologia, conhecimentos e tecnologias da Matemática, Química e Física para resolver questões da Biologia.
2. Objetivo A Biofísica é uma área de conhecimento cujo objetivo é o estudo de fenômenos físico-biológicos que envolvem organismos vivos e comportamentos resultantes dos vários processos da vida.
A biofísica busca enxergar o ser vivo como um corpo, que ocupando lugar no espaço, e transformando energia, existe num meio ambiente o qual interage com este ser. É estudada por algumas ciências da saúde e biológicas, como Biologia, Biotecnologia, Enfermagem, Fisioterapia Farmácia etc.
3.Histórico O termo Biofísica é relativamente recente porém o conteúdo científico não. Leonardo Da Vince: máquina voadora; Robert Hooke: fundador da teoria celular; Thomas Young: teoria sobre a visão das cores; Poisseyillo: estudo físico da circulação sanguínea; Robert Mayer: relacionou trabalho muscular e calor dissipado.
4. Importância A maioria dos fenômenos que ocorrem em um ser, qualquer que seja o nível estrutural ou de evolução, é físico. Hidrodinâmica circulatória Funcionamento do coração Visão, audição Fenômenos da Inspiração e expiração transporte de gases Raios laser Raio- x Ultra-sonografia
5. Classificação Bioenergética: as fontes de energia utilizadas pelos seres vivos; Biomecânica: conhecimentos sobre o sistema esquelético, músculos e mecanismos de contração; Biofísica-química: agrupa os fenômenos fisico-químicos dos seres vivos ( difusão, osmose, diálise, viscosidade); Radiologia: efeitos da radiação sobre os seres vivos; Biofísica molecular: estuda os ácidos nucléicos no aspecto estrutural e funcional. Distribuição dos gens e cromossomos.
Biofísica das funções orgânicas: aspectos físicos de funções ( respiração, circulação, excreção renal, visão, audição) Biofísica tecnológica: Engenharia biomédica.
Grandezas Físicas na Biologia
Grandeza é tudo aquilo que envolva medidas. Medir significa comparar quantitativamente uma grandeza física com uma unidade através de uma escala pré-definida.? A Matéria pode ser reconhecida pelos objetos, pelos corpos; A Energia pelo calor, pela luz, pelo som; O Espaço pode ser reconhecido pelas áreas, volume e distâncias; O Tempo reconhece-se pelo decorrer da vida, sucessão dos acontecimentos.
Grandeza,Qualidades ou Composição Fundamental do Universo MATÉRIA (representada pela letra M (Massa); ENERGIA (representada pela letra E ); ESPAÇO (representado pela letra L ); TEMPO (representado pela letra T ).
Os seres vivos são compostos de MATÉRIA, utilizam e produzem ENERGIA, possuem VOLUME e realizam suas atividades em determinadas unidades de TEMPO. Esses são os parâmetros fundamentais e são quantificados e qualificados como grandezas.
A BIOFÍSICA é o estudo da Matéria, Energia, Espaço e Tempo nos Sistemas Biológicos
Sistemas de Medidas Massa ( Kg, g, mg) Espaço ( metro, centímetro, milimetro) Tempo ( segundos, minuto ( 60 segundos), a hora ( 3.600 segundos) Volume (L, ml)
Massa (M) É a medida que mensura a quantidade de matéria de um corpo. A massa dos indivíduos varia de acordo com diversos fatores. Comprimento, área e volume, variam em larga escala, da mesma forma e acompanhando a massa.
MASSA: é a medida da quantidade de matéria de um ser vivo. PESO: é a resultante da força exercida pela massa sob ação da gravidade. A massa de indivíduos em biologia médica é um indicador de higidez dos indivíduos.
Densidade densidade = MASSA VOLUME A densidade representa a matéria dispersa no volume. A densidade dos tecidos biológicos é próxima à da água, exceto o tecido ósseo. Densidade da água: 1,00g.cm3 Densidade do sangue humano: 1,057g.cm3 Variações além ou aquém, desses limites, significam alterações que podem ser patológicas
Velocidade ( v ) Os seres vivos, suas partes, seus componentes( sangue), estão sempre em movimento (mudança de posição no espaço). Esse movimento é medido pela velocidade (espaço percorrido em determinada unidade de tempo)
V = ESPAÇO TEMPO A velocidade dos impulsos nervosos, da corrente sanguínea, dos deslocamentos musculares. V= m/s¹
Ex: Uma hemácia marcada com radioisótopo se desloca entre dois pontos de um vaso sanguíneo. A distância entre dois os pontos é 0,8m e o tempo gasto foi de 0,01s. Calcular a velocidade da corrente sanguínea.
Aceleração (a) Variação da velocidade por unidade de tempo. a = v tempo
Aceleração do ar nas vias aéreas, do sangue na ejeção cardíaca. A aceleração gravitacional é aceleração resultante da força de atração dos corpos pelo planeta. Ao nível do mar a aceleração gravitacional é: g= 9,8 m.s2
Ex: Calcule a aceleração das hemácias em uma contração ventricular sabendo que a velocidade é 30 m/s e o tempo 0,2 s.
Pressão (P) É definida como uma força agindo numa área delimitada. A unidade SI é o pascal (Pa) e corresponde a forca de um Newton atuando numa área de um metro quadrado.
P = Força Área A Pressão osmótica é a força exercida pelas moléculas da solução na paredes celulares; A pressão sanguínea é a força que o sangue exerce sobre as paredes dos vasos.
Viscosidade É a resistência interna de um liquido, fluido ou gás. A viscosidade tem enorme importância biológica, no escoamento de líquidos, como na circulação sanguínea, lubrificação de articulações.
A temperatura influencia o valor da viscosidade, a água a 37 C, tem 0,7 x 10 poise, já a 20 C tem 1,0 x 10. A viscosidade do sangue humano, a 37 C, varia entre 0,21 a 0,32 x 10 poise ou seja 4 vezes maior que a água. Todos os líquidos se tornam mais viscosos com a diminuição da temperatura. Uma mudança de 37 ºC para 0 ºC aumenta a viscosidade do sangue Ex :Paciente que entra em estado de choque, devido a um acidente a temperatura de seu corpo cai; aumenta a viscosidade do sangue. Resulta em queda do fluxo sanguíneo. Essa é uma das razões pelas quais as vítimas de acidentes devem ser cobertas, para evitar uma diminuição grande de suas temperaturas.
Assim, a água é "fina", tendo uma baixa viscosidade, enquanto óleo vegetal é "grosso", tendo uma alta viscosidade
A viscosidade do sangue, depende da porcentagem de eritrócitos no sangue. Quando esta porcentagem aumenta, aumenta a viscosidade. Os fumantes geralmente têm um hematócrito mais alto do que os não-fumantes. Este é o resultado provável do fato de os fumantes inspirarem 250 ml de monóxido de carbono (CO) para cada pacote de cigarros fumado. O CO reduz a habilidade dos eritrócitos em transportar O2 e o corpo compensa este fato produzindo mais eritrócitos. Quanto maior o hematócrito, maior a viscosidade, o que pode provocar a maioria das doenças cardiovasculares, tais como derrames e ataques de coração.
Frequência O número de vezes que um evento ocorre num intervalo determinado de tempo; Podemos medir a frequência cardíaca, os ciclos respiratórios,ondas cerebrais. A unidade da freqüência é o Hertz (Hz), corresponde a eventos por segundo f= 1/ Tempo(s)
Uma substância radioativa emite 100 impulsos em 1 segundo. Qual a frequência da emissão?