conceito biofisica teorico

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BIOFSICA: Um conceitoBiofsica (Fsica Biolgica) o estudo do carter fsico dos fenmenos biolgicos (vitais), estudados em todos os nveis, comeando pelas molculas e as clulas, e terminando pela biosfera em seu conjunto. As investigaes biolgicas comeam com o mapeamento fsico do problema relacionado com a natureza viva. Isto significa que tal questo se formula a partir das leis gerais da Fsica e da estrutura atmica e molecular da matria. Nesta investigao a Biofsica utiliza metodologia, conhecimentos e tecnologias da Fsica, Qumica e Matemtica, guiada por uma filosofia, uma disposio final, com o objetivo de descobrir, aprofundar e dominar os fenmenos biolgicos. Devemos observar que o contedo da Biofsica no est obrigatoriamente ligado utilizao dos equipamentos fsicos, porm os mdicos ou bilogos que utilizam estes aparelhos em geral no se ocupam da Biofsica, embora possam estar envolvidos fenmenos Biofsicos nos eventos estudados com estes aparelhos. Objetivos da Biofsica O enorme campo de atividade da Biofsica, ao lado de sua complexa estrutura, no lhe permite um simples e nico objetivo. Em sntese podem ser enumerados: 1- Estudar os fenmenos biolgicos atravs das leis e princpios da Fsica 2- Adaptar ao estudo da Biologia a tecnologia e mtodos da Fsica. 3- Estudar os efeitos dos agentes fsicos sobre os seres vivos e particularmente, sobre suas ultra-estruturas e seus funcionamentos. 4- Construir modelos fsicos e matemticos dos sistemas vivos. Mtodos de Estudo da Biofsica A Biofsica utiliza para investigao os mesmos mtodos da Fsica, isto , a observao, a experimentao, a induo e a deduo. A seqncia de uma metodologia caracteriza um estudo cientfico. Cada um dos mtodos exige do pesquisador correta atitude que se expressa atravs da honestidade, imparcialidade, precisa tecnologia e extremada ateno ao trabalho. Partes da Biofsica Condicionalmente a Biofsica se divide em cinco partes. Esta diviso em reas de concentrao do conhecimento surgiu naturalmente com o desenvolvimento da Biofsica, pois sua vasta abrangncia fez com que houvesse necessidade de formao de grupos especializados em reas definidas dos diversos campos da Biofsica. Ento, seguindo a natureza viva que se nos apresenta em vrios nveis de complexidade: as molculas, as organelas celulares, clulas, tecidos, organismos, biosfera, temos os diversos nveis de que si ocupa a Biofsica. Que so: Biofsica Molecular Biofsica celular: bioenergtica e bioeletrognese Biofsica dos Sistemas Fisiolgicos Radiobiologia Mtodos e Recursos de Investigao e Anlise utilizados na Biofsica. A Biofsica Molecular estuda a estrutura e as propriedades fsico-qumicas das molculas biologicamente funcionais, sobretudo os biopolmeros, ou seja, as protenas e os cidos nuclicos. A tarefa da Biofsica Molecular consiste em descobrir os mecanismos fsicos, responsveis pela funcionalidade biolgica das molculas, por exemplo, da atividade cataltica das enzimas e distribuio dos gens nos cromossomos. A Biofsica Celular estuda a estrutura e funo dos sistemas celulares e de tecidos. Este domnio da Biofsica considerado o mais velho e tradicional. Suas tarefas fundamentais hoje esto ligadas com o estudo da fsica das membranas biolgicas e dos processos bioenergticos (Bioenergtica). A biofsica da clula inclue o estudo da gnese e transmisso do impulso nervoso (Bioeletrognese), o estudo dos processos mecanoqumicos (em particular a contrao muscular), o estudo dos fenmenos fotobiolgicos (fotossntese e viso). A Biofsica dos Sistemas Fisiolgicos estuda todos os aspectos fsicos e funes dos sistemas fisiolgicos. Que so: Respirao, Circulao, Funo Renal, Audio, Viso e a Biomecnica dos msculos e esqueletos. Radiobiologia estuda os efeitos das radiaes sobre os seres vivos, desenvolvendo sua metodologia. Dentro deste campo destacam-se duas sub-reas a das radiaes ionizantes e a das radiaes excitantes (fotobiologia). Mtodos e Recursos de Investigao e Anlise utilizados na Biofsica. O desenvolvimento de uma srie de mtodos e tcnicas de anlise com aplicao na investigao dos fenmenos Biofsicos deu origem a um campo da Biofsica que se dedica a elaborao de tcnicas que do suporte a investigao Biofsica. Segundo a caracterstica fsica ou fenmeno em que se baseiam podemos classificar estes mtodos em: a) Mtodos de investigao baseados nas caractersticas fsicas (massa molecular, dimenses e formas): - Sedimentao - Ultrafiltrao 12345-

- Disperso da luz - Disperso dos Raios X - Cromatografia - Eletroforese. b) Mtodos de investigao baseados na interao das substncias com a radiao (dos raios X radiofrequncia): - Espectrofotometria de Absoro: infravermelho, visvel, ultravioleta. - Espectrofotometria de Emisso: fluorescncia, absoro atmica - Dicroismo Circular - Disperso tica-rotatria - Difrao de Raios X - Espectroscopia de Ressonncia Gama (efeito Mossbauer) - Ressonncia Paramagntica Nuclear(NPR) - Ressonncia Paramagntica Eletrnica (EPR) - Ressonncia Magntica Nuclear (NMR) - Microscopia tica - Microscopia Eletrnica - Radiografia - Tomografia Computadorizada - Ultrassonografia c) Mtodos de investigao baseados na emisso de radiao por substncias radioativas incorporadas aos sistemas biolgicos (biomolculas, clulas, tecidos, rgos). So tcnicas radioscpicas que utilizam os traadores radioativos em pesquisa biolgica, por exemplo: - Auto-radiografia - Radioimunoensaio - Marcao radioisotpica - Cintilografia.

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Soluesl - INTRODUO Todos os seres vivos, do ponto de vista biofsico, constituem-se de uma poro (ou pores) de soluo cujo volume determinado por meio de membranas biolgicas. Sob este ponto de vista uma ameba ou um animal pluricelular podem ser considerados como uma soluo ou um conjunto de solues, embora altamente complexas e heterogneas. A composio qumica de uma clula depende do tipo de clula, da regio que se est examinando e varia continuamente com o tempo. Diz-se que a vida comeou nos oceanos primitivos, portanto, em uma soluo aquosa. Todos os animais, aquticos ou no, procuram conservar-se com uma composio dentro de determinados limites, caractersticos da sua espcie. Qualquer variao, se no corrigida, pode levar a alteraes fisiolgicas que terminam resultando na morte do animal. Na espcie humana, por exemplo, a + concentrao extracelular de K deve permancecer nos limites de 4,5 a 5,5 mEq/l. Alteraes para cima ou para baixo desses limites podem levar morte por parada cardaca. Qualquer pesquisa na rea biolgica faz uso de reagentes na forma de soluo. A maior parte dos medicamentos empregados na rea biomdica apresentada sob a forma de soluo: antibiticos, anestsicos, vitaminas, minerais, antitrmicos, analgsicos, vacinas. Na recuperao de pacientes desidratados ou para a manuteno do volume hdrico durante uma cirurgia ou no ps-operatrio, faz-se uso de solues cujo volume, composio e velocidade de administrao devem ser estritamente controlados e so calculados com base no peso do paciente, no grau de desidratao e outros parmetros clnicos. ll - COMPOSIO Qualquer soluo constituda basicamente por, no mnimo, dois componentes: o soluto e o solvente. O plasma sanguneo, por exemplo, uma soluo constituda de grande quantidade de gua, que o solvente, na qual esto dispersos vrios solutos, tais como: protenas, sais minerais, aminocidos, acares, vitamins, hormnios e outros. Tratando-se de lquidos biolgicos, teremos sempre a gua como solvente e a maior parte dos solutos na forma slida. Uma exceo importante consiste na dissoluo dos gases envolvidos na respirao celular nos lquidos biolgicos. Ill - CONCENTRAO Caracteriza-se qualitativamente uma soluo identificando-se quimicamente o seu solvente e o seu soluto, ou seus solutos por exemplo: soluo aquosa de NaCl. Quando no se especifica o solvente, subentende-se que seja a gua. A caracterizao quantitativa de uma soluo feita por dois parmetros: a sua concentrao ( C ) e o seu volume (V). Como existe uma relao matemtica entre esses dois parmetros e, alm disso, possvel ter-se vrios volumes de uma soluo com a mesma concentrao, a caracterizao quantitativa das solues feita comumente apenas pela sua concentrao. Por definio a concentrao C de uma soluo a relao entre a quantidade de soluto (Q) e o volume da soluo (V) :

Q C = ----V

==>

Q=C.V

==>

Q V = ----C

Dessa definio, deduz-se que a quantidade de soluto (Q) presente em uma soluo sempre igual ao produto da concentrao (C) pelo volume da soluo (V).

IV-UNIDADES DE CONCENTRAO Da definio de concentrao conclui-se que as unidades de concentrao dependem das unidades de medidas ou de expresso da quantidade de soluto e do volume da soluo. Por exemplo : se a quantidade de soluto for expressa em grama (g) e o volume da soluo em litro (l) a concentrao ser em g/l. Na rea biomdica as unidades de concentrao mais utilizadas so as seguintes: mg/ml............................................indica a quantidade de miligrama de soluto existente em cada um mililitro de soluo. mg%..............................................indica a quantidade de miligrama de soluto existente em cada cem mililitros de soluo. 3 g/ml(g/cm )....................................indica a quantidade de grama de soluto existente em cada um mililitro de soluo. g%.................................................indica a quantidade de grama de soluto existente em cada cem mililitros de soluo.

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M ou mol / l...................................indica o nmero de moles de soluto existente em cada um litro de soluo. mM ou mmol/l...............................indica o nmero de milimoles de soluto existente em cada litro de soluo. N ou Eq/l................................ indica o nmero de equivalentes-grama de soluto (em relao a uma determinada funo) existente em cada um litro de soluo.

mEq/l.............................................indica o nmero de miliequivalentes-grama de soluto(em relao a uma determinada funo) existente em cada um litro de soluo. Osm ou osmol/l..............................indica o nmero de moles de partculas de soluto