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.
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4. Importância

A maioria dos fenômenos que
ocorrem em um ser, qualquer que
seja o nível estrutural ou de evolução,
é físico.
Hidrodinâmica circulatória
Fenômenos da
Inspiração e expiração
Funcionamento do coração
Visão, audição
transporte de gases
Raios laser
Raio- x
Ultra-sonografia
5. Classificação

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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
1960 – SI (Sistema Internacional)
Massa ( Kg, g, mg)
 Espaço ( metro, centímetro,
milímetro)
 Tempo ( segundos, minuto ( 60
segundos), a hora ( 3.600 segundos)
 Volume (L, ml)



MKS – metro, quilograma e segundo
CGS – centímetro, grama e segundo
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 força 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.

Assim, a água é "fina", tendo uma
baixa viscosidade, enquanto óleo
vegetal é "grosso", tendo uma alta
viscosidade

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.


A viscosidade do sangue, depende da porcentagem de
eritrócitos no sangue. Quando esta porcentagem
aumenta, aumenta a viscosidade.

Os fumantes geralmente têm um hematócrito (quantidade
de glóbulos vermelhos para o volume de sangue) 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?