Ciclo Básico

Biofísica: aplicação de princípios físicos na compreensão dos processos biológicos

Biofísica: aplicação de princípios físicos na compreensão dos processos biológicos

Compartilhar
Imagem de perfil de Graduação Médica

Biofísica: esse post reúne todas as informações que você precisa para passar na disciplina.

A biofísica é um campo interdisciplinar que associa conceitos da física aplicado à medicina e à biologia para compreender fenômenos biológicos.

Existem diversas técnicas experimentais e teóricas utilizados pela biofísica na medicina, tais quais os exames de imagem com radiação ionizante como a tomografia e a radiografia, além de outros como a ultrassonografia e a ressonância magnética.

Como disciplina curricular, a biofísica é estudada em integração com a fisiologia e anatomia na maioria dos cursos de medicina, utilizando casos clínicos como forma de abordagem dos conceitos mais importantes nesse campo.

Vem com a gente para compreender mais sobre a biofísica e suas aplicações na medicina!

O que é a biofísica?

A biofísica estuda os fenômenos físico-biológicos que envolvem os organismos vivos interferindo em seus comportamentos. A abordagem macroscópica e microscópica é utilizada por essa ciência.

Ao associar o conhecimento subsidiado pela biofísica com a anatomia e a fisiologia, entendemos como a biofísica é importante para compreensão de processos biológicos e da melhoria de técnicas que envolvem exames de imagem.

Quais os principais objetivos de estudo da biofísica na formação médica?

O estudo da biofísica na medicina em geral possibilita a compreensão de alguns temas que listamos abaixo para que você consiga entender a relevância e aplicação prática desses conhecimentos.

Bioeletricidade

Dentro da bioeletricidade, estudamos principalmente a biofísica das membranas excitáveis e a formação das ondas do eletrocardiograma. 

As membranas excitáveis dependem muito da ação da bomba de sódio e potássio e possuem uma capacitância devido a existência de uma matriz lipídica. A difusão de íons e a formação do potencial de ação e repouso são conceitos-chaves nesse tema.

O entendimento sobre como um eletrocardiograma funciona parte da compreensão do funcionamento normal da eletromecânica do coração e toda atividade elétrica registrada no miocárdio associada a anatomia e a introdução de eletrodos.

Nesse contexto, o processo de ativação e repolarização de átrios e ventrículos; como ocorre a captação dos potenciais elétricos cardíacos e como o eletrocardiógrafo funcionam são contribuições da biofísica para a cardiologia.

A morfologia das ondas, a medida das durações e suas amplitudes, problemas de condução, ritmo e frequência cardíaca são assuntos onde a biofísica tem um papel indispensável por explicar a gênese desses eventos.

Biotermologia

A biotermologia nos ajuda a compreender como ocorre o controle da temperatura corporal, as trocas de calor entre o corpo e o ambiente e os fatores que interferem na homeostase dessa propriedade.

Juntamente com os conceitos da fisiologia, a biofísica nos auxilia a compreender o estresse térmico e como funcionam aparelhos que aferem a temperatura corporal, como os termômetros. 

Febre, hipertermia e hipotermia são alguns fenômenos abordados na biotermologia.

Bioacústica

A bioacústica explica a biofísica dos sons e da audição, incluindo alguns conceitos importantes para a compreensão do funcionamento do sistema auricular. São eles:

  • Onda longitudinal e onda transversal;
  • Corpo elástico e corpo plástico;
  • Ressonância sonora e propagação do som;
  • Alterações do som durante a propagação, que inclui refração, intensidade, espalhamento, reflexão e resistência do meio;
  • Alterações de timbre;
  • Classificação dos sons.

Além da física dos sons, a bioacústica nos ajuda a compreender a fonação como um todo, desde a produção até a emissão da voz.

Os potenciais microfônicos, as vias e centros nervosos da audição, o ganho mecânico e a transmissão do som ao ouvido externo são explorados na bioacústica e, como percebemos, se relaciona intimamente com o conhecimento da anatomia auricular.

A otorrinolaringologia é uma especialidade médica que faz uso aplicado desses conceitos na prática diária, mas todo médico precisa conhecer esses temas para identificar corretamente as patologias e referenciar o paciente para o especialista.

A bioacústica é fundamental para compreendermos a dinâmica por trás da realização de uma ultrassonografia, tanto para a técnica do exame quanto no funcionamento do aparelho.

Por fim, a bioacústica nos auxilia a entender também como funciona o estetoscópio – um dos aparelhos mais comuns utilizados durante o exame físico na medicina, seja para ausculta pulmonar ou cardíaca, por exemplo.

Biomecânica

A biomecânica é fundamental para compreensão da biofísica respiratória em geral ao abordar temas como:

  • Mecânica da respiração;
  • Pressão pulmonar;
  • Medidas espirográficas;
  • Complacência pulmonar;
  • Tensão superficial;
  • Controle da respiração.

Evidentemente, o conhecimento de fisiologia e anatomia do sistema respiratório estão intimamente relacionados a biomecânica.

Bio-óptica

Por meio da bio-óptica conseguimos compreender a biofísica da visão a partir das noções sobre a formação de imagens nas lentes, os tipos de lentes, adaptação e acomodação do olho e os defeitos ópticos.

Alguns conceitos-chaves dentro da bio-óptica estão relacionados a física por trás da luz, como:

  • Difração;
  • Interferência;
  • Reflexo;
  • Refração;
  • Refringência;
  • Trajetória do raio luminoso;
  • Lentes;
  • Convergência.

Biofísica das radiações ionizantes

A biofísica das radiações ionizantes nos ajuda na compreensão da radiografia desde os princípios do raio X ao funcionamento do exame e formação da imagem. Um outro exame que emite esse tipo de radiação é a tomografia.

Além desses temas, a radioproteção também é abordada nesse conjunto.

Técnicas especiais em biofísica

A ressonância magnética nuclear é o principal tema referente às técnicas especiais em biofísica. Conceitos como campo magnético, orientação paralela e antiparalela e a obtenção das imagens são explicados pela biofísica.

Como estudar para uma prova de biofísica na faculdade de medicina?

É possível que durante suas sessões de estudo de biofísica você se sinta perdido pela inclusão de vários conceitos de física que estão presentes. Assim, recomendamos que você realize uma revisão geral sobre física para um melhor aproveitamento.

Uma forma interessante de estudo na biofísica é associar os conhecimentos à prática médica. Isso é proveitoso e bem aplicado nos estudos do sistema cardiovascular, por exemplo, já que algumas patologias como as arritmias têm gênese baseada em desregulações do aspecto eletrofisiológico do órgão.

A utilização de um bom livro-texto é fundamental para te ajudar a compreender bem esses assuntos e mandar bem na prova. Livros com ilustrações podem ser particularmente muito úteis em seu estudo.

No Brasil, os principais livros-texto de biofísica utilizados são:

  • DURAN J. E. R. Biofísica – Fundamentos e aplicações. Editora Prentice Hall (Pearson) 2ª edição, 2011. 
  • HENEIME, I.F. Biofísica Básica. Editora Atheneu, 2ª edição, 2000.
  • GARCIA, E. A. Biofísica. 2ª Sarvier, 2015. 525p.

Quais são os assuntos mais cobrados na prova desta disciplina?

Os conhecimentos da biofísica mais relevantes em provas envolvem alguns órgãos e sistemas em especial. Listamos abaixo quais são eles e os temas principais em cada um:

  • Sistema nervoso – potencial das membranas excitáveis e condução elétrica neurofisiológica;
  • Sistema respiratório – mecânica respiratória e toda biofísica respiratória;
  • Coração – compreensão sobre o potencial elétrico cardíaco, funcionamento do eletrocardiograma, produção das bulhas cardíacas e sons anormais na ausculta;
  • Olhos – refração, convergência, luz, difração, reflexo, acomodação;
  • Ouvidos – acústica e propriedades do som, processo de fonação, alterações da captação e transmissão sonora.

A biofísica é estudada com maior aproveitamento quando compreendemos seus princípios em associação com outras duas disciplinas principais: a fisiologia e a anatomia. 

Noções sobre a biofísica por trás de exames de imagem como a ultrassonografia, radiografia, tomografia e a ressonância magnética, bem como a radioproteção também são frequentes em avaliações.

Pratique questões de biofísica!

Para te ajudar em seus estudos, trouxemos algumas questões de biofísica que podem cair em provas. Entender a dinâmica dessas questões pode nortear seu estudo!

Confira com a gente!

Questões

Questão 1: Qual das alterações abaixo no eletrocardiograma representa uma sobrecarga atrial direita?

  • a) Aumento na duração da onda P
  • b) Aumento na amplitude da onda P
  • c) Não há alteração de amplitude da onda P
  • d) Ausência da onda P

Questão 2: O fenômeno onde há o atravessamento da luz no globo ocular para formação da imagem na retina é conhecido como:

  • a) Refração
  • b) Acomodação
  • c) Convergência
  • d) Reflexo

Questão 3: Qual dos exames abaixo não utiliza a radiação ionizante?

  • a) Radiografia
  • b) Tomografia Computadorizada
  • c) Angiografia
  • d) Ressonância Magnética

Gabarito

Gabarito da questão 1: Letra B. O achado mais habitual da sobrecarga atrial direita é um aumento da amplitude. A duração pode ser aumentada em sobrecarga atrial esquerda.

Gabarito da questão 2: Letra A. A passagem da luz de um meio para o outro é chamado de refração. A acomodação é o mecanismo de adaptação do cristalino para permitir uma visão mais nítida (convergência).  

Gabarito da questão 3: Letra D. A ressonância magnética utiliza de ondas eletromagnéticas em um campo magnético. Os demais exames utilizam radiação ionizante, sendo necessário identificar a possibilidade de preferência para outros métodos para populações específicas como gestantes. 

Quer ter acesso a uma série de conteúdos ricos sobre biofísica? Vale a pena você conhecer o SanarFlix, a plataforma de estudo mais completa para a jornada do estudante de medicina!

[CONHEÇA O SANARFLIX!]

Referências bibliográficas

  • GARCIA, E. A. Biofísica. 2ª Sarvier, 2015. 525p.
  • OLIVEIRA, J. R.; WACHTER, P. H et al. Biofísica: para ciências biomédicas. 4 ed, 1ª reimp. Porto Alegre: EDIPUCRS, 2016. 299 p.
  • DURAN, J. E. R. Biofísica – fundamentos e aplicações. São Paulo: Prentice Hall, 2003. 306 p.
  • SILVA, E. M. Biofísica. 3 ed. Fortaleza: EdUECE. 2015. 177 p.
  • HENEINE, I. F. Biofísica Básica. São Paulo. Editora Atheneu. 1999.
  • GUYTON, A.C.; HALL, J.E. Tratado de Fisiologia Médica. 13ª ed. Rio de Janeiro, Elsevier Ed., 2017.

Sugestão de leitura complementar