CONTEÚDO PROGRAMÁTICO
1-APRESENTAÇÃO DO CURSO DE BIOFÍSICA
O curso oferece uma visão fundamental dos princípios físicos aplicados aos sistemas biológicos, abordando conceitos de biofísica celular, transporte de membranas, bioeletrogênese, bioenergética e métodos experimentais. São discutidas as bases moleculares e termodinâmicas do funcionamento celular, a geração e propagação de potenciais de ação, mecânica cardiovascular e respiratória, bem como o papel da biofísica em sistemas sensoriais e musculares. Inclui estudo de técnicas de imagem, eletrofisiologia e aplicações em áreas como fisiologia médica, engenharia biomédica e nanotecnologia, com ênfase na interpretação crítica de fenômenos e dados experimentais.
2-PÚBLICO ALVO
O curso destina–se aos estudantes de graduação da UERR bem como de outras IES do País, além de profissionais em Medicina, Farmácia, Biomedicina e Biologia e áreas afins que pretendem prestar concursos para instituições publicas e privadas
3-PROFESSOR
Prof. Dr. Higo Nasser Santanna Moreira
LATTES: http://lattes.cnpq.br/3049631592691033
Professor Doutor Associado IV em Bioquímica e Biologia Molecular pelo Curso de Medicina da Universidade Estadual de Roraima (UERR). Doctor Scientiae em Bioquímica Aplicada pela Universidade Federal de Viçosa (2016). Mestre em Bioquímica (Departamento de Bioquímica e Biologia Molecular) em 2012 e Bacharel em Bioquímica pela mesma Instituição (2010). Desenvolveu pesquisa em genômica funcional e biologia de sistemas do carrapato Amblyomma sculptum, principal transmissor da Rickettsia rickettsii, agente causador da Febre Maculosa Brasileira. Tem experiência nas seguintes áreas: biologia de sistemas, bioinformática, montagem e anotação de transcriptomas de artrópodes de importância médica e epidemiológica, predição de genes e proteínas de interesse biotecnológico, procedimentos de diagnóstico molecular (PCR e Real-Time PCR), técnicas avançadas de rotina em biologia molecular e bioquímica analítica, Bioquímica aplicada ao metabolismo, Biotecnologia, Química Geral e Orgânica, bioprospecção de proteínas do sialoma, mialoma e transcriptomas de ovários do carrapato A. sculptum (carrapato estrela), cultivo de células animais (VERO) e métodos de biossegurança em laboratório Nivel II. Atuou como Professor Visitante de Bioquímica (Curso em Lingua Inglesa) pelo Curso de Medicina da Medical University Pleven, Pleven, Bulgária. Desenvolvedor e Proprietário da Plataforma de Cursos Online HPS CURSOS ONLINE (https://hpscursos.com/), do canal HPS CURSOS ONLINE no Youtube e desenvolvedor e diretor da Plataforma INOVA CAMPUS (inovacampus.org).
Aula 1: Introdução à Biofísica e Conceitos Fundamentais
Definições e abrangência da Biofísica
Importância interdisciplinar (conexões com Física, Biologia, Medicina e Engenharias)
Revisão de conceitos básicos de física (termodinâmica, eletromagnetismo, mecânica) aplicados a sistemas biológicos
Estrutura e organização do curso
Aula 2: Biofísica Celular
Estrutura molecular da célula
Proteínas, lipídios, carboidratos e ácidos nucleicos
Interações moleculares em sistemas biológicos (forças intermoleculares, pontes de hidrogênio, ligações covalentes)
Organização de membranas (modelo mosaico fluido, bicamada lipídica)
Importância da água e da solubilidade em processos celulares
Aula 3: Transporte de Membrana
Difusão simples e facilitada
Osmose e pressão osmótica
Transporte ativo primário e secundário (bombas iônicas, co-transportadores)
Potenciais eletroquímicos e equilíbrio de Donnan
Aplicações clínicas do estudo de transporte (por exemplo, reabsorção renal, trocas gasosas)
Aula 4: Potenciais de Membrana e Bioeletrogênese
Potencial de repouso e equação de Nernst
Equação de Goldman-Hodgkin-Katz
Geração e propagação de potenciais de ação
Princípios de condução nervosa e sinapses
Fatores que influenciam a velocidade de condução (mielinização, diâmetro axonal)
Aula 5: Biofísica do Sistema Cardiovascular
Propriedades biomecânicas do coração
Lei de Frank-Starling e dinâmica de ejeção ventricular
Pressão arterial, débito cardíaco e resistência vascular sistêmica
Efeitos do fluxo sanguíneo laminar/turbulento e leis da hemodinâmica (Lei de Poiseuille)
Controle neural e hormonal do sistema cardiovascular
Aula 6: Biofísica do Sistema Respiratório
Estrutura do sistema pulmonar e mecânica respiratória
Pressões intrapleural, alveolar e transpulmonar
Leis de gases (Lei de Boyle, Lei de Dalton) aplicadas à fisiologia pulmonar
Transporte de oxigênio e dióxido de carbono no sangue
Trocas gasosas em diferentes condições (altitude, mergulho, exercício físico)
Aula 7: Biofísica do Sistema Sensorial e Sinalização Nervosa
Transdução sensorial: visão, audição, gustação, olfato e tato
Mecanismos de recepção de estímulos e potenciais receptores
Biofísica dos fotorreceptores (bastonetes e cones)
Propagação de sinais sensoriais até o sistema nervoso central
Plasticidade neuronal e adaptação sensorial
Aula 8: Biofísica Muscular
Estrutura do músculo esquelético, cardíaco e liso
Teoria dos filamentos deslizantes (actina e miosina)
Acoplamento excitação-contração: papel dos íons cálcio
Relação força-comprimento e dinâmica de contração
Fontes de energia no músculo e fadiga muscular
Aula 9: Bioenergética e Termodinâmica de Processos Biológicos
Primeira e segunda lei da termodinâmica em sistemas vivos
Reações endergônicas e exergônicas
ATP como moeda energética e fosforilações em nível de substrato e oxidativa
Transporte de elétrons na mitocôndria e fotossíntese (introdução)
Homeostase e regulação térmica
Aula 10: Métodos Experimentais e Aplicações em Biofísica
Técnicas de bioimagem (microscopia eletrônica, fluorescência, ressonância magnética)
Eletrofisiologia (patch-clamp, ECG, EEG)
Modelagem computacional de sistemas biológicos
Aplicações práticas (engenharia de tecidos, biomateriais, nanotecnologia)
Revisão geral do conteúdo e perspectivas futuras
Referências
GLASER, Roland. Biophysics: An Introduction. 2. ed. Berlin: Springer, 2012.
CANTOR, Charles R.; SCHIMMEL, Paul R. Biophysical Chemistry: Part I, II, III. San Francisco: W. H. Freeman, 1980.
GUYTON, Arthur C.; HALL, John E. Tratado de Fisiologia Médica. 14. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2021. (Capítulos selecionados sobre aspectos biofísicos)
