Estudando os fundamentos da biofísica

Ao imaginarmos o Universo sempre associamos este pensamento à vastidão e variedade,

porém o chamado universo conhecido tem como componentes primordiais apenas MATÉRIA,

ESPAÇO e TEMPO. Estes componentes são o próprio universo conhecido e assim nomeados de

grandezas fundamentais.

Ainda podemos incluir dentre as grandezas fundamentais ENERGIA, porém devemos

ressaltar que, como grandeza fundamental, ela estará atrelada a determinada MASSA (matéria),

porém também pode ser observada como grandeza derivada, como faremos na nossa análise,

quando a grandeza ENERGIA ao TRABALHO (também uma grandeza derivada).

Meu caro estudante, você agora pode se perguntar: por que para entender os fenômenos

biológicos eu tenho que estudar o universo conhecido? Por que para me constituir sabedor das

atividades da vida eu tenho que estudar física, primeiro em “Física para Ciências Biológicas” e

agora em “Biofísica básica”? Estamos nos repetindo!

Para responder estas justas indagações, vamos dividi-las em duas partes: O que a física e

o universo conhecido têm a ver com os seres vivos? E, qual a diferença entre as disciplinas acima

nomeadas?

Então, vejamos um ser vivo qualquer, um organismo biológico, de uma lagartixa a o

homem, de que são feitos? Qual a sua composição? Pois bem, meu querido estudante, a resposta

nos obriga a rever o próprio universo conhecido.

Os seres vivos são constituídos de MATÉRIA, e portanto, ocupam ESPAÇO próprio, seus

processos vitais ocorrem diante da conversão e utilização de ENERGIA e necessariamente ao

longo do TEMPO.

A pouco, antes da leitura deste texto, poderíamos dizer:

“ Os seres vivos estão contidos no universo conhecido...”

Agora, apesar da afirmativa anterior ainda ser verdadeira, também podemos dizer:

“ O universo conhecido está contido nos seres vivos”

Sim, podemos encontrar em cada organismo neste planeta toda a essência do universo,

e é por isto, só por isto, que as Leis universais, muito divulgadas como leis físicas, são

inteiramente aplicáveis aos sistemas biológicos (seres vivos). Pois então vejamos claramente que

nenhum fenômeno biológico poderá ocorrer fora de qualquer princípio físico.

Veja, meu caro estudante, que ao estudarmos, por exemplo, o processo de respiração,

temos necessariamente que entender o comportamento físico de um gás, pois seja na atmosfera

ou no interior dos nossos pulmões o oxigênio, tão necessário às nossas vidas, se comportará sob

a ação das Leis universais.

A Biofísica, portanto, estuda MATÉRIA, ENERGIA, ESPAÇO e TEMPO nos seres vivos,

enquanto a “Física para Ciências Biológicas” apresentou os princípios físicos necessários a esta

compreensão.

Para justificar toda a diversidade que nossos sentidos podem apreender ou nossa mente

pode vislumbrar, utilizaremos duas abordagens distintas: uma é através de relações matemáticas

entre as Grandezas fundamentais, o que resultará no surgimento das Grandezas derivadas, que 5. Biofísica dos Sistemas Biológicos

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ainda são o Universo conhecido, já que são dele originadas; a outra é pela análise dos níveis de

organização da matéria e das Leis e Forças Universais que regem esta organização. Para compor

nossa análise matemática em torno das relações do universo conhecido (Grandezas

fundamentais) e os seres vivos vamos usar como notação para matéria M, para espaço L e para

tempo T.

1.2. AS FORÇAS UNIVERSAIS E A ORGANIZAÇÃO DA MATÉRIA

Esta sensação de multiplicidade e variedade das coisas, mencionada nos parágrafos

anteriores, pode se justificar pela região peculiar do Universo na qual vivemos, o ambiente

atmosférico do planeta terra, mas principalmente pela grande variedade que a Matéria pode

assumir a partir de partículas básicas. Para analizarmos a matéria iremos iniciar nossa

observação ao nível das partículas subatômicas Prótons, Nêutrons e Elétrons, mesmo sabendo

da existência de níveis abaixo deste, pois este enfoque já nos permite compreender o aumento da

diversidade dos materiais com os níveis de organização da matéria.

Ao considerarmos a organização das sub-partículas que formam Prótons, Nêutrons e

Elétrons estamos nos referindo à força universal denominada FORÇA NUCLEAR FORTE que

permite a existência apenas destas três partículas elementares e que por sua vez se organizam

ao nível atômico.

O núcleo atômico organiza-se, com seus prótons e nêutrons, sob a FORÇA NUCLEAR

FRACA que define como estas partículas podem compor o núcleo, sendo cada organização

(definida pelo número de prótons) denominada de elemento químico. Assim, o átomo cuja

organização