Биомедицина (также называемая западной медициной , традиционной медициной или традиционной медициной ) [1] — это отрасль медицинской науки , которая применяет биологические и физиологические принципы к клинической практике . Биомедицина делает акцент на стандартизированном, основанном на доказательствах лечении, подтвержденном биологическими исследованиями, при этом лечение осуществляется официально обученными врачами, медсестрами и другими лицензированными специалистами. [2]
Биомедицина также может относиться ко многим другим категориям в области здравоохранения и биологии. Она была доминирующей системой медицины в западном мире более века. [3] [4] [5] [6]
Он включает в себя множество биомедицинских дисциплин и областей специализации, которые обычно содержат префикс «био-», такие как молекулярная биология , биохимия , биотехнология , клеточная биология , эмбриология , нанобиотехнология , биологическая инженерия , лабораторная медицинская биология , цитогенетика , генетика , генная терапия , биоинформатика , биостатистика , системная биология , нейронаука , микробиология , вирусология , иммунология , паразитология , физиология , патология , анатомия , токсикология и многие другие, которые в целом касаются наук о жизни применительно к медицине . [ требуется ссылка ]
Биомедицина является краеугольным камнем современного здравоохранения и лабораторной диагностики . Она касается широкого спектра научных и технологических подходов: от диагностики in vitro [7] [8] до экстракорпорального оплодотворения , [9] от молекулярных механизмов муковисцидоза до популяционной динамики вируса ВИЧ , от понимания молекулярных взаимодействий до изучения канцерогенеза , [10] от однонуклеотидного полиморфизма (SNP) до генной терапии .
Биомедицина основана на молекулярной биологии и объединяет все вопросы развития молекулярной медицины [11] в крупномасштабные структурные и функциональные взаимосвязи человеческого генома , транскриптома , протеома , физиома и метаболома с особой точки зрения разработки новых технологий для прогнозирования, диагностики и терапии. [12]
Биомедицина включает в себя изучение ( пато- ) физиологических процессов с помощью методов биологии и физиологии . Подходы варьируются от понимания молекулярных взаимодействий до изучения последствий на уровне in vivo . Эти процессы изучаются с особой точки зрения разработки новых стратегий диагностики и терапии . [13] [14]
В зависимости от тяжести заболевания биомедицина выявляет проблему у пациента и устраняет ее посредством медицинского вмешательства. Медицина фокусируется на лечении болезней, а не на улучшении здоровья. [15]
В социальных науках биомедицина описывается несколько иначе. Через антропологическую призму биомедицина выходит за рамки биологии и научных фактов; это социокультурная система, которая в совокупности представляет реальность. Хотя традиционно считается, что биомедицина не имеет предвзятости из-за практики, основанной на доказательствах, Гейнс и Дэвис-Флойд (2004) подчеркивают, что сама биомедицина имеет культурную основу, и это потому, что биомедицина отражает нормы и ценности своих создателей. [16]
Молекулярная биология — это процесс синтеза и регуляции ДНК, РНК и белка клетки. Молекулярная биология состоит из различных методов, включая полимеразную цепную реакцию, гель-электрофорез и макромолекулярный блоттинг для манипуляции ДНК. [ необходима цитата ]
Полимеразная цепная реакция выполняется путем помещения смеси желаемой ДНК, ДНК-полимеразы , праймеров и нуклеотидных оснований в машину. Машина нагревается и охлаждается при различных температурах, чтобы разрушить водородные связи, связывающие ДНК, и позволяет добавлять нуклеотидные основания к двум шаблонам ДНК после их разделения. [17]
Электрофорез в геле — это метод, используемый для идентификации похожей ДНК между двумя неизвестными образцами ДНК. Этот процесс выполняется путем предварительной подготовки агарозного геля. Этот желеобразный лист будет иметь лунки для ДНК, в которые будет заливаться ДНК. Электрический ток подается так, чтобы ДНК, которая отрицательно заряжена из-за своих фосфатных групп, притягивалась к положительному электроду. Различные ряды ДНК будут двигаться с разной скоростью, поскольку некоторые части ДНК больше других. Таким образом, если два образца ДНК показывают схожий рисунок на электрофорезе в геле, можно сказать, что эти образцы ДНК совпадают. [18]
Блоттинг макромолекул — это процесс, выполняемый после гель-электрофореза. В контейнере готовят щелочной раствор. В раствор помещают губку, а поверх губки помещают агарозный гель. Затем поверх агарозного геля помещают нитроцеллюлозную бумагу, а поверх нитроцеллюлозной бумаги добавляют бумажные полотенца для приложения давления. Щелочной раствор втягивается вверх к бумажному полотенцу. Во время этого процесса ДНК денатурирует в щелочном растворе и переносится вверх к нитроцеллюлозной бумаге. Затем бумагу помещают в пластиковый пакет и наполняют раствором, полным фрагментов ДНК, называемых зондом, обнаруженных в желаемом образце ДНК. Зонды отжигаются с комплементарной ДНК полос, уже обнаруженных на образце нитроцеллюлозы. После этого зонды смываются, и остаются только те, которые отжигались с комплементарной ДНК на бумаге. Затем бумагу наклеивают на рентгеновскую пленку. Радиоактивность зондов создает черные полосы на пленке, называемые авторадиографом. В результате на пленке присутствуют только похожие образцы ДНК, как у зонда. Это позволяет нам сравнивать похожие последовательности ДНК нескольких образцов ДНК. Общий процесс приводит к точному считыванию сходств как в похожих, так и в разных образцах ДНК. [19]
Биохимия — это наука о химических процессах, происходящих в живых организмах. Живым организмам нужны основные элементы для выживания, среди которых углерод, водород, азот, кислород, кальций и фосфор. Эти элементы составляют четыре макромолекулы, необходимые живым организмам для выживания: углеводы, липиды, белки и нуклеиновые кислоты. [20] [21]
Углеводы , состоящие из углерода, водорода и кислорода, являются молекулами, запасающими энергию. Самый простой углевод — глюкоза ,
C 6 H 12 O 6 используется в клеточном дыхании для производства АТФ, аденозинтрифосфата , который снабжает клетки энергией.
Белки — это цепочки аминокислот, которые, помимо прочего, выполняют функции сокращения скелетных мышц, катализаторов, транспортных молекул и молекул хранения. Белковые катализаторы могут способствовать биохимическим процессам, снижая энергию активации реакции. Гемоглобины также являются белками, переносящими кислород к клеткам организма. [21] [22]
Липиды , также известные как жиры, представляют собой небольшие молекулы, полученные из биохимических субъединиц кетоацильной или изопреновой групп . Создавая восемь различных категорий: жирные кислоты , глицеролипиды , глицерофосфолипиды , сфинголипиды , сахаролипиды и поликетиды (полученные в результате конденсации кетоацильных субъединиц); и стероловые липиды и преноловые липиды (полученные в результате конденсации изопреновых субъединиц). Их основная цель — хранить энергию в течение длительного времени. Благодаря своей уникальной структуре липиды обеспечивают более чем в два раза больше энергии, чем углеводы . Липиды также могут использоваться в качестве изоляции. Более того, липиды могут использоваться в производстве гормонов для поддержания здорового гормонального баланса и обеспечения структуры клеточных мембран. [21] [23]
Нуклеиновые кислоты являются ключевым компонентом ДНК, основного вещества, хранящего генетическую информацию, часто обнаруживаемого в ядре клетки, и контролирующего метаболические процессы клетки. ДНК состоит из двух комплементарных антипараллельных цепей, состоящих из различных схем нуклеотидов. РНК — это одиночная цепь ДНК, которая транскрибируется с ДНК и используется для трансляции ДНК, которая является процессом создания белков из последовательностей РНК. [21]
