Биомедицина (также называемая западной медициной , традиционной медициной или традиционной медициной ) [1] — это отрасль медицинской науки , которая применяет биологические и физиологические принципы в клинической практике . Биомедицина делает упор на стандартизированное, научно обоснованное лечение, подтвержденное биологическими исследованиями, при этом лечение проводится официально обученными врачами, медсестрами и другими лицензированными практикующими врачами. [2]
Биомедицина также может относиться ко многим другим категориям в области здравоохранения и биологии. Это была доминирующая система медицины в западном мире на протяжении более столетия. [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 , нейробиология , микробиология , вирусология , иммунология , паразитология , физиология , патология , анатомия , токсикология и многие другие, которые в целом относятся к наукам о жизни применительно к медицине . [ нужна цитата ]
Биомедицина является краеугольным камнем современного здравоохранения и лабораторной диагностики . Это 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 молекулярной взаимодействия с изучением канцерогенеза , [ 10] от однонуклеотидного полиморфизма (SNP) до генной терапии .
Биомедицина базируется на молекулярной биологии и объединяет все вопросы развития молекулярной медицины [11] в масштабные структурные и функциональные связи генома , транскриптома , протеома , физиома и метаболома человека с особой точки зрения разработки новых технологий прогнозирования, диагностика и терапия. [12]
Биомедицина включает изучение ( пато- ) физиологических процессов методами биологии и физиологии . Подходы варьируются от понимания молекулярных взаимодействий до изучения последствий на уровне in vivo . Эти процессы изучаются с 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 коллективно представляет реальность. Хотя традиционно считается, что биомедицина не имеет предвзятости из-за практики, основанной на фактических данных, Гейнс и Дэвис-Флойд (2004) подчеркивают, что биомедицина сама по себе имеет культурную основу, и это потому, что биомедицина отражает нормы и ценности своих создателей. [16]
Молекулярная биология — это процесс синтеза и регуляции клеточной ДНК, РНК и белка. Молекулярная биология состоит из различных методов, включая полимеразную цепную реакцию, гель-электрофорез и блоттинг макромолекул для манипулирования ДНК. [ нужна цитата ]
Полимеразная цепная реакция осуществляется путем помещения в машину смеси нужной ДНК, ДНК-полимеразы , праймеров и нуклеотидных оснований . Машина нагревается и охлаждается при различных температурах, чтобы разорвать водородные связи, связывающие ДНК, и позволяет добавлять нуклеотидные основания к двум матрицам ДНК после их разделения. [17]
Гель-электрофорез — это метод, используемый для идентификации сходной ДНК между двумя неизвестными образцами ДНК. Этот процесс осуществляется путем предварительной подготовки агарозного геля. Этот желеобразный лист будет иметь углубления для заливки ДНК. Электрический ток подается так, что ДНК, отрицательно заряженная из-за своих фосфатных групп, притягивается к положительному электроду. Разные ряды ДНК будут двигаться с разной скоростью, поскольку некоторые фрагменты ДНК больше других. Таким образом, если два образца ДНК демонстрируют схожую картину при гель-электрофорезе, можно сказать, что эти образцы ДНК совпадают. [18]
Блоттинг макромолекул — это процесс, выполняемый после гель-электрофореза. В емкости готовят щелочной раствор. В раствор помещают губку, а поверх губки помещают агарозный гель. Затем нитроцеллюлозную бумагу помещают поверх агарозного геля, а поверх нитроцеллюлозной бумаги добавляют бумажные полотенца для создания давления. Щелочной раствор поднимается вверх по направлению к бумажному полотенцу. Во время этого процесса ДНК денатурирует в щелочном растворе и переносится вверх на нитроцеллюлозную бумагу. Затем бумагу помещают в пластиковый пакет и наполняют раствором, полным фрагментов ДНК, называемых зондами, обнаруженных в нужном образце ДНК. Зонды отжигаются с комплементарной ДНК полос, уже обнаруженных в образце нитроцеллюлозы. После этого зонды смываются, и остаются только те, которые отожжены до комплементарной ДНК на бумаге. Далее бумага наклеивается на рентгеновскую пленку. Радиоактивность зондов создает на пленке черные полосы, называемые авторадиографией. В результате на пленке присутствуют только образцы ДНК, аналогичные образцам ДНК зонда. Это позволяет нам сравнивать схожие 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. Для выживания живым организмам необходимы необходимые элементы, 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 представляют собой цепочки аминокислот, которые, помимо прочего, выполняют функцию сокращения скелетных мышц, действуют в качестве катализаторов, транспортных молекул и молекул хранения. Белковые катализаторы могут облегчить биохимические процессы за счет снижения энергии 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 . Создание восьми 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 можно использовать в качестве изоляции. Кроме 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, основным веществом, хранящим генетическую информацию, часто обнаруживаемым в ядре клетки и контролирующим метаболические процессы клетки. ДНК состоит из двух комплементарных антипараллельных цепей, состоящих из нуклеотидов разного типа. РНК — это одноцепочечная ДНК, которая транскрибируется с ДНК и используется для трансляции ДНК, то есть процесса создания белков из последовательностей РНК. [21]
