Biologia medyczna - Polski Serwis Naukowy

Biologia medyczna – dziedzina naukowa z pogranicza biologii i medycyny, obejmująca działy nauki i techniki posiadające zwykle w nazwie przedrostek "bio-", znajdujące jednocześnie zastosowanie w ochronie zdrowia i/lub diagnostyce laboratoryjnej. Biologia medyczna od kilku lat stanowi osobny kierunek nauczania na poziomie uniwersyteckim i doktoranckim, jak również specjalizację wielu zakładów naukowo-badawczych.

Histologia (z gr. histos – tkanka, logos – wiedza, nauka) – nauka o rozwoju, budowie i funkcjach tkanek, w przeciwieństwie do anatomii, zajmuje się ona badaniem mikroskopowej budowy ciała. Nauka o chorobach tkanek nosi nazwę histopatologia.
Proteom (z ang. protein component of the genome) - zestaw białek występujących w organizmie, tkance, komórce lub przedziale komórkowym. Badaniem proteomów zajmuje się dziedzina nauki - proteomika.

Alternatywne nazewnictwo dziedzin biologicznych mających zastosowanie w medycynie (podział w zależności od profilu i przedmiotu zainteresowań):

klasyczna biologia medyczna,

biotechnologia medyczna,

biologia molekularna,

biologia medyczna w medycynie molekularnej,

biotechnologia medyczna w medycynie molekularnej,

biologia molekularna w medycynie molekularnej,

medyczna biologia molekularna i inne.

Działy specjalizacji biologia medyczna

Działy związane z metodologią biologii molekularnej

Dyscypliny związane z biologią medyczną i wykorzystujące metodologię biologii molekularnej stanowią podstawę naukowo-technologiczną rozwijającej się medycyny molekularnej. Biologia molekularna znajduje zastosowanie w ochronie zdrowia, w metodach analitycznych, diagnostycznych i terapeutycznych, na poziomie genomu, transkryptomu, proteomu i metabolomu pojedynczej komórki. Metody biologii molekularnej wykorzystywane są w badaniach zależności między strukturą różnych cząsteczek a ich funkcją w komórce, umożliwiają przewidywanie fizjologicznych/patologicznych konsekwencji mutacji/zmian genetycznych, badanie przepływu informacji między poszczególnymi strukturami molekularnymi: DNA – RNA – białko – przewidywany efekt biologiczny (cecha), dostarczają narzędzi do tworzenia nowej predykcyjnej i prewencyjnej medycyny molekularnej, a w przyszłości umożliwią prowadzenie rutynowych zabiegów polegających na ukierunkowanej zmianie procesów biologicznych wybranych komórek (np rutynowej terapii genowej). Technologie wykorzystujące metody biologii molekularnej umożliwiły pozytywne zakończenie jednego z największych, wieloletnich programów międzynarodowych Projektu Poznania Ludzkiego Genomu (en. Human Genome Project, HUGO Project), jak również rozpoczęcie bardziej skomplikowanego technologicznie projektu "TCGA" budowania atlasu genomu raka (en. The Cancer Genome Atlas). Metody biologii molekularnej znajdują swoje zastosowanie zarówno w badaniach naukowych jak i w wynikających z nich aplikacjach medycznych i diagnostycznych

Medycyna (. Medycyna weterynaryjna rozszerza zakres zainteresowań medycyny na stan zdrowia zwierząt. Za ojca medycyny uważa się Hipokratesa, a nowożytnej Paracelsusa. Ostatnio wprowadza się zasady medycyny opartej na faktach.
Nauka – autonomiczna część . Nauka jest budowana i rozwijana wyłącznie za pomocą tzw. metody naukowej lub metod naukowych nazywanych też paradygmatami nauki poprzez działalność badawczą prowadzącą do publikowania wyników naukowych dociekań. Proces publikowania i wielokrotne powtarzanie badań w celu weryfikacji ich wyników, prowadzi do powstania wiedzy naukowej dostępnej dla całej ludzkości. Zarówno ta wiedza jak i sposoby jej gromadzenia określane są razem jako nauka.

biochemia

Dział: biochemia, wykorzystywana również powszechnie w ochronie zdrowia i diagnostyce laboratoryjnej, gdzie nacisk kładzie się na badanie chemicznych właściwości cząsteczek występujących w organizmach żywych (głównie organicznych), jakościową oraz ilościową analizę biochemiczną, oznaczanie aktywności enzymatycznej itp.

Medycyna molekularna - to dziedzina medycyny wyłaniająca się z potrzeby rozwoju medycyny spersonalizowanej i oparta o metodologię biologii molekularnej mającej zastosowanie w działach związanych z biologią medyczną takich jak: biotechnologia, biochemia, biofizyka, biologia komórki, bioinżynieria, biologia systemowa, bioinformatyka, nanotechnologia, i terapia genowa.
Biologia (z gr. βίος (bios) - życie i λόγος (logos) - słowo, nauka) – gałąź nauki zajmująca się badaniem życia. Nauka ta skupia się na charakterystyce, klasyfikacji oraz zachowaniu organizmów żywych, jak również sposobie powstawania nowych gatunków oraz zależnościami między nimi a środowiskiem naturalnym.

biofizyka

Dział: biofizyka, zwłaszcza molekularna, wykorzystywana w ochronie zdrowia np. w celu: oceny wpływu fizykochemicznych właściwości oddziaływania powierzchni komórek z innymi komórkami jak również z różnymi biomateriałami, stosowania terapii fotodynamicznych nowotworów, badania wewnątrzkomórkowych zjawisk energetycznych i mechanicznych, diagnostyki z wykorzystaniem zjawiska Elektronowego Rezonansu Magnetycznego (EMR) jak również Magnetycznego Rezonansu Jądrowego (MNR).

Fizjologia (gr. φυσιολογία, od φύσις - natura + λόγος - nauka) – nauka o czynnościach życiowych organizmów. Bada ona prawa rządzące pracą narządów, komórek, tkanek
Transkryptom jest to zestaw cząsteczek mRNA lub ogólniej transkryptów obecny w określonym momencie w komórce, grupie komórek lub organizmie. Transkryptom w przeciwieństwie do genomu jest tworem bardzo dynamicznym. Komórki w odpowiedzi na różne czynniki uruchamiają i wyłączają transkrypcję genów, zmieniając w ten sposób swój transkryptom. Często już kilka minut po zadziałaniu jakiegoś czynnika (np. stresu) na komórki można obserwować powstawanie transkryptów genów reakcji na ten czynnik.

biologia komórki

Dział: biologia komórki, wykorzystywana w ochronie zdrowia np. w celu: analizy morfometrycznej, parametrów przyżyciowych komórek i tkanek, zajmująca się hodowlą komórkową w tym keratynocytów (hodowla skóry dla pacjentów po oparzeniach), diagnostyką przyżyciową komórek (np namnażaniem wyselekcjonowanej puli komórek o określonych parametrach lub namnażaniem komórek w celu diagnostyki wewnątrzkomórkowych pasożytów, bakterii i wirusów) badaniami nad hodowlą komórek, tkanek i narządów do transplantacji, terapią ex-vivo, badaniem komórek nowotworowych,

Mikroorganizm (z gr. μικρός, mikrós, "mały" i ὀργανισμός organismós, inaczej drobnoustroje, mikroby) – organizm obserwowany dopiero pod mikroskopem. Pojęcie to nie jest zbyt precyzyjne, lecz z pewnością mikroorganizmami są bakterie, archeony, pierwotniaki i niektóre grzyby, ale nie jest jasne czy termin ten można stosować do bardzo małych przedstawicieli różnych grup zwierząt, takich jak np. nicienie, wrotki, roztocza, niesporczaki, owady itd.
Zwyrodnienie plamki żółtej, zwyrodnienie plamki związane z wiekiem (ang. Age-related Macular Degeneration, w skrócie AMD) - przewlekła, postępująca choroba oczu, występująca u osób po 50 roku życia. W wyniku tej choroby dochodzi do uszkodzenia siatkówki (a szczególnie jej części centralnej - plamki żółtej), co prowadzi do pogorszenia, ubytków, a niejednokrotnie całkowitej utraty widzenia centralnego, a w konsekwencji do ślepoty. Rozróżnia się postać suchą i wysiękową, która może dotknąć także ludzi młodych.

biotechnologia

Dział: biotechnologia, znajdująca zastosowanie w ochronie zdrowia i diagnostyce laboratoryjnej, obejmująca opracowywanie i wdrażanie technologii związanych z profilaktyką, diagnostyką i terapią chorób w tym genetycznych jak również zakaźnych, umożliwia rozwój technologii molekularnych na rzecz mikrobiologii, wirusologii i parazytologii, opracowywanie nowoczesnych metod i systemów diagnostycznych, opracowywanie technologii biofarmaceutycznych (np. leków białkowych jak insulina, hormon wzrostu, leki genetyczne t.j. aptamer pegaptanib stosowany w leczeniu zwyrodnienia plamki żółtej związanej z wiekiem (AMD)). Biotechnologia wraz z bioinformatyką mają największy wpływ na postęp technologiczny biomedycyny,

Hormon wzrostu lub somatotropina, STH (ang. Growth Hormone, GH) – ATC: H 01 AC 01. Polipeptydowy hormon produkowany przez komórki kwasochłonne przedniego płata przysadki mózgowej. Wydzielanie hormonu wzrostu odbywa się pulsacyjnie, a częstość i intensywność pulsów zależna jest od wieku i płci.
Komitet Badań Naukowych (KBN) - zgodnie z zapisem Ustawy z 12 stycznia 1991 był to naczelny organ administracji rządowej do spraw polityki naukowej i naukowo-technicznej Polski. Ustawa z dnia 8 października 2004 r. o zasadach finansowania nauki przekazała jego zadania w zakresie finansowania ministrowi właściwemu dla spraw nauki.

bioinformatyka

Dział: bioinformatyka medyczna, intensywnie rozwijający się dział biologii medycznej (mierzony liczbą publikacji bioinformatycznych) mający zastosowanie w ochronie zdrowia, a zwłaszcza w badaniach in silico genomu, transkryptomu, proteomu i metabolomu komórki jak również w diagnostyce laboratoryjnej np. w analizie mikromacierzy ekspresyjnych, analizie wyników badań spektrometrii masowej. Bioinformatyka ma również zastosowanie w medycznym modelowaniu biologicznym w tym przewidywania aktywności substancji farmaceutycznych, budowie użytecznych wizualizacji anatomicznych i funkcjonalnych, medycynie obrazowej i tworzeniu coraz bardziej użytecznego w ochronie zdrowia oprogramowania bio-medycznego,

Nanotechnologia – to ogólna nazwa całego zestawu technik i sposobów tworzenia rozmaitych struktur o rozmiarach nanometrycznych (od 0,1 do 100 nanometrów), czyli na poziomie pojedynczych atomów i cząsteczek.
Spektroskopia NMR, Spektroskopia Magnetycznego Rezonansu Jądrowego ( – jedna z najczęściej stosowanych obecnie technik spektroskopowych w chemii i medycynie.

biologia systemowa

Dział: biologia systemowa, zajmującą się badaniem złożonych oddziaływań i zależności genomu transkryptomu, proteomu i metabolomu na poziomie wzajemnego oddziaływania poszczególnych szlaków sygnałowych, oddziaływań całych systemów funkcjonalnych komórki i organizmu.,

nanobiotechnologia

Dział: nanobiotechnologia medyczna, dział biotechnologii zajmujący się tworzeniem struktur/urządzeń o rozmiarach nanometrycznych (na poziomie pojedynczych atomów i cząsteczek),

Genetyka molekularna – dział biologii zajmujący się genetyką na poziomie biologii molekularnej. Genetyka molekularna bada złożone procesy biokatalitycznych reakcji chemicznych, dzięki którym powstają geny, dochodzi do ich ekspresji i przekazywana jest informacja genetyczna.
Biologia systemowa jest dziedziną nauki zajmującą się badaniem złożonych oddziaływań występujących w systemach biologicznych. Biologia systemowa łączy informację zdobywane przez dziedziny nauki takie jak: genomika, transkryptomika, proteomika i metabolomika.

tkankowa bioinżynieria materiałowa

Dział: tkankowa bioinżynieria materiałowa, mająca zastosowanie w ochronie zdrowia przez opracowywanie materiałów biomedycznych nowej generacji, określania właściwości i przydatności różnych biomateriałów do bezpośredniego zastosowania w organizmie człowieka lub też dla działu biologii komórki (np. kolagenowe trójwymiarowe hodowle komórkowe)

Kwasy nukleinowe - biopolimery zbudowane z nukleotydów. Zasadniczo są dwa rodzaje kwasów nukleinowych: kwas rybonukleinowy (RNA) oraz kwas deoksyrybonukleinowy (DNA). Oba mogą występować pod postacią zarówno pojedynczej jak i podwójnej nici, przy czym zazwyczaj DNA tworzy nić podwójną, a RNA pojedynczą.
Enzymy – wielkocząsteczkowe, w większości białkowe katalizatory przyspieszające specyficzne reakcje chemiczne poprzez obniżenie ich energii aktywacji.

molekularna laboratoryjna biologia medyczna

Dział: molekularna laboratoryjna biologia medyczna- dział diagnostyki laboratoryjnej, wykorzystującej metody biologii molekularnej, w tym amplifikacji DNA/RNA, technik immunohistochemicznych, spektrometrii masowej białek i metabolitów, mikromacierzy ekspresyjnych, SNP, sekwencjonowania genomowego, sekwencjonowanie białek itp.

Genom – materiał genetyczny zawarty w podstawowym (haploidalnym) zespole chromosomów. Termin mylony jest z genotypem, czyli całością informacji genetycznej zawartej w chromosomach organizmu.
Insulina – anaboliczny hormon peptydowy o działaniu ogólnoustrojowym, odgrywający zasadniczą rolę przede wszystkim w metabolizmie węglowodanów, lecz także białek i tłuszczów. Nazwa insulina z łac. insula - wyspa, pochodzi od wysepek Langerhansa trzustki, gdzie insulina jest produkowana.

terapia molekularna

Dział: terapia molekularna, rozwijający się coraz intensywniej dział operujący wiedzą w zakresie biologii molekularnej (etap opracowania technologicznego) i medycyny molekularnej (etap badań klinicznych),

Biologia medyczna oparta o metody biologii molekularnej łączy w sobie wszystkie zagadnienia rozwijającej się medycyny molekularnej, obejmującej wielkoskalowe zależności strukturalne i funkcjonalne między genomem, transkryptomem, proteomem i metabolomem człowieka, stanowiące podstawę systemu kształcenia w naukach biomedycznych, zwłaszcza w kierunkach nazywanych często "life science”.

Anatomia (z gr. anatome, od ana-temnein → rozcinać) – dział biologii, nauka zajmująca się badaniem makroskopowej budowy i kształtu ciała żywych organizmów. Termin pochodzi od greckiego słowa anatemein - rozcinać, rozczłonkowywać - gdyż na tym właśnie polegała najstarsza metoda badania.
Biologia molekularna – nauka podstawowa zajmująca się biologią na poziomie molekularnym. Bada, w jaki sposób funkcjonowanie organizmów żywych uwarunkowane jest właściwościami budujących je cząsteczek, a zwłaszcza biopolimerów, jakimi są kwasy nukleinowe i białka. Zazębia się ona z takimi dziedzinami wiedzy jak genetyka, biochemia, biofizyka czy cytologia.

Działy związane z biologią klasyczną

cytologia

fizjologia człowieka

fizjologia rozwoju z embriologią

fizjologia żywienia – nauczanie na tym kierunku obejmuje też elementy toksykologi, parazytologii i ekologii; absolwenci znajdują zatrudnienie w przemyśle farmaceutycznym, medycznym i spożywczym jak też laboratoriach medycznych oraz placówkach dydaktycznych i naukowo badawczych;

Działy biologii, mające szczególne zastosowanie w ochronie zdrowia

Działy te wyodrębniane są z biologii medycznej jako zupełnie niezależne dziedziny mające zastosowanie w ochronie zdrowia i diagnostyce laboratoryjnej.

Diagnostyka laboratoryjna, analityka medyczna, analityka kliniczna - dziedzina nauk medycznych, której zadaniem jest badanie in vitro i opisywanie parametrów materiału pobranego od pacjenta. Badanie to odbywa się przy użyciu technik mikroskopowych, biochemicznych, immunologicznych, bakteriologicznych, analizy instrumentalnej i służy postawieniu rozpoznania lub monitorowaniu leczenia.
Chromosom – forma organizacji materiału genetycznego wewnątrz komórki. Nazwa pochodzi z greki, gdzie χρῶμα (chroma, kolor) i σῶμα (soma, ciało). Chromosomy rozróżniano poprzez wybarwienie.

Biomedycyna, w której skład wchodzą wymienione powyżej działy biologii medycznej, została również ujęta w Konwencji o Prawach Człowieka i Biomedycynie (Europejskiej Konwencji Bioetycznej).

czytaj dalej: [2], [3]

w oparciu o Wikipedię (licencja GFDL, CC-BY-SA 3.0, autorzy, historia, edycja)