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生物医学（西洋医学、主流医学、または従来医学とも呼ばれる）[ 1 ]は、生物学的および生理学的原理を臨床実践に応用する医学の一分野である。生物医学は、生物学的研究によって検証された標準化されたエビデンスに基づく治療を重視し、正式な訓練を受けた医師、看護師、その他の資格を有する医療従事者によって治療が行われる。[ 2 ]
生物医学は、健康や生物学関連分野の他の多くのカテゴリーにも関連しています。それは、1世紀以上にわたって西洋世界で支配的な医学体系となっています。 [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]
これには、分子生物学、生化学、バイオテクノロジー、細胞生物学、発生学、ナノバイオテクノロジー、生物工学、臨床医学生物学、細胞遺伝学、遺伝学、遺伝子治療、バイオインフォマティクス、生物統計学、システム生物学、神経科学、微生物学、ウイルス学、免疫学、寄生虫学、生理学、病理学、解剖学、毒性学など、一般的に「バイオ」という接頭辞を含む多くの生物医学分野と専門分野が含まれます。これらは、医学に応用される生命科学全般に関係しています。
生物医学は、現代の医療と臨床検査の基盤です。生物医学は、体外診断[ 7 ] [ 8 ]から体外受精[ 9 ]、嚢胞性線維症の分子メカニズムからHIVウイルスの集団動態、分子間相互作用の理解から発癌の研究[ 10 ]、一塩基多型（SNP）から遺伝子治療まで、幅広い科学的および技術的アプローチに関係しています。
生物医学は分子生物学に基づいており、分子医学の開発に関するすべての問題[ 11 ]を、ヒトゲノム、トランスクリプトーム、プロテオーム、フィジオーム、メタボロームの大規模な構造的および機能的関係に統合し、予測、診断、治療のための新しい技術を考案するという特別な観点に基づいています[ 12 ] 。
生物医学は、生物学と生理学の方法を用いて（病理）生理学的プロセスを研究する分野です。アプローチは、分子間の相互作用の理解から、生体内レベルでの結果の研究まで多岐にわたります。これらのプロセスは、診断と治療のための新しい戦略を考案するという特別な観点から研究されています。[ 13 ] [ 14 ]
生物医学は、病気の重症度に応じて、患者の体内の問題を特定し、医療介入によってその問題を解決します。医学は、健康状態を改善することよりも、病気を治すことに重点を置いています。[ 15 ]
社会科学では、生物医学はやや異なる形で説明される。人類学的視点から見ると、生物医学は生物学や科学的事実の領域を超え、現実を集合的に表す社会文化的システムである。生物医学は、証拠に基づく実践のため、従来は偏りがないと考えられてきたが、ゲインズとデイビス＝フロイド（2004）は、生物医学自体が文化的基盤を持っていることを強調している。これは、生物医学がその創始者の規範や価値観を反映しているためである。[ 16 ]
分子生物学とは、細胞のDNA、RNA、タンパク質の合成と調節の過程を研究する学問である。分子生物学には、DNAを操作するためのポリメラーゼ連鎖反応、ゲル電気泳動、高分子ブロッティングなどの様々な技術が含まれる。
ポリメラーゼ連鎖反応は、目的のDNA、 DNAポリメラーゼ、プライマー、およびヌクレオチド塩基の混合物を機械に入れることによって行われます。機械はさまざまな温度で加熱および冷却してDNAを結合している水素結合を切断し、分離された2つのDNAテンプレートにヌクレオチド塩基を追加できるようにします。[ 17 ]
ゲル電気泳動は、未知の2つのDNAサンプル間で類似したDNAを識別するために使用される技術です。このプロセスは、まずアガロースゲルを準備することによって行われます。このゼリー状のシートには、DNAを注ぎ込むためのウェルがあります。電流を流すと、リン酸基のために負に帯電しているDNAが正極に引き寄せられます。DNAの断片はそれぞれ異なる大きさであるため、異なる列のDNAは異なる速度で移動します。したがって、2つのDNAサンプルがゲル電気泳動で類似したパターンを示した場合、これらのDNAサンプルが一致することがわかります。[ 18 ]
高分子ブロッティングは、ゲル電気泳動の後に行われるプロセスです。まず、容器にアルカリ溶液を準備します。この溶液にスポンジを入れ、その上にアガロースゲルを置きます。次に、アガロースゲルの上にニトロセルロース紙を置き、さらにその上にペーパータオルを重ねて圧力をかけます。アルカリ溶液はペーパータオルに向かって上方に引き寄せられます。この過程で、DNAはアルカリ溶液中で変性し、ニトロセルロース紙へと上方に運ばれます。次に、紙をビニール袋に入れ、目的のDNAサンプルに含まれるDNA断片（プローブと呼ばれる）を含む溶液を注ぎます。プローブは、ニトロセルロースサンプル上に既に存在するバンドの相補的DNAにアニーリングします。その後、プローブを洗い流すと、紙上の相補的DNAにアニーリングしたものだけが残ります。次に、紙をX線フィルムに貼り付けます。プローブの放射能によってフィルム上に黒いバンドが形成され、これをオートラジオグラフィーと呼びます。その結果、プローブのDNAパターンと類似したパターンのみがフィルム上に存在します。これにより、複数のDNAサンプルの類似したDNA配列を比較することができます。このプロセス全体により、類似したDNAサンプルと異なるDNAサンプルの両方における類似性を正確に読み取ることができます。[ 19 ]
生化学は、生物体内で起こる化学反応を研究する科学です。生物は生存するために必須元素を必要とし、その中には炭素、水素、窒素、酸素、カルシウム、リンなどがあります。これらの元素は、生物が生存するために必要な4つの高分子、すなわち炭水化物、脂質、タンパク質、核酸を構成しています。[ 20 ] [ 21 ]
炭水化物は炭素、水素、酸素から構成されるエネルギー貯蔵分子です。最も単純な炭水化物はグルコース（C 6 H 12 O 6 ）で、細胞呼吸においてATP（アデノシン三リン酸）を生成するために利用され、ATPは細胞にエネルギーを供給します。
タンパク質はアミノ酸の鎖であり、骨格筋の収縮、触媒、輸送分子、貯蔵分子などの機能を持つ。タンパク質触媒は、反応の活性化エネルギーを低下させることで生化学的プロセスを促進することができる。ヘモグロビンもタンパク質であり、酸素を生物の細胞に運ぶ。[ 21 ] [ 22 ]
脂質（脂肪とも呼ばれる）は、ケトアシル基またはイソプレン基のいずれかの生化学的サブユニットから派生した小さな分子です。8つの異なるカテゴリーに分類されます。脂肪酸、グリセロ脂質、グリセロリン脂質、スフィンゴ脂質、サッカロ脂質、ポリケチド（ケトアシルサブユニットの縮合から派生）、ステロール脂質、プレノール脂質（イソプレンサブユニットの縮合から派生）。脂質の主な目的は、エネルギーを長期にわたって貯蔵することです。脂質は独自の構造により、炭水化物の2倍以上のエネルギーを提供します。脂質は断熱材としても使用できます。さらに、脂質はホルモン産生に使用され、健康なホルモンバランスを維持し、細胞膜に構造を与えます。[ 21 ] [ 23 ]
核酸は、細胞核によく見られる主要な遺伝情報貯蔵物質であるDNAの重要な構成要素であり、細胞の代謝プロセスを制御します。DNAは、さまざまなパターンのヌクレオチドからなる2本の相補的な逆平行鎖で構成されています。RNAはDNAの1本鎖であり、DNAから転写され、RNA配列からタンパク質を作るプロセスであるDNA翻訳に使用されます。[ 21 ]