الطب الحيوي

الطب الحيوي (ويُشار إليه أيضاً بالطب الغربي ، أو الطب السائد ، أو الطب التقليدي ) ^{[ 1 ]} هو فرع من العلوم الطبية يُطبّق المبادئ البيولوجية والفيزيولوجية في الممارسة السريرية . ويركز الطب الحيوي على العلاج الموحد القائم على الأدلة والمُثبت من خلال البحوث البيولوجية، ويُقدّم العلاج بواسطة أطباء وممرضين وغيرهم من الممارسين المرخصين المدربين تدريباً رسمياً. ^{[ 2 ]}

يمكن أن يرتبط الطب الحيوي أيضاً بالعديد من الفئات الأخرى في مجالات الصحة والبيولوجيا. وقد كان النظام الطبي السائد في العالم الغربي لأكثر من قرن. ^{[ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]}

يشمل ذلك العديد من التخصصات الطبية الحيوية ومجالات التخصص التي تحتوي عادةً على البادئة "bio-" مثل البيولوجيا الجزيئية ، والكيمياء الحيوية ، والتكنولوجيا الحيوية، وبيولوجيا الخلية ، وعلم الأجنة ، والتكنولوجيا النانوية الحيوية ، والهندسة البيولوجية ، وبيولوجيا المختبرات الطبية ، وعلم الوراثة الخلوية ، وعلم الوراثة ، والعلاج الجيني ، والمعلوماتية الحيوية ، والإحصاء الحيوي ، وبيولوجيا الأنظمة ، وعلم الأعصاب ، وعلم الأحياء الدقيقة ، وعلم الفيروسات ، وعلم المناعة ، وعلم الطفيليات ، وعلم وظائف الأعضاء ، وعلم الأمراض ، وعلم التشريح ، وعلم السموم ، وغيرها الكثير التي تتعلق عمومًا بعلوم الحياة كما تُطبق على الطب .

يُعد الطب الحيوي حجر الزاوية في الرعاية الصحية الحديثة والتشخيص المختبري . وهو يشمل مجموعة واسعة من المناهج العلمية والتكنولوجية: من التشخيص المختبري ^{[ 7 ] [ 8 ]} إلى التخصيب في المختبر ^{[ 9 ]} ، ومن الآليات الجزيئية للتليف الكيسي إلى ديناميكيات انتشار فيروس نقص المناعة البشرية ، ومن فهم التفاعلات الجزيئية إلى دراسة التسرطن ^{[ 10 ]} ، ومن تعدد أشكال النوكليوتيدات المفردة (SNP) إلى العلاج الجيني .

يعتمد الطب الحيوي على البيولوجيا الجزيئية ، ويجمع بين جميع قضايا تطوير الطب الجزيئي ^{[ 11 ]} في علاقات هيكلية ووظيفية واسعة النطاق للجينوم البشري ، والترانسكريبتوم ، والبروتيوم ، والفيزيوم ، والميتابولوم ، مع التركيز بشكل خاص على ابتكار تقنيات جديدة للتنبؤ والتشخيص والعلاج. ^{[ 12 ]}

يشمل الطب الحيوي دراسة العمليات الفيزيولوجية ( المرضية ) باستخدام مناهج من علم الأحياء وعلم وظائف الأعضاء . وتتراوح هذه المناهج من فهم التفاعلات الجزيئية إلى دراسة النتائج على المستوى الحيوي . وتُدرس هذه العمليات من منظور خاص يتمثل في ابتكار استراتيجيات ^جديدة للتشخيص والعلاج . ^{[ 13 ] [ 14} ]

بحسب شدة المرض، يحدد الطب الحيوي المشكلة داخل المريض ويعالجها من خلال التدخل الطبي. يركز الطب على علاج الأمراض بدلاً من تحسين صحة الفرد. ^{[ 15 ]}

في العلوم الاجتماعية، يُوصف الطب الحيوي بشكل مختلف نوعًا ما. فمن منظور أنثروبولوجي، يتجاوز الطب الحيوي نطاق البيولوجيا والحقائق العلمية؛ إذ يُعد نظامًا اجتماعيًا ثقافيًا يُمثل الواقع بشكل جماعي. وبينما يُعتقد تقليديًا أن الطب الحيوي خالٍ من التحيز نظرًا لممارساته القائمة على الأدلة، يُشير غينز وديفيس-فلويد (2004) إلى أن للطب الحيوي نفسه أساسًا ثقافيًا، وذلك لأنه يعكس معايير وقيم مُبتكريه. ^{[ 16 ]}

علم الأحياء الجزيئي هو عملية تخليق وتنظيم الحمض النووي (DNA) والحمض النووي الريبوزي (RNA) والبروتينات في الخلية. ويتضمن علم الأحياء الجزيئي تقنيات مختلفة، منها تفاعل البوليميراز المتسلسل، والرحلان الكهربائي الهلامي، وتقنية نقل الجزيئات الكبيرة، وذلك لمعالجة الحمض النووي.

يُجرى تفاعل البوليميراز المتسلسل بوضع مزيج من الحمض النووي المطلوب، وإنزيم بوليميراز الحمض النووي ، والبادئات ، وقواعد النيوكليوتيدات في جهاز. يقوم الجهاز بتسخين وتبريد الجهاز عند درجات حرارة مختلفة لكسر الروابط الهيدروجينية التي تربط الحمض النووي، مما يسمح بإضافة قواعد النيوكليوتيدات إلى قالبي الحمض النووي بعد فصلهما. ^{[ 17 ]}

الرحلان الكهربائي الهلامي تقنية تُستخدم لتحديد الحمض النووي المتشابه بين عينتين مجهولتين. تتم هذه العملية بتحضير هلام الأغاروز أولاً، وهو عبارة عن صفيحة هلامية تحتوي على تجاويف يُسكب فيها الحمض النووي. يُمرر تيار كهربائي لجذب الحمض النووي، المشحون سالباً بسبب مجموعات الفوسفات، إلى القطب الموجب. تتحرك صفوف الحمض النووي المختلفة بسرعات متفاوتة لأن بعض قطع الحمض النووي أكبر من غيرها. بالتالي، إذا أظهرت عينتان من الحمض النووي نمطاً متشابهاً في الرحلان الكهربائي الهلامي، يُمكن استنتاج تطابقهما. ^{[ 18 ]}

تُجرى عملية نقل الجزيئات الكبيرة بعد عملية الفصل الكهربائي الهلامي. يُحضّر محلول قلوي في وعاء، ثم توضع إسفنجة فيه، ويُوضع فوقها هلام الأغاروز. بعد ذلك، توضع ورقة نيتروسليلوز فوق هلام الأغاروز، ثم تُوضع فوقها مناديل ورقية للضغط. يُسحب المحلول القلوي لأعلى باتجاه المناديل الورقية. خلال هذه العملية، تتفكك جزيئات الحمض النووي في المحلول القلوي، وتنتقل لأعلى إلى ورقة النيتروسليلوز. تُوضع الورقة بعد ذلك في كيس بلاستيكي، ويُملأ بمحلول يحتوي على شظايا الحمض النووي، والتي تُسمى المجسات، الموجودة في عينة الحمض النووي المطلوبة. ترتبط المجسات بالحمض النووي المكمل للأشرطة الموجودة مسبقًا على عينة النيتروسليلوز. بعد ذلك، تُغسل المجسات، وتبقى فقط تلك التي ارتبطت بالحمض النووي المكمل على الورقة. ثم تُلصق الورقة على فيلم أشعة سينية. تُنتج النشاطية الإشعاعية للمجسات أشرطة سوداء على الفيلم، تُسمى صورة إشعاعية ذاتية. ونتيجةً لذلك، لا تظهر على الفيلم إلا أنماط الحمض النووي المشابهة لنمط المجس. وهذا يسمح لنا بمقارنة تسلسلات الحمض النووي المتشابهة لعينات متعددة. وتُسفر هذه العملية برمتها عن قراءة دقيقة لأوجه التشابه في عينات الحمض النووي المتشابهة والمختلفة على حد سواء. ^{[ 19 ]}

الكيمياء الحيوية هي علم العمليات الكيميائية التي تحدث داخل الكائنات الحية. تحتاج الكائنات الحية إلى عناصر أساسية للبقاء على قيد الحياة، من بينها الكربون والهيدروجين والنيتروجين والأكسجين والكالسيوم والفوسفور. تُشكل هذه العناصر الجزيئات الكبيرة الأربعة التي تحتاجها الكائنات الحية للبقاء على قيد الحياة: الكربوهيدرات والدهون والبروتينات والأحماض النووية. ^{[ 20 ] [ 21 ]}

الكربوهيدرات ، المكونة من الكربون والهيدروجين والأكسجين، هي جزيئات تخزن الطاقة. أبسط أنواع الكربوهيدرات هو الجلوكوز ( _{C6H12O6 )} الذي يُستخدم في التنفس الخلوي لإنتاج الأدينوسين ثلاثي الفوسفات ( _ATP ) ، الذي يزود الخلايا بالطاقة.

البروتينات عبارة عن سلاسل من الأحماض الأمينية، وتؤدي وظائف متعددة، منها تحفيز انقباض العضلات الهيكلية، والعمل كمحفزات، وجزيئات ناقلة، وجزيئات تخزين. ويمكن للمحفزات البروتينية أن تسهل العمليات الكيميائية الحيوية عن طريق خفض طاقة التنشيط للتفاعل. والهيموجلوبين أيضاً بروتينات، تنقل الأكسجين إلى خلايا الكائن الحي. ^{[ 21 ] [ 22 ]}

الليبيدات ، أو الدهون، هي جزيئات صغيرة مشتقة من وحدات كيميائية حيوية من مجموعتي الكيتوأسيل أو الإيزوبرين . تُصنّف الليبيدات إلى ثماني فئات متميزة: الأحماض الدهنية ، والجليسروليبيدات ، والجليسرولفوسفوليبيدات ، والسفينجوليبيدات ، والسكاروليبيدات ، والبوليكيتيدات (المشتقة من تكثيف وحدات الكيتوأسيل )؛ وليبيدات الستيرول وليبيدات البرينول (المشتقة من تكثيف وحدات الإيزوبرين ). وظيفتها الأساسية هي تخزين الطاقة على المدى الطويل. وبفضل تركيبها الفريد، توفر الليبيدات طاقة تزيد عن ضعف ما توفره الكربوهيدرات . كما تُستخدم الليبيدات كعازل حراري. علاوة على ذلك، تُستخدم الليبيدات في إنتاج الهرمونات للحفاظ على توازن هرموني صحي، وتوفير بنية لأغشية الخلايا. ^{[ 21 ] [ 23 ]}

الأحماض النووية هي عنصر أساسي في الحمض النووي (DNA)، وهو المادة الرئيسية لتخزين المعلومات الوراثية، ويوجد غالبًا في نواة الخلية، ويتحكم في العمليات الأيضية للخلية. يتكون الحمض النووي (DNA) من سلسلتين متكاملتين متوازيتين عكسيًا، تحتويان على أنماط مختلفة من النيوكليوتيدات. أما الحمض النووي الريبوزي (RNA) فهو سلسلة مفردة من الحمض النووي (DNA)، يتم نسخها من الحمض النووي (DNA) وتُستخدم في عملية ترجمة الحمض النووي (DNA)، وهي العملية التي يتم من خلالها تصنيع البروتينات من تسلسلات الحمض النووي الريبوزي (RNA). ^{[ 21 ]}