吳昌鍵

（南京中醫(yī)藥大學，江蘇南京 210000）

生物醫(yī)學是一門生物與醫(yī)學相互結合的理論與實際并重的應用性學科。雖起步晚,但卻發(fā)展迅速，目前已成為各國競爭的主要領域之一。生物化學是利用現(xiàn)代化高科技技術研究生物體組成和細胞成分的一門學科，只有通過了解生物體的基本組成，才能運用一定的生物技術解決醫(yī)學方面的問題，因此生物化學研究是生物醫(yī)學的基本理論指導。本文除介紹生物化學的知識外，還詳細敘述了生物化學的知識理論在生物醫(yī)學中的應用以及運用生物化學知識解決生物醫(yī)學問題的方法。

1 生物化學

生物化學是一門探討生物體組織結構、成分和細胞物質的學科，通過對生物體的具體分析檢測，了解生物的物質組成與代謝、組成結構和功能、繁殖遺傳等。通過對生物化學課程進行系統(tǒng)學習，可以了解到生物體含有水、蛋白質、脂類、無機鹽及糖苷類等物質，這些物質通過相互作用形成了生物分子、亞細胞結構、細胞組織或器官，然后再經過神經和組織液的作用形成一個生命體。生物體的各個部分都有其特定的生理作用，因此要深入探討其作用必須從生物化學的角度研究基本組成，從細胞到亞細胞再到生物分子間的相互關系。生物化學不僅僅是研究生物體的組成與成分，還研究生物體中的酶，因為酶是生物體內的必要成分，能夠催化生物體內的代謝和反應。通過學習能了解酶的成分和作用，并將酶應用到醫(yī)學和國防等領域中。另外生物化學還研究生物膜及其組成，通過對生物膜的研究可以了解生物體免疫力和能量轉換等知識，并將生物膜技術應用到醫(yī)學中解決一些疑難問題。激素和維生素也是生物化學研究的一部分，通過學習可以了解到激素和維生素是生物體新陳代謝的調節(jié)因素，可以將其運用到人體免疫力的治療方面。因此，通過生物化學的學習可以了解生物體的方方面面，并能將其應用在實際領域中。通常利用生物化學的知識可以解決生物醫(yī)學中的問題，故生物化學是學習生物醫(yī)學的基礎，生物醫(yī)學是生物化學的實際應用和知識延伸。

2 生物化學在生物醫(yī)學方面的應用

生物醫(yī)學是利用生物學的技術分析生物體的病變，并針對疾病進行治療，其研究內容包括細胞學、免疫學、微生物學等知識。生物化學為生物醫(yī)學研究提供基本的物質單元，比如生物化學中學習的酶可以應用在生物醫(yī)學中的檢測和疾病治療中。通過具體分析生物體的基本物質結構和組成，可以為生物醫(yī)學提供解決問題的思路和方法。

2.1 酶在生物醫(yī)學方面的應用

酶是在生物體活細胞中產生，具有高度特異性和催化活性的蛋白質或RNA。酶是一種比較溫和的催化劑，能維持生物體新陳代謝在溫和的條件下進行。生物體內含有成千上萬的酶，但是每一種酶都具有其特殊用途，用于催化特定的反應，比如蛋白酶就只能用于蛋白質的水解反應。一旦生物體內某一種酶發(fā)生病變或者缺損就會造成生物體機能異常，物質代謝紊亂，可能產生重大疾病，因此酶與生物醫(yī)學的關系十分密切。酶在生物醫(yī)學中的應用主要是用于疾病診斷、臨床治療和藥物生產。在生物技術不斷發(fā)展的今天，酶在生物醫(yī)學領域中得到了大力發(fā)展。

酶是一種具有特定催化功能的物質，正常生物體內的酶活性比較穩(wěn)定，含量在正常范圍內，一旦生物體的器官和組織發(fā)生病變，具有特殊作用的酶就會進入血液、尿液和體液內，可以通過檢測血液或者尿液中酶的含量，來判斷生物體是否發(fā)生疾病。例如，生物體發(fā)生急性胰腺炎時，淀粉酶不能正常催化生物體代謝，就會進入血清和尿液中，淀粉酶含量升高，此時檢測尿液和血清中的淀粉酶含量就能判斷生物是否產生病變；檢測胃癌時，如果僅通過檢測相關的腫瘤標志物來診斷胃癌，其準確度不高，因此在胃癌早期時，可以結合檢測血液中的PG來聯(lián)合檢測確診胃癌，提高檢測準確度。此外，酶具有特異性和高效性，可以做成某些酶試紙，在診斷疾病的過程中進行體外檢測，并通過酶產生的部位來推斷和檢測疾病產生的原因。酶除了能用于疾病診斷，還能用于治療某些疾病。目前通過在生物體中引入某種特定的酶治療疾病的方法很多，所產生的治療效果也很好。比如在治療血栓、心梗等疾病中，利用尿激酶、鏈激酶、纖溶酶等可以起到溶解血塊的功效，將血液中結塊的血栓溶解掉，保持血液暢通，防止血栓形成；利用溶菌酶能溶解細菌的作用，可以將其用于治療傷口感染和抗菌消炎；酶還能應用在治療癌癥和腫瘤方面。酶不僅能用于臨床治療和判斷疾病，還因其特性可以在藥物生產中發(fā)揮作用。例如，利用酶動力學性質可以將其應用在中藥的提取和轉化中；而酶的可固化性質和催化性能也可以用于生產某些手性藥物和藥物的改造。

總之，生物化學中的酶工程在生物醫(yī)學中的應用很廣泛，可以判斷疾病和治療疾病，可以用于制造治療疾病的藥物，還能通過對病體導入缺少的酶保證生物體的正常生命力[1]。隨著科技發(fā)展，酶工程在生物醫(yī)學方面的應用也會越來越全面。

2.2 生物膜在生物醫(yī)學中的應用

生物膜是一類含有蛋白質和糖類物質的磷脂雙分子層膜，其作用是在生物體內分開細胞，同時也參與生物體內能量轉化和細胞之間的通訊。生物體內除了某些病毒沒有生物膜外，其他物質都具有生物膜。依據(jù)生物膜特性，可以將膜做成膜生物支架材料應用在生物醫(yī)學領域。應用在醫(yī)學中的生物膜來源包括3類：天然脫細胞基質膜、天然有機高分子膜和人工合成高分子膜。目前生物膜材料的發(fā)展與再生醫(yī)學和再生器官領域密切相關。

天然脫細胞基質膜是從動物組織中提取出來的天然膜，通常被用于膜引導材料誘導組織再生領域，其具有多孔結構，吸附性好等優(yōu)點，常用于制作人工血管和人工皮膚。但天然脫細胞基質膜存在力學性能差，其在生物體內降解后性能不可控等缺陷，針對這種缺陷可以通過使用交聯(lián)劑改良天然膜，增強此類膜物質的力學特性。天然有機高分子膜是以天然高分子材料為原料，經過一定的技術手段處理后制備而成的天然有機高分子膜，此類膜包括蛋白質類膜和多糖類質膜等。蛋白質類生物膜包括膠原膜、雞蛋膜、羊膜、玉米醇溶蛋白質膜等。膠原膜是一類成膜性能和相容性能俱佳的細胞外基質成分，缺點是生物降解性和抗拉力強度比較差。根據(jù)膠原膜的特性可以作為骨組織再生的引導膜，在生物體內促進骨組織的再生修復。雞蛋膜通常用作創(chuàng)傷面的敷貼，還可以通過一定的技術方法對其進行改性形成液態(tài)化的雞蛋膜。雞蛋液態(tài)膜可以與其他生物質膜共混制作成相容性和拉伸強度優(yōu)良的共混膜，還能用于改性某些生物支架材料的表面特性。羊膜是除上述兩種蛋白質類膜外，應用最為廣泛的一類生物蛋白質膜。羊膜是與生物體相容性最好的一類膜，因此研究者們研究開發(fā)了人羊膜。人羊膜的物質成分和特性與天然生物膜很類似，都含有膠原、細胞等，可以用作角膜、皮膚、血管等組織工程的修復。另外羊膜還可以和其他的組織粘合改善其抗拉能力，多應用在修復肌腱斷裂等方面。多糖類膜是另一個天然有機高分子膜。其中最為典型的多糖類生物膜是殼聚糖膜，這種膜可以和多種生物質膜類復合形成性能優(yōu)良的復合膜材料，其應用領域非常廣泛，常用作軟骨組織的修復和肌腱縫合材料。人工合成有機大分子材料膜是通過一定的化學物質反應生成的膜，其種類多、應用面廣，但是在生物體內降解能力差，應用后需要取出。隨著科技發(fā)展，人工生物膜在可降解性方面取得了重大突破。聚已內酯就是一種典型的人工生物膜，具有疏水性和高抗拉伸強度，可以制成絲用作人造皮膚。聚羥基丁酸人工生物膜可以用作骨組織損傷修復。總之，生物膜的種類繁多，都是通過固化成膜，利用不同的材料制作成不同的生物膜，應用于不同領域。當然在生物膜的發(fā)展過程中也存在一些問題，比如生物膜不是生物體內原有器官，進入生物體后適應過程復雜，這些都需要研究人員進一步研究，以得到更完美的生物膜[2]。

2.3 激素在生物醫(yī)學方面的應用

激素是正常生物體內分泌細胞產生的一種化學物質，可以調節(jié)生物體的新陳代謝和生物體的生長速度，使生物體更適應環(huán)境。激素按照化學結構分類可以分為固醇、氨基酸衍生物、肽與蛋白質以及脂肪酸衍生物4類，不同的激素具有不同的功效。雖然內分泌細胞產生的激素量非常少，但是大量的激素聚集在一起所產生的作用很大。激素分泌過多就會造成內分泌失調，皮膚長痘等情況。但是激素具有高度專一性和親和力，恰當?shù)募に亓靠梢越鉀Q很多生物醫(yī)學問題。如原發(fā)性免疫性缺陷引起的血小板減小的紫癜就是一種自身免疫力疾病，很難通過輸入血小板和其他藥物進行治療[3]，而使用糖皮質激素則可以治療此種疾病，在臨床上治療效果非常顯著，可以提高人體內的血小板，但具有依賴性。激素不僅可以治療紫癜，還可以在重癥肺炎的治療中起到輔助作用，通過對重癥肺炎患者使用激素用藥，可以降低重癥肺炎的死亡率。另外激素還可以用于治療皮膚疾病，在改善皮膚表面痤瘡、閉口粉刺等方面都具有很好的功效。雖然激素用藥在治療疾病和促進生長方面都有比較顯著的療效，但是針對激素用藥還是具有較大的爭議。比如有人就提出激素治療可以誘發(fā)乳腺癌，雖然此爭議一直存在，但還沒有相關報道能證實這一說法。由此可見，激素能很快地改善生物體病變，緩解生物體痛苦，但是激素也具有一些潛在的危害，需要人們有針對性地使用。

3 結語

綜上所述，學習生物化學知識，可以了解生物體內的基本特征；利用生物化學知識可以判斷和治療疾病，并可以用于某些藥品的生產，治療生物體相關疾病。生物化學與生物醫(yī)學緊密聯(lián)系，相輔相成，隨著生物技術的發(fā)展，相信在不久的將來，可以運用生物化學知識和技術解決更多生物醫(yī)學方面的問題，同時生物醫(yī)學的發(fā)展也會為研究生物化學提供必要的理論實踐。隨著科學技術的發(fā)展，生物化學將會在生物醫(yī)學領域有更為廣闊的前景。