生物化學(biochemistry)即生命的化學,是研究活細胞和生物體的化學組成、分子結構和功能、物質代謝規律及其調節作用、信息轉導和遺傳信息傳遞及調控等內容的一門學科,其研究方法和手段包括化學、生物學、微生物學、生理學、細胞學、遺傳學、物理學等學科領域的理論和技術,研究結果對於揭示生命科學本質發揮了重要作用。尤其是近幾年來生物信息學的發展,促進了生物化學與其相關學科的相互交叉和滲透,同時也為生命科學的研究提供了豐富的信息和先進的技術手段。
生物化學作為醫學基礎課程的教學目標主要是為其後續課程奠定理論技術基礎,具體說主要是為了學生學好《生理學》《病原微生物學》《病理學》《病理生理學》《藥理學》等基礎醫學課程和《內科學》等臨床醫學課程奠定基礎。
一、生物化學的發展曆程
生物化學是一門古老的學科,有著悠久的發展曆史,但作為一門獨立的學科是在20世紀初期形成的,近50年來其研究工作得到了突飛猛進的發展。
生物化學研究的內容涉及從飲食平衡與疾病預防到膳食療法,從沈括的《沈存中良方》到李時珍的《本草綱目》;從必需氨基酸、必需脂肪酸及維生素缺乏症的發現到營養學的誕生等涉及生物體的所有方麵。其間使人們認識到了糖、脂肪及氨基酸的性質及其在生物體的作用。肽和尿素的人工合成成功,改變了有機物必須在生物體內合成的錯誤觀點。曲在製酒中的應用,醬的製作以及酵母發酵使人們初步認識了“可溶性催化劑”,脲酶提取和結晶的成功為人們進一步研究酶的生物學性質和功能奠定了基礎。當物理學、化學分析技術和放射性核素示蹤技術應用於物質在生物體內的變化研究時,才使我們真正認識到了物質在機體內的代謝變化過程和調控機製,從而使人們認識到了許多疾病發生、發展的規律,也為人類提供了研究疾病治療方案的理論基礎。
1953年J.D.Watson和F.H.Crick在他人研究的基礎上提出了DNA雙螺旋結構模型,為揭示遺傳信息傳遞規律奠定了基礎,成為生物化學進入分子生物學階段的重要標誌。在DNA的複製、轉錄以及遺傳密碼的破譯成功的基礎上,提出了遺傳信息傳遞的中心法則。基因重組技術的建立為人類認識基因調控規律、基因操作、基因診斷和基因治療等提供了條件。PCR技術的發明大大縮短了人們研究基因的時間。人類基因組計劃(human genome project)和後基因組計劃的實施及其未來的成果,使人類看到了人類攻克腫瘤、艾滋病、高血壓等疑難疾病的希望。
我國傑出的生物化學家和營養學家吳憲教授,在血液成分分析、氣體與電解質平衡、蛋白質的生物化學、免疫化學、氨基酸代謝和營養學等領域的研究工作曾經在國際上處於領先地位。他創建的血糖定量分析方法,作為臨床檢驗的常規方法在國際上應用了半個多世紀,為糖代謝異常疾病的診斷和療效觀察做出了重大的貢獻。劉思職教授創立了利用定量分析方法研究抗原抗體的反應機製。1965年我國多名科學家集體合作首先采用人工方法合成了具有生物活性的牛胰島素。
生物化學技術的研究為生物化學的臨床應用奠定了基礎。光譜技術、色譜技術、電泳技術、電化學技術等已經成為臨床體液中化學成分定量、定性分析的主要技術。體液化學成分分析的結果成為疾病的診斷、治療方案的製訂、疾病的預防和預後分析的重要依據。現代分子生物學技術在臨床疾病研究中的應用,使人類對更多的疾病有了更高水平的認識,為疾病的診斷和治療提供了更加科學的依據。基因診斷技術在遺傳性疾病、傳染性疾病、腫瘤等分子疾病的診斷中應用,提高了疾病診斷的準確率;基因診療的研究為一些不治之症帶來了新的曙光。