Biomedycyna wybrane aspekty

Oto mamy na rynku pierwszy, doskonale napisany podręcznik z zakresu biomedycyny. Mamy książkę, która jest monografią naukową poświęconą biologicznym podstawom nauk medycznych. Publikacja może też stanowić fundament w procesie dydaktycznym na kierunku lekarskim i kierunkach pokrewnych, takich jak: stomatologia, farmacja, pielęgniarstwo czy zdrowie publiczne. Książka napisana jest zrozumiałym językiem, układ rozdziałów jest logiczny i konsekwentnie wprowadza Czytelnika w rozumienie biologicznych podstaw medycyny. Autorami są wybitni specjaliści. Gorąco rekomenduję zatem tę książkę, jako oryginalną monografię naukową przydatną lekarzom, biologom, farmaceutom i wszystkim innym specjalistom, którzy zajmują się zdrowiem i chorobą u człowieka.

Z recenzji dr. hab. n. med. Tadeusza Pietrasa, prof. Uniwersytetu Medycznego w Łodzi

Tematyka przedstawionej do recenzji książki dotyczy zagadnień związanych z osiągnięciami stosunkowo młodej dziedziny badań, jaką jest biomedycyna. Jest to dziedzina medycyny wykorzystująca najnowsze osiągnięcia nauk biologicznych, biochemicznych, biofizycznych, biotechnologicznych, chemicznych i fizycznych, m.in. w zapobieganiu, diagnostyce i leczeniu chorób człowieka. Biomedycyna oparta o metodologię wymienionych dziedzin nauki łączy w sobie zagadnienia obejmujące wielkoskalowe zależności strukturalne i funkcjonalne między fizjologią, patologią, psychologią i etyką człowieka. Odzwierciedleniem szerokiego zakresu tematycznego, jaki obejmuje biomedycyna, jest różnorodność tematyczna poszczególnych rozdziałów tej książki. Obecnie nie ma na polskim rynku księgarskim specjalistycznego wydania poświęconego biomedycynie. W odpowiedzi na tę lukę powstała ta doskonała książka, którą przeczytałam z wielkim zainteresowaniem i uważam, iż będzie ona niezwykle przydatna polskiemu studentowi medycyny, stomatologii, ale także farmacji, biologii, chemii, fizyki, biotechnologii, dietetyki, pielęgniarstwa itp. Przedstawione w książce najnowsze osiągnięcia nauki z zakresu biomedycyny z pewnością będą przydatne w procesie kształtowania młodej kadry, świadomej nowoczesnych osiągnięć biomedycyny.

Z recenzji dr hab. Sylwii Rodziewicz-Motowidło, prof. Uniwersytetu Gdańskiego

Spis treści:

Wstęp 11
– Ewa Brzeziańska-Lasota, Justyna Kiszałkiewicz
I. BIomedycyna środoWISkoWa 13
Redaktor naukowy: Joanna Błaszkowska
1. Współczesny biomonitoring narażenia i skutku zdrowotnego 15
– Jolanta Gromadzińska
1.1. Środowisko jako źródło narażenia człowieka na czynniki chemiczne 15
1.2. Biomonitoring środowiska 16
1.3. Monitoring biologiczny narażenia 21
1.4. Skutki zdrowotne narażenia człowieka na czynniki chemiczne obecne
w środowisku 30
II. Genetyka I epIGenetyka jako elementy połączenIa
środoWISko–Genom 45
Redaktorzy naukowi: Ewa Brzeziańska-Lasota, Maciej Borowiec
1. mechanizmy molekularne w modyfikacji środowiska 47
– Ewa Brzeziańska-Lasota, Artur Odyniec
2. nutrigenomika/nutrigenetyka a zdrowie 55
– Maria Koziołkiewicz, Urszula Lewandowska
2.1. Podstawowe terminy 55
2.2. Molekularne mechanizmy działania bioaktywnych składników diety 56
2.3. Wpływ składników diety na epigenetyczną regulację ekspresji genów 57
2.4. Interferencja RNA; rola microRNA, wpływ składników diety na poziom
wybranych miRNA 63
2.5. Egzogenne microRNA jako regulator ekspresji genów? 65
2.6. FTO (fat mass and obesity associated gene) 66
2.7. Mleko jako regulator procesów epigenetycznych 69
2.8. Zróżnicowanie genetyczne populacji – polimorfizmy genetyczne 71
2.9. Reduktaza metylenotetrahydrofolianowa – MTHFR 73
3. dieta, mikrobiom a zdrowie 77
– Joanna Błaszkowska, Katarzyna Góralska
3.1. Mikrobiota a mikrobiom 77
3.2. Mikrobiota przewodu pokarmowego 79
3.3. Skład mikrobioty a ontogeneza człowieka 79
3.4. Mikrobiota osób dorosłych 83
3.4.1. Enterotypy 84
3.4.2. Mikrobiom rdzeniowy – core microbiome 84
3.4.3. Gatunki kluczowe 85
3.5. Czynniki wpływające na skład i aktywność mikrobioty jelita 85
3.5.1. Ewolucja 87
3.5.2. Płeć 88
3.5.3. Pochodzenie etniczne 88
3.5.4. Dieta 91
3.6. Rola naturalnej mikrobioty w utrzymaniu homeostazy organizmu 98
3.6.1. Krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe (SCFA) a mikrobiota 99
3.6.2. Oddziaływanie SCFA na organizm gospodarza 100
3.6.3. Interakcje mikrobiota jelitowa–gospodarz 102
3.6.4. Mikrobiota a układ immunologiczny 104
3.6.5. Oś mózgowo-jelitowa 106
3.6.6. Dysbioza 108
3.7. Mikrobiota jako potencjalny czynnik promocji raka jelita grubego 114
3.8. Mikrobiota i jej potencjalny wpływ antykancerogenny na raka jelita grubego 115
3.9. Modyfikacje mikrobioty jelita 116
4. Wybrane choroby i zaburzenia u człowieka jako przykład interakcji
genomu/epigenomu ze środowiskem – choroby ekogenetyczne 121
4.1. choroby układu oddechowego 121
– Wojciech Piotrowski, Adam J. Białas
4.1.1. Wstęp 121
4.1.2. Astma 123
4.1.3. Przewlekła obturacyjna choroba płuc 125
4.1.4. Sarkoidoza 126
4.1.5. Idiopatyczne włóknienie płuc 131
4.1.6. Rak płuca 134
4.2. choroby ośrodkowego układu nerwowego 141
– Artur Odyniec, Jacek Rożniecki
4.2.1. Znaczenie zjawisk epigenetycznych w biologii OUN 141
4.2.2. Rola epigenetyki w wybranych chorobach neurodegeneracyjnych 143
4.2.3. Perspektywy epigenetyki w terapii chorób neurologicznych 148
4.2.4. Rola czynników genetycznych w wybranych chorobach neurodegeneracyjnych 149
4.2.5. Genetyczne i epigenetyczne mechanizmy zaburzeń rozwojowych mózgowia 152
4.2.6. Rola czynników środowiskowych w etiopatogenezie chorób neurodegeneracyjnych 15
4.3. choroby tarczycy 160
– Michał Stuss, Ewa Sewerynek
4.3.1. Autoimmunologiczne choroby tarczycy 160
4.3.2. Znaczenie czynników genetycznych w chorobach autoimmunologicznych tarczycy 161
4.3.3. Zmiany epigenetyczne w chorobach autoimmunologicznych tarczycy 164
4.3.4. Czynniki środowiskowe i ich wpływ na występowanie chorób autoimmunologicznych tarczycy 166
4.3.4.1. Promieniowanie jonizujące 166
4.3.4.2. Niedostateczna i nadmierna podaż jodu 167
4.3.4.3. Niedobór selenu 167
4.3.4.4. Witamina D 168
4.3.4.5. Organiczne związki chemiczne 168
4.3.4.6. Czynnik infekcyjny 169
4.3.4.7. Palenie tytoniu 170
4.3.4.8. Leki 170
4.3.4.9. Stres 171
4.3.5. Raki tarczycy 172
4.3.5.1. Aspekty genetyczne raków tarczycy 174
4.3.5.2. Mutacje punktowe 174
4.3.5.3. Zwielokrotnienie liczby kopii genów 179
4.3.5.4. Rearanżacje chromosomowe typu translokacji i inwersji 180
4.3.6. Czynniki epigenetyczne a rak tarczycy 181
4.3.7. Czynniki środowiskowe i ich wpływ na występowanie raków tarczycy 186
4.3.7.1. Niedostateczna i nadmierna podaż jodu 186
4.3.7.2. Niedobór witaminy D 188
4.3.7.3. Czynniki infekcyjne 188
4.3.7.4. Promieniowanie jonizujące 188
4.3.7.5. Związki chemiczne i metale ciężkie 189
4.3.7.6. Konserwanty 189
4.3.7.7. Aktywność fizyczna 190
4.4. zaburzenia płodności 196
– Renata Walczak-Jędrzejowska, Jolanta Słowikowska-Hilczer
4.4.1. Fizjologia żeńskiego układu płciowego 196
4.4.1.1. Owogeneza 196
4.4.1.2. Folikulogeneza 196
4.4.1.3. Układ podwzgórze–przysadka–jajniki 198
4.4.2. Fizjologia męskiego układu płciowego 199
4.4.2.1. Spermatogeneza 200
4.4.2.2. Układ podwzgórze–przysadka–jądra 200
4.4.2.3. Wędrówka plemników 201
4.4.2.4. Budowa i czynność plemnika 201
4.4.2.5. Parametry nasienia 203
4.4.3. Wpływ czynników środowiskowych na płodność 203
4.4.3.1. Wpływ stylu życia na płodność kobiet 203
4.4.3.2. Wiek 204
4.4.3.3. Dieta niskokaloryczna 204
4.4.3.4. Nadmierny wysiłek fizyczny 205
4.4.3.5. Otyłość 205
4.4.3.6. Stres 205
4.4.3.7. Palenie papierosów 206
4.4.4. Wpływ stylu życia na płodność mężczyzn 206
4.4.4.1. Wiek 207
4.4.4.2. Nieodpowiednia dieta 207
4.4.4.3. Nadmierne spożywanie alkoholu 208
4.4.4.4. Nieodpowiednia aktywność fizyczna 209
4.4.4.5. Otyłość 209
4.4.4.6. Palenie papierosów 210
4.4.5. Wpływ szkodliwych substancji środowiskowych na płodność 212
4.4.5.1. Definicja EDC 212
4.4.5.2. Mechanizm działania EDC 213
4.4.5.3. Wpływ EDC na płodność kobiet 214
4.4.5.4. Wpływ EDC na płodność mężczyzn 214
4.4.6. Przyczyny genetyczne zaburzeń płodności 215
4.4.6.1. Przyczyny genetyczne zaburzeń płodności kobiet 215
4.4.6.2. Przyczyny genetyczne zaburzeń płodności mężczyzn 217
5. Farmakogenomika i farmakogenetyka – podstawa medycyny spersonalizowanej 223
– Edyta Marta Borkowska, Michał Pietrusiński, Maciej Borowiec
III. noWe kIerunkI BIotechnoloGII W BIomedycynIe 237
Redaktor naukowy: Michał Pikuła
1. Biomateriały we współczesnej medycynie 239
– Karolina H. Czarnecka, Mateusz Siwak, Justyna Kucińska-Lipka, Jacek Zieliński,
Helena Janik, Michał Pikuła
1.1. Wstęp 239
1.2. Biomateriały – wyrób medyczny do zastosowania biomedycznego 240
1.3. Historia biomateriałów 241
1.4. Podział biomateriałów 242
1.4.1. Stale i stopy 243
1.4.2. Stale austenityczne oraz tytan i jego stopy 244
1.4.3. Stopy na osnowie kobaltu 245
1.4.4. Stopy z pamięcią kształtu 246
1.4.5. Bioceramika 246
1.5. Biomateriały kompozytowe 249
1.6. Polimery 252
1.7. Implanty stosowane w leczeniu chorób serca i układu krążenia 257
1.8. Przydatność kliniczna biomateriałów w chirurgii 258
1.8.1. Dziedziny chirurgii 258
1.8.2. Leczenie rozległych przepuklin brzusznych 258
1.8.3. Zastosowanie w leczeniu chirurgicznym raka piersi 260
1.8.4. Powikłania 260
1.8.5. Przyszłość 260
1.9. Standaryzacja i normalizacja wyrobów medycznych 261
2. nanotechnologia we współczesnej medycynie 267
– Dorota Pastuszak-Lewandoska, Justyna Kiszałkiewicz, Iwona Inkielewicz-Stępniak,
Michał Pikuła
2.1. Wstęp 267
2.2. Metody wytwarzania nanostruktur 267
2.3. Charakterystyka nanostruktur 268
2.3.1. Dendrymery 268
2.3.2. Nanorurki węglowe 272
2.3.3. Kropki kwantowe 273
2.4. Nanomedycyna 274
2.5. Nanodiagnostyka 275
2.5.1. Celowane dostarczanie leków 278
2.5.2. Terapia przeciwnowotworowa 281
2.5.3. Terapia genowa 285
2.5.4. Pozostałe cele terapeutyczne 286
2.6. Nanoteranostyka 288
2.7. Nanotoksykologia – partner współczesnej medycyny 289
2.8. Podsumowanie 290
3. komórki macierzyste w medycynie regeneracyjnej i transplantologii 299
– Milena Deptuła, Anna Wardowska, Michał Pikuła
3.1. Wstęp 299
3.2. Charakterystyka komórek macierzystych 300
3.3. Izolacja i hodowla in vitro komórek macierzystych 304
3.4. Terapie komórkowe 306
3.5. Hematopoetyczne komórki macierzyste 308
3.6. Mezenchymalne komórki macierzyste 311
3.7. Komórki macierzyste naskórka 314
3.8. Przykłady innych rodzajów komórek macierzystych 315
3.9. Wyzwania i kierunku rozwoju 315
Nota o Redaktorach i Autorach 319