В исследованиях последних лет при изучении состояния функциональных систем организма в норме и при патологии нередко использовался биоинформационный анализ. В частности, он успешно применялся при изучении состояния печени [1; 2; 3]. Одними из наиболее часто встречающихся заболеваний, при которых происходит вовлечение многих функциональных систем в патологический процесс, являются хронические гепатиты и циррозы печени, для которых и осуществлялось настоящее исследование:
1-я группа – больные с хроническим активным гепатитом вирусной этиологии (43 человека);
2-я группа – больные с хроническим персистирующим гепатитом вирусной этиологии (51 человек);
3-я группа – больные с циррозом печени вирусной этиологии (7 человек).
Для того чтобы установить, находится ли функциональная система в устойчивом равновесном состоянии, вычислялись следующие показатели: информационная емкость Нmax, т.е. максимальное структурное разнообразие системы, информационная энтропия Н, информационная организация S, относительная информационная энтропия h, которая является характеристикой неупорядоченности системы, и коэффициент относительной организации системы R (коэффициент избыточности).
Значения коэффициентов информационной энтропии Н, информационной организации S, относительной информационной энтропии h и избыточности R вычислялись в трёх группах для показателей, характеризующих типичные морфологические признаки (характер дистрофии, характер инфильтрата, характер некрозов, холестаз, состояние внутрипеченочных желчных протоков, состояние центральных вен, синусоидов, стаз). Результаты вычислений приведены в таблице.
Наименьшие значения информационной энтропии H получены в группе больных с хроническим персистирующим гепатитом (2,540 ± 0,103 бит). Для этой же группы получено наибольшие значения коэффициента относительной организации системы R = 42,171 ± 2,337 %. Наибольшее значение информационной энтропии H найдено для группы больных с циррозом печени вирусной этиологии (2,986 ± 0,220 бит). Значения информационной емкости Нmax приведены в таблице.
Информационные характеристики типичных морфологических признаков
|
Группа |
H (бит) |
Нmax (бит) |
S (бит) |
h |
R (%) |
|
ХАГ |
2,676 ± 0,094 |
4,392 ± 0,000 |
1,717 ± 0,094 |
0,609 ± 0,021 |
39,081 ± 2,143 |
|
ХПГ |
2,540 ± 0,103 |
4,392 ± 0,000 |
1,852 ± 0,103 |
0,578 ± 0,023 |
42,171 ± 2,337 |
|
Цирроз печени |
2,986 ± 0,220 |
4,459 ± 0,000 |
1,473 ± 0,220 |
0,670 ± 0,049 |
33,039 ± 4,944 |
Кроме среднего значения, для информационных характеристик типичных морфологических признаков определялись такие статистические показатели, как минимум, максимум и размах вариации, т.е. разность между значениями максимума и минимума. Наибольшие значения размаха показателей Н и h достигаются в группах с хроническим активным гепатитом и с хроническим персистирующим гепатитом (2,700 бит и 61,5 %). При этом значения Н изменяются от 1,000 до 3,700 бит, а значения h – от 22,8 до 84,2 %. Наименьшие значения размаха для Н и h получены в группе с циррозом печени (0,842 бит и 32,7 %). В данной группе значения Н изменяются в пределах от 0,327 до 3,459 бит, а значения относительной энтропии h изменяются от 44,8 до 77,6 %. Небольшой интервал изменения информационной энтропии h в группе больных с циррозом печени позволяет сделать вывод о стремлении функциональной системы к определённому устойчивому состоянию.
Наибольшие значения максимума информационной организации системы S и коэффициента избыточности R, которые являются показателями надежности биологической системы, получены в группах с хроническим активным гепатитом и с хроническим персистирующим гепатитом (3,392 бит и 77,233 %).
Анализ значений информационной энтропии и информационной организации системы, полученных для типичных морфологических признаков, позволяет сделать вывод о стремлении функциональных систем организма к определённому устойчивому состоянию не только в норме, но и в условиях необратимого патологического процесса.
Для трёх групп был также проведен корреляционный анализ между значениями относительной информационной энтропии ENT_MF типичных морфологических признаков и рядом показателей, характеризующих течение патологического процесса. К ним относились типичный состав камней, типичные морфологические признаки (характер дистрофии, характер инфильтрата, характер некрозов, холестаз, состояние внутрипеченочных желчных протоков, состояние центральных вен, синусоидов, стаз), биохимические и иммунологические показатели крови, показатели компенсаторно-приспособительных процессов.
В группе с хроническим персистирующим гепатитом вирусной этиологии получена заметная линейная зависимость значений ENT_MF от таких показателей, как наличие сдавления внутридольковых желчных протоков (r = 0,60), кистозно-измененных желчных протоков (r = 0,61), перидуктального фиброза (r = 0,69), где r – значения коэффициентов корреляции.
Для группы больных с хроническим активным гепатитом вирусной этиологии найдены коэффициенты корреляции, также указывающие на сильную взаимосвязь между переменными для информационной энтропии ENT_MF и наличия кистозно-измененных желчных протоков (r = 0,68), пролиферации желчных протоков (r = 0,60), перивенулярного фиброза (r = 0,72).
Так же, как и в других группах, в группе с циррозом печени вирусной этиологии сильная линейная зависимость наблюдается для информационной энтропии ENT_MF и таких показателей, как расширение внутридольковых желчных протоков (r = –0,97), сдавление внутридольковых желчных протоков (r = 0,97), пролиферация желчных протоков (r = 0,97), перидуктальный фиброз (r = 0,97).
На основании корреляционного анализа во всех группах были построены уравнения регрессионной зависимости высокой прогнозной точности переменной ENT_MF от показателей, характеризующих течение патологического процесса.