Тематикой многих исследований в настоящее время является изучение энергоинформационного состояния органов млекопитающих в норме и при различных патологических процессах. Характеристикой устойчивости в этих исследованиях является, прежде всего, информационная энтропия, которая выступает в качестве меры нестабильности системы в данных условиях. Информационный анализ успешно применялся в ряде исследований при изучении состояния печени. В частности, энергоинформационное состояние печени анализировалось в зависимости от возраста и патологии [1, 2], был проведён биоинформационный анализ тяжести морфологических изменений при хронических гепатитах и циррозах печени вирусной этиологии [3]. В некоторых исследованиях при изучении информационного состояния органов млекопитающих использовалось классическое «золотое сечение» 0,618:0,382, которое рассматривалось как характеристика устойчивости сформировавшейся патологической системы. Так, при оценке тяжести морфологических изменений в тканях почек выполнение закона «золотого сечения» оценивалось на основании результатов исследования морфологических последствий управляющих воздействий крайненизкочастотных вращающихся магнитных полей (ВМП) и импульсных бегущих магнитных полей (ИБМП) на ткани млекопитающих [4]. Для этого осуществлялось сравнение таких показателей, как ядерно-цитоплазматический коэффициент, площадь почечных клубочков и поперечное сечение почечных канальцев в норме и при патологии. Для исследования воздействия на организм вращающихся и импульсных бегущих магнитных полей также был проведен информационный анализ тяжести патоморфологических изменений в пяти группах животных:
1-я группа – контрольная группа интактных мышей;
2-я группа – экспериментальная группа мышей, которая подверглась воздействию импульсного бегущего магнитного поля (ИБМП) с длительностью импульса 0,5 с;
3-я группа – экспериментальная группа мышей, которая подверглась воздействию вращающегося магнитного поля (ВМП) с частотой 6 Гц, направление вращения поля вправо, величина магнитной индукции 4 мТл, в сочетании с переменным магнитным полем (ПеМП) с частотой 8 Гц, при величине магнитной индукции4 мТл;
4-я группа – экспериментальная группа мышей, которая подверглась воздействию переменного магнитного поля (ПеМП) с частотой 8 Гц при величине магнитной индукции 4 мТл;
5-я группа – экспериментальная группа мышей, которая подверглась воздействию ВМП с частотой 6 Гц, направление вращения поля вправо, величина магнитной индукции 0,4 мТл, в сочетании с переменным магнитным полем (ПеМП) с частотой 8 Гц, при величине магнитной индукции 0,4 мТл.
Для того чтобы определить, находится ли функциональная система в равновесном состоянии, во всех рассмотренных выше группах вычислялись следующие информационные характеристики: информационная емкость , т.е. максимальное структурное разнообразие системы, информационная энтропия Н, информационная организация S. Кроме того, вычислялись относительная информационная энтропия h, который является характеристикой неупорядоченности системы, и коэффициент относительной организации системы R (коэффициент избыточности).
Рассмотренные выше значения коэффициентов определялись в пяти группах для следующих морфометрических признаков почечных канальцев: площадь цитоплазмы, площадь ядер и площадь полости канальца. При этом для всех групп значение информационной ёмкости одинаково и составляет 1,585±0,000 бит.
Информационные характеристики морфометрических признаков почечных канальцев
|
Группа |
H (бит) |
S (бит) |
h |
R ( %) |
|
Группа 1 |
1,336±0,018 |
0,249±0,018 |
0,843±0,011 |
15,681±1,128 |
|
Группа 2 |
1,398±0,039 |
0,187±0,039 |
0,882±0,025 |
11,821±2,479 |
|
Группа 3 |
1,218±0,033 |
0,367±0,033 |
0,768±0,021 |
23,182±2,112 |
|
Группа 4 |
1,305±0,031 |
0,280±0,031 |
0,824±0,020 |
17,635±1,959 |
|
Группа 5 |
1,258±0,026 |
0,327±0,026 |
0,794±0,017 |
20,623±1,651 |
Наименьшие средние значения информационной энтропии H были получены в группе 3 (1,218±0,033 бит) и группе 5 (1,258±0,026 бит). Это группы мышей, которые подверглись воздействию вращающегося магнитного поля (ВМП) с частотой 6 Гц и величиной магнитной индукции соответственно 4 мТл и 0,4 мТл, в сочетании с переменным магнитным полем (ПеМП) с частотой 8 Гц, при величине магнитной индукции соответственно 4 мТл и 0,4 мТл. Для этих групп получены наибольшие значения коэффициента относительной организации системы R – соответственно 23,182±2,112 % и 20,623±1,651 %. Наибольшие значения информационной энтропии как характеристики неустойчивости функциональной системы получены для группы 2 мышей, которая подверглась воздействию импульсного бегущего магнитного поля (ИБМП) с длительностью импульса 0,5 с (1,398±0,039 бит). Значение информационной энтропии для контрольной группы также достаточно высокое и составляет 1,336±0,018 бит.
Таким образом, в результате исследования были получены наименьшие значения информационной энтропии и наибольшие значения коэффициента относительной организации системы в группах с тяжелыми патологическими изменениями, что позволяет сделать вывод о формировании устойчивого равновесного состояния не только в норме, но и в условиях необратимого патологического процесса. Напротив, в условиях развивающегося патологического процесса, сопровождающегося высокой активностью реакций компенсации формируется неравновесная система, по сравнению как со стабильной системой в условиях нормы, так и с системой, подверженной необратимым патологическим изменениям.