В исследованиях последних лет, посвящённых воздействию крайненизкочастотных вращающихся магнитных полей (ВМП) и импульсных бегущих магнитных полей (ИБМП) на ткани млекопитающих успешно использовался информационный анализ [1–4]. В данном исследовании проводился информационный анализ тяжести патоморфологических изменений для пяти групп 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- руппа – 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 индукции 4 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 исследования физиологических функций на устойчивость во всех рассмотренных выше группах вычислялись следующие информационные характеристики: информационная емкость Нmax, информационная энтропия Н, информационная организация S, относительная информационная энтропия h и коэффициент относительной организации системы R. Рассмотренные выше значения коэффициентов определялись в пяти группах для почечных клубочков, при этом были выделены следующие морфометрические признаки: площадь цитоплазмы капсулы, площадь ядер капсулы, площадь цитоплазмы капиллярной сети, площадь ядер капиллярной сети, площадь полости клубочка. Для всех групп значение информационной ёмкости Нmax одинаково и составляет 2,322 ± 0,000 бит.
Информационные характеристики морфометрических признаков почечных клубочков
|
Группа |
H (бит) |
S (бит) |
h |
R (%) |
|
Группа 1 |
2,049 ± 0,020 |
0,273 ± 0,020 |
0,882 ± 0,009 |
11,751 ± 0,868 |
|
Группа 2 |
2,060 ± 0,024 |
0,262 ± 0,024 |
0,887 ± 0,011 |
11,276 ± 1,052 |
|
Группа 3 |
1,863 ± 0,029 |
0,459 ± 0,029 |
0,803 ± 0,012 |
19,748 ± 1,231 |
|
Группа 4 |
1,830 ± 0,054 |
0,492 ± 0,054 |
0,788 ± 0,023 |
21,181 ± 2,329 |
|
Группа 5 |
1,843 ± 0,029 |
0,479 ± 0,029 |
0,794 ± 0,013 |
20,630 ± 1,254 |
Наименьшие средние значения информационной энтропии H и относительной информационной энтропии h, характеризующие неустойчивость системы, были получены в группе 4 (1,830 ± 0,054 бит и 0,788 ± 0,023) и в группе 5 (1,843 ± 0,029 бит и 0,794 ± 0,013). Для этих групп также получены наибольшие средние значения S и R, которые для группы 4 равны 0,492 ± 0,054 бит и 21,181 ± 2,329 %, а для группы 5 составляют 0,479 ± 0,029 бит и 20,630 ± 1,254 %. Наибольшие средние значения показателей H и h найдены в группе 2 (2,060 ± 0,024 бит и 0,887 ± 0,011). Средние значения показателей S и R являются наименьшими в этой группе и составляют 0,262 ± 0,024 бит и 11,276 ± 1,052 %.
Для информационных показателей Н, S, h и R во всех группах больных были найдены не только средние значения, но также минимум, максимум, размах вариации, т.е. разность между значениями максимума и минимума. При этом наименьшие значения максимума информационной энтропии Н и относительной информационной энтропии h достигаются в группе 4 (2,043 бит и 0,880) и в группе 5 (2,049 бит и 0,882). Наибольшие значения максимума информационной организации системы S и коэффициента относительной организации системы R получены также в группе 4 (0,995 бит и 42,9 %) и в группе 5 (0,734 бит и 31,6 %).
Наименьшие значения минимума показателей Н и h достигаются в группе 4 (1,327 бит и 0,571). Для этой же группы получены наибольшие значения минимума S и R (0,279 бит и 12,0 %). Наименьшие значения размаха для Н, S, h и R достигаются в контрольной группе (0,235 бит, 0,235 бит, 0,101 и 10,1 %).
В ходе исследования осуществлялся также корреляционный и регрессионный анализ между значениями относительной информационной энтропии h, полученной для морфометрических признаков почечных клубочков, и морфометрическими признаками почечных клубочков. Регрессионные модели наибольшей прогнозной точности были получены для контрольной группы и для группы 2, подвергавшейся воздействию импульсного бегущего магнитного поля (ИБМП) с длительностью импульса 0,5 с.
Так, для группы 2 составлено уравнение регрессионной зависимости между относительной информационной энтропией h_, площадью цитоплазмы капсулы SITOP_KS, площадью цитоплазмы капиллярной сети SITOP_K, площадью ядер капиллярной сети JADRO_K и площадью полости клубочка POLOST:
h_ = 0,86947 – 0,00008∙SITOP_KS + 0,00012∙SITOP_K – 0,00005∙JADRO_K + 0,00071∙POLOST.
Модель описывает 95,164 % дисперсии зависимой переменной, что указывает на её высокую прогнозную точность.
Таким образом, по результатам проведенного исследования можно сделать вывод об устойчивости функциональной системы при патологии. Наименьшие значения информационной энтропии и наибольшие значения коэффициента относительной организации системы наблюдаются в группах 4 и 5, которые характеризуются развитием тяжёлых необратимых патологических изменений в тканях почек, что указывает на формирование устойчивого равновесного состояния в условиях необратимого патологического процесса.