В исследованиях последних лет, посвящённых воздействию магнитных полей различных режимов на ткани почек успешно использовался информационный анализ. В частности, методы информационного анализа применялись для оценки изменений морфометрических признаков почечных канальцев и клубочков при воздействии на организм магнитных полей [1-2], осуществлялось моделирование зависимости между значениями относительной информационной энтропии и морфометрических признаков почечных канальцев и клубочков [3-4]. Настоящее исследование проводилось в пяти группах лабораторных животных, каждая из которых включала в себя по 15 взрослых мышей линии С57/Bl6 обоих полов:
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 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 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. Также вычислялись относительная информационная энтропия h, который является характеристикой неупорядоченности системы, коэффициент относительной организации системы R (коэффициент избыточности) и информационная эквивокация D, которая показывает степень отклонения системы от нормы.
Информационные характеристики морфометрических признаков почечных клубочков
|
Группа |
H (бит) |
S (бит) |
h |
R ( %) |
D ( %) |
|
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 |
0,475 ± 1,052 |
|
Группа 3 |
1,863 ± 0,029 |
0,459 ± 0,029 |
0,803 ± 0,012 |
19,748 ± 1,231 |
– 7,997 ± 1,231 |
|
Группа 4 |
1,830 ± 0,054 |
0,492 ± 0,054 |
0,788 ± 0,023 |
21,181 ± 2,329 |
– 9,430 ± 2,329 |
|
Группа 5 |
1,843 ± 0,029 |
0,479 ± 0,029 |
0,794 ± 0,013 |
20,630 ± 1,254 |
– 8,879 ± 1,254 |
Значения всех рассмотренных выше показателей определялись в пяти группах для таких морфометрических признаков почечных клубочков, как 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.
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 %.
Наименьшие отрицательные значения информационной эквивокации D также получены в группе 4 (– 9,430 ± 2,329 %) и в группе 5 (– 8,879 ± 1,254 %). В группе 2 получено единственное положительное значение показателя D, равное 0,475 ± 1,052 %, которое характеризует наименьшее отклонение значения коэффициента избыточности R, полученное в группе 2 от значения R, полученного для контрольной группы.
Кроме того, для информационных характеристик морфометрических признаков почечных клубочков вычислялись значения максимума, минимума и размаха вариации, т.е. разности между значениями максимума и минимума.
В данном случае наименьшие значения максимума информационной энтропии Н, относительной информационной энтропии h и информационной эквивокации D достигаются в группе 4 (2,043 бит, 0,880 и – 0,24 %) и в группе 5 (2,049 бит, 0,882 и – 0,01 %). 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, h и D достигаются в группе 4 (1,327 бит, 0,571 и – 31,1 %). 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 %). Наименьшее значение размаха для информационной эквивокации D получено в группе 2 (12,5 %).
На основании проведённого информационного анализа можно сделать вывод о стремлении функциональных систем организма к устойчивому состоянию в условиях патологического процесса, на что указывают наименьшие значения информационной энтропии и наибольшие значения коэффициента относительной организации системы, полученные в группах 4 и 5 с тяжёлыми патологическими изменениями в тканях почек.