В ряде работ последних лет для оценки воздействия крайненизкочастотных вращающихся магнитных полей (ВМП) и импульсных бегущих магнитных полей (ИБМП) на ткани почек использовались методы информационного анализа. В работах [1-2] был проведен информационный анализ изменений морфометрических признаков почечных канальцев и клубочков при воздействии на организм магнитных полей. В работе [3] осуществлялось моделирование зависимости между значениями морфометрических признаками почечных клубочков, в работе [4] были представлены уравнения регрессии для значений относительной информационной энтропии и морфометрических признаков почечных клубочков. Настоящее исследование осуществлялось для пяти групп 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 ПеМП с частотой 8 Гц, при величине магнитной индукции 0,4 мТл.
Для проверки функциональной системы на устойчивость во всех группах вычислялись информационные характеристики: информационная энтропия Н, т.е. реальное структурное разнообразие системы, информационная организация S, относительная информационная энтропия h, коэффициент относительной организации системы R (коэффициент избыточности) и информационная эквивокация D.
Значения данных информационных показателей определялись в пяти группах для следующих морфометрических признаков почечных канальцев: площадь цитоплазмы, площадь ядер и площадь просвета.
Наименьшие средние значения информационной энтропии H и относительной энтропии h были получены в группе 3 (1,218 ± 0,033 бит и 0,768 ± 0,021) и группе 5 (1,258 ± 0,026 бит и 0,794 ± 0,017). 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 средние значения показателей S и R. Для группы 3 значения S и R равны 0,367 ± 0,033 бит и 23,182 ± 2,112 %, а для группы 5 0,327 ± 0,026 бит и 20,623 ± 1,651 %.
Информационные характеристики морфометрических признаков почечных канальцев
|
Группа |
H (бит) |
S (бит) |
h |
R ( %) |
D ( %) |
|
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 |
3,860 ± 2,479 |
|
Группа 3 |
1,218 ± 0,033 |
0,367 ± 0,033 |
0,768 ± 0,021 |
23,182 ± 2,112 |
– 7,501 ± 2,112 |
|
Группа 4 |
1,305 ± 0,031 |
0,280 ± 0,031 |
0,824 ± 0,020 |
17,635 ± 1,959 |
– 1,954 ± 1,959 |
|
Группа 5 |
1,258 ± 0,026 |
0,327 ± 0,026 |
0,794 ± 0,017 |
20,623 ± 1,651 |
– 4,942 ± 1,651 |
Наибольшие средние значения показателей H и h найдены для группы 2 (1,398 ± 0,039 бит и 0,882 ± 0,025). Соответственно для этой группы получены наименьшие средние значения S и R, которые равны 0,187 ± 0,039 бит и 11,821 ± 2,479 %. Наименьшие отрицательные значения информационной эквивокации D, которая является характеристикой отклонения системы от нормы, также получены в группе 3 (– 7,501 ± 2,112 %) и в группе 5 (– 4,942 ± 1,651 %). Во всех группах, кроме группы 2 (3,860 ± 2,479 %), значения показателя D отрицательны, так как значения коэффициента избыточности R в этих группах превышают значение R, полученное для контрольной группы.
Для рассмотренных выше показателей во всех группах были найдены также минимум, максимум и размах вариации. Максимум информационной энтропии Н, относительной информационной энтропии h и информационной эквивокации D достигает наименьшего значения в группе 5 (1,526 бит, 0,963 и 11,9 %). Для этой группы получены наибольшие значения максимума информационной организации системы S и коэффициента избыточности R (0,951 бит и 59,9 %). Минимум показателей Н, h и D также достигает наименьшего значения в группе 5 (0,634 бит, 0,400 и – 44,3 %). Для этой группы получены наибольшие значения минимума показателей S и R, которые равны 0,059 бит и 3,7 %. Наименьшие значения размаха для Н, S, h и R достигаются в контрольной группе (0,389 бит, 0,389 бит, 0,245 и 24,5 %). Наименьшее значение размаха для показателя D получено в группе 4 (35,5 %).
Таким образом, по результатам проведенного исследования можно сделать вывод об устойчивости функциональной системы при патологии. Наименьшие значения информационной энтропии, наибольшие значения коэффициента относительной организации системы и наименьшие отрицательные значения информационной эквивокации наблюдаются в группах с тяжелыми патологическими изменениями, что указывает на формирование устойчивого состояния системы в условиях патологического процесса.