Данное исследование посвящено анализу воздействия крайненизкочастотных вращающихся магнитных полей (ВМП) и импульсных бегущих магнитных полей (ИБМП) на ткани почек млекопитающих с использованием информационных показателей. В работах последних лет информационные характеристики применялись для сравнения морфометрических признаков почечных клубочков и канальцев [1, 3]. Были построены регрессионные модели зависимости между значениями относительной информационной энтропии и морфометрических признаков почечных канальцев и клубочков [2, 4]. Исследование осуществлялось в пяти группах, 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 ИБМП с длительностью импульса 0,5 с;
3-я группа – экспериментальная группа мышей, которая подверглась воздействию 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 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.
Во всех рассмотренных выше группах вычислялись следующие информационные характеристики: информационная емкость Hmax, т.е. максимальное структурное разнообразие системы, информационная энтропия Н, информационная организация S. Кроме того, вычислялись относительная информационная энтропия h как характеристика неустойчивости функциональной системы, коэффициент относительной организации системы R (коэффициент избыточности) и информационная эквивокация D, которая показывает степень отклонения системы от нормы.
Значения информационных показателей определялись в пяти группах для следующих морфометрических признаков почечных канальцев и почечных клубочков: площадь цитоплазмы капсулы, площадь ядер капсулы, площадь цитоплазмы капиллярной сети, площадь ядер капиллярной сети, площадь полости клубочка, площадь цитоплазмы канальцев, площадь ядер канальцев и площадь просвета канальцев. Для всех групп значение информационной ёмкости Hmax составляло 3,000 ± 0,000 бит.
Наименьшие средние значения информационной энтропии H и относительной информационной энтропии h, были получены в группе 3 (2,519 ± 0,036 бит и 0,840 ± 0,012) и группе 5 (2,463 ± 0,033 бит и 0,821 ± 0,011), то есть в группах, характеризующихся развитием необратимых патологических изменений в тканях почек. Для этих групп получены наибольшие значения информационной организации системы S и коэффициента избыточности R. Для группы 3 значения S и R равны 0,481 ± 0,036 бит и 16,026 ± 1,201 %, а для группы 5 они составляют 0,537 ± 0,033 бит и 17,892 ± 1,095 %.
Информационные характеристики морфометрических признаков почечных клубочков и канальцев
|
Группа |
H (бит) |
S (бит) |
h |
R ( %) |
D ( %) |
|
Группа 1 |
2,659 ± 0,021 |
0,341 ± 0,021 |
0,886 ± 0,007 |
11,373 ± 0,684 |
– |
|
Группа 2 |
2,727 ± 0,028 |
0,273 ± 0,028 |
0,909 ± 0,009 |
9,089 ± 0,921 |
2,284 ± 0,921 |
|
Группа 3 |
2,519 ± 0,036 |
0,481 ± 0,036 |
0,840 ± 0,012 |
16,026 ± 1,201 |
– 4,653 ± 1,201 |
|
Группа 4 |
2,525 ± 0,049 |
0,475 ± 0,049 |
0,842 ± 0,016 |
15,835 ± 1,639 |
– 4,462 ± 1,639 |
|
Группа 5 |
2,463 ± 0,033 |
0,537 ± 0,033 |
0,821 ± 0,011 |
17,892 ± 1,095 |
– 6,519 ± 1,095 |
Наибольшие средние значения показателей H и h найдены для группы 2 (2,727 ± 0,028 бит и 0,909 ± 0,009). Соответственно для этой группы получены наименьшие средние значения S и R, которые равны 0,273 ± 0,028 бит и 9,089 ± 0,921 %.
Наименьшие отрицательные значения информационной эквивокации D получены для группы 5 (-6,519 ± 1,095 %). Группа 2 является единственной группой, для которой было получено положительное значение показателя D, которое составляет 2,284 ± 0,921 %. Таким образом, для группы 2 характерно наименьшее отклонение функциональной системы от нормы по сравнению с другими группами.
Для всех информационных показателей, таких, как информационная энтропия Н, информационная организация S, относительная информационная энтропия h, коэффициент избыточности R, информационная эквивокация D были найдены также минимум, максимум, размах вариации. Максимум информационной энтропии Н, относительной энтропии h и информационной эквивокации D достигает наименьшего значения в группе 5 (2,669 бит, 0,890 и 0,3 %). Наибольшие значения максимума показателей S и R получены в группе 4 (0,999 бит и 33,3 %).
Минимум информационной энтропии Н, относительной информационной энтропии h и информационной эквивокации D достигает наименьшего значения в группе 4 (2,001 бит, 0,667 и – 21,9 %). Наибольшие значения минимума информационной организации системы S и коэффициента избыточности R получены в группе 5, они составляют 0,331 бит и 11,04 %.
Наименьшие значения размаха для Н, S, h и R достигаются в контрольной группе. Они равны соответственно 0,332 бит, 0,332 бит, 0,111 и 11,1 %. Наименьшее значение размаха для показателя D получено в группе 2 (11,3 %).
Таким образом, наименьшие значения информационной энтропии, наибольшие значения коэффициента относительной организации системы и наименьшие отрицательные значения информационной эквивокации были получены в группах, характеризующихся развитием тяжёлых патологических изменений в тканях почек. Это позволяет сделать вывод о возможности формирования устойчивого состояния в условиях патологического процесса.