Главная > Разное > Математическая биофизика клетки
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

10.3. Исследование глиально-сосудистой системы головного мозга

Глиально-сосудистая система

Глиальиые клетки — один из основных структурных и функциональных компонентов центральной нервной системы [65—74]. Существенным моментом является исследование взаимодействия комплекса сосуд — глия, являющегося составной частью системы сосуд — глия — нейрон и сосуд — глия — нервное волокно [75—81]. Одним из наиболее часто встречающихся видов патологии мозга является сосудистая [82].

Представляется актуальным количественное исследование глии в нормальном мозге и при его патологии. Для этого необходимо определить изменение удельного количества глиальных клеток при сосудистых поражениях мозга. Это было достигнуто с помощью одного из простейших стереологических алгоритмов, позволяющего рсуществлять подсчет числа шаров в единице объема (см. табл. 7, алгоритм с коррекцией [50]). При этом определяется число всех клеток в срезе (сюда входят как целые шары, так и фрагменты) и площадь среза на которой они расположены. Кроме того, вычисляется средний радиус клеток (шаров) и на основе этих данных определяется общее число клеток в единице объема например, по формуле

где число объектов («пятен») в срезе, толщина среза, площадь среза, средний диаметр шара.

В каждом исследуемом случае сосудистый процесс достигал различной степени выраженности, поэтому необходимо было выделить существенные характеристики (признаки), описывающие состояние патологии мозга. Подобные признаки в случаях патологии должны удовлетворять следующим требованиям: 1) отсутствовать в нормальных объектах; 2) отражать распространенность, локализацию и глубину патологического процесса; 3) характеризовать вид патологии.

Вопросам оценки структурных перестроек при патологическом сосудистом процессе посвящена обширная литература [84—92]. Патоморфологические признаки описывают как характер перестроек, так и стадию развития процесса [82, 93].

Методика исследования

Подсчет числа ядер глиальных клеток и их среднего диаметра проводился на основе алгоритмов (см. табл. 7).

Исследовалось белое вещество головного мозга человека при норме и сосудистой патологии; глиальные клетки считали в определенных участках.

Исследования велись на 14 объектах (7 — норма, 7 — сосудистая патология) (табл. 8). Число глиальных клеток определяли в 50 блоках в соответствии со схемой вырезки [94] (рис. 119, а). От каждого блока использовали 13 срезов. Фиксацию мозга проводили -ным раствором формалина, вырезанные блоки заливали в целлоидин. Приготавливали срезы толщиной (диаметр ядра клетки [83]). Одно из основных требований к окраске препаратов — достижение максимального оптического контраста исследуемых структур по отношению к межклеточной среде. Данному требованию удовлетворяет окраска по методу Ниссля, применение которой позволяет также определить набор качественных характеристик состояния клеточных структур визуальным путем [95].

Для получения количественного выражения патоморфологических признаков был применен следующий метод. Допустим, что имеется случаев патологического процесса каждый из которых характеризуется набором из признаков В табл. 9 признаки могут принимать только два значения:

где Ограничение (10.13) не имеет принципиального значения; признаки в общем случае могут иметь большее число градаций. Таким образом, каждый признак по всему патологическому процессу характеризуется функцией . Весовой коэффициент (полезность) каждого признака определяется частотой его появления. Ввиду сильной коррелированности отдельных патоморфологических признаков весовой коэффициент каждого признака определялся как

Тогда степень, структурных перестроек для каждого случая может быть найдена в виде

Таблица 8 (см. скан) Клиническая и патологоанатомическая характеристика экспериментального материала

По отношению к каждой конкретной выборке случаев патологии удобно пронормировать степень структурных перестроек по максимальному встречающемуся значению

Величина характеризует степень патологического процесса для случая по отношению к случаю самой высокой степени патологии, встретившемуся в эксперименте.

(кликните для просмотра скана)

Таблица 9 (см. скан) Пример расчета величин S характеризующих степень патологического процесса

Модель глиально-сосудистой патологии

В норме среднее число глиальных клеток в белого вещества для всех исследованных объектов равно около 90 тыс. при колебаниях от 76 тыс. до 114 тыс. для разных наблюдений. Средняя величина коэффициента вариации удельного количества глиальных клеток в исследуемых участках равна 20,5% при колебаниях от 10,5 До 25,9% в отдельных наблюдениях.

Для сравнения распределения их удельного количества в разных полушариях был использован коэффициент асимметрии

где К — коэффициент асимметрии, удельное количество глиальных клеток в симметричном участке того полушария, где оно больше; где оно меньше; число наблюдений, среднее удельное количество глиальных клеток.

Значения коэффициентов асимметрии в исследованных нормальных объектах колебались в пределах средняя величина была равна 7,5%. Распределение удельного количества глиальных клеток в белом веществе разных долей головного мозга характеризуется высокой равномерностью (табл. 10). В нормальном мозге глия белого вещества представляет собой

Таблица 10 (см. скан) Основные показатели распределения глиальных клеток белого вещества различных долей нормального мозга человека

структуру, элементы которой достаточно равномерно заполняют объем мозга, т. е. корреляцию между числом глиальных клеток и местными особенностями архитектоники мозга найти не удается [94]. При сосудистой патологии среднее число глиальных клеток в белом веществе мозга человека колеблется от 112 тыс. до 234 тыс. в Средняя величина коэффициента вариации удельного количества глиальных клеток по всем блокам при исследовании сосудистой патологии также возрастает и равна 26,8%, с колебаниями до 10,5 до 36,8% для отдельных объектов. При сосудистой патологии по сравнению с нормой происходит достоверное возрастание числа глиальных клеток, коэффициента вариации и коэффициента асимметрии в идентичных участках мозга [96].

В каждом из исследуемых объектов сосудистая патология достигала различной степени выраженности. Полученные количественные выражения степени структурных перестроек выражались следующими показателями:

При сопоставлении отмечалось хорошее совпадение возрастания степени патологии с увеличением числа глиальных клеток в целом по белому веществу головного мозга человека (рис. 119, б).

Анализ кривой показал, что она подчиняется логарифмическому закону и описывается выражением

где показатель сосудистой патологии, среднее число глиальных клеток в

Найденная закономерность является доказательством тесной связи статистических параметров распределения клеток глии со степенью сосудистой патологии.

Если учесть изменение коэффициента асимметрии в распределении числа ядер глиальных клеток (рис. 119, в), то может быть построена феноменологическая модель реакции клеток глии на степень сосудистого поражения. Интерпретация модели включает в себя два процесса. С одной стороны, процесс перемещения глиальных клеток в очаги поражения сосудов с тем, чтобы скомпенсировать связанную с поражением нехватку питательных веществ. Этим объясняется увеличение неоднородности распределения глиальных клеток. С другой стороны, компенсаторная реакция выражается в общем увеличении числа глиальных клеток. По-видимому, эти два компенсаторных процесса тесно между собой связаны, что проявляется в характере кривой.

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление