В исследованиях последних лет при изучении функциональных систем организма в норме и при патологии использовался биоинформационный анализ. В частности, он успешно применялся при изучении состояния печени [1; 2]. Целью настоящего исследования является анализ устойчивости функциональной системы для показателей, характеризующих тяжесть морфологических изменений в печени. Информационное состояние системы оценивалось, прежде всего, на основании значений информационной энтропии, выступающей в качестве меры неопределённости состояния системы в данных условиях. Исследование проводилось для шести групп больных:
1-я группа – контрольная группа (103 человека),
2-я группа – больные с хроническим активным гепатитом вирусной этиологии (43 человека);
3-я группа – больные с хроническим персистирующим гепатитом вирусной этиологии (51 человек);
4-я группа – больные с циррозом печени вирусной этиологии (7 человек);
5-я группа – больные желчнокаменной болезнью и микросфероцитарной гемолитической анемией (48 человек);
6-я группа – больные с алкогольными поражениями печени в форме хронического персистирующего гепатита и жировой дистрофии (25 человек).
Для того чтобы установить, находится ли функциональная система в устойчивом равновесном состоянии, вычислялись следующие показатели: информационная емкость , т.е. максимальное структурное разнообразие системы, информационная энтропия Н, которая является реальным показателем структурного разнообразия системы в настоящее время, информационная организация S, т.е. разность между максимально возможным и реальным структурным разнообразием. Кроме того, вычислялись относительная информационная энтропия h, который является характеристикой неупорядоченности системы, и коэффициент относительной организации системы R (коэффициент избыточности).
Значения коэффициентов информационной энтропии Н, информационной организации S, относительной информационной энтропии h и избыточности R вычислялись в шести группах для показателей, характеризующих типичные морфологические признаки (характер дистрофии, характер инфильтрата, характер некрозов, холестаз, состояние внутрипеченочных желчных протоков, состояние центральных вен, синусоидов, стаз). Результаты вычислений приведены в таблице.
Наименьшие значения информационной энтропии H получены в контрольной группе (2,222±0,056 бит) и в группе больных с алкогольным поражением печени (2,059±0,112 бит). Для этих групп получены наибольшие значения коэффициента относительной организации системы R: 52,719±1,183 % в контрольной группе и 47,303±2,870 % в группе больных с алкогольным поражением печени. Наибольшее значение информационной энтропии H найдены для групп больных с микросфероцитарной гемолитической анемией (2,797±0,093 бит) и с циррозом печени вирусной этиологии (2,986±0,220 бит).
Информационные характеристики типичных морфологических признаков
|
Группа |
H (бит) |
(бит) |
S (бит) |
h |
R ( %) |
|
Контрольная группа |
2,222±0,056 |
4,700±0,000 |
2,478±0,056 |
0,473±0,012 |
52,719±1,183 |
|
ХАГ |
2,676±0,094 |
4,392±0,000 |
1,717±0,094 |
0,609±0,021 |
39,081±2,143 |
|
ХПГ |
2,540±0,103 |
4,392±0,000 |
1,852±0,103 |
0,578±0,023 |
42,171±2,337 |
|
Цирроз печени |
2,986±0,220 |
4,459±0,000 |
1,473±0,220 |
0,670±0,049 |
33,039±4,944 |
|
Алкогольное поражение печени |
2,059±0,112 |
3,907±0,000 |
1,848±0,112 |
0,527±0,029 |
47,303±2,870 |
|
Гемолитическая анемия |
2,797±0,093 |
4,392±0,000 |
1,595±0,093 |
0,637±0,021 |
36,322±2,119 |
Анализ энтропии, полученной для типичных морфологических признаков, позволяет сделать вывод о стремлении биологической субстанции к состоянию равновесия не только в норме, но и в условиях сформировавшегося патологического процесса.
В ходе исследования были также проведёны корреляционный и регрессионный анализы для значений относительной информационной энтропии и ряда показателей, характеризующих течение патологического процесса. К ним относились типичный состав камней, типичные морфологические признаки, биохимические и иммунологические показатели крови, показатели компенсаторно-приспособительных процессов.
Практически для всех групп характерна зависимость относительной информационной энтропии типичных морфологических признаков ENT_MF от состояния внутрипеченочных желчных протоков, состояния центральных вен, синусоидов, стаза. Исключение составляет контрольная группа, в которой не наблюдается сильной корреляционной зависимости между энтропией ENT_MF и другими показателями.
В группе с хроническим персистирующим гепатитом вирусной этиологии наблюдается сильная линейная зависимость значений ENT_MF от таких показателей, как сдавление внутридольковых желчных протоков SVD (r=0,60), кистозно-измененные желчные протоки KIST (r=0,61), пролиферация желчных протоков PROL (r=0,51), перидуктальный фиброз PE_FIBR (r=0,69). Регрессионная модель для энтропии ENT_MF, наличия кистозно-измененных желчных протоков, пролиферации желчных протоков и перидуктального фиброза описывает 60,949 % дисперсии зависимой переменной, что позволяет сделать вывод о её достаточной прогнозной точности:
ENT_MF = 0,43126 + 0,09954· KIST + + 0,10603· PROL + 0,16115· PE_FIBR.
Для группы больных с хроническим активным гепатитом найдены коэффициенты корреляции, указывающие на сильную взаимосвязь между переменными только для относительной энтропии ENT_MF и наличия кистозно-измененных желчные протоков KIST (r=0,68), пролиферации желчных протоков PROL (r=0,60), перивенулярного фиброза PER_FIBR (r=0,72). Составлена линия регрессии, выражающая зависимость информационной энтропии ENT_MF от перечисленных выше показателей. Полученная регрессионная модель обладает достаточной прогнозной точностью, доля «объяснённой» дисперсии для неё составляет 69,021 %:
ENT_MF = 0,48455 + 0,07875· KIST + + 0,08292· PROL + 0,13971· PER_FIBR.
В группе больных с микросфероцитарной гемолитической анемией сильная линейная взаимосвязь наблюдается между информационной энтропией ENT_MF и такими показателями, как наличие кистозно-измененных желчных протоков KIST (r=0,60), перидуктального фиброза PE_FIBR (r=0,80), перивенулярного фиброза PER_FIBR (r=0,82) и стаза (r=0,56). Для этих показателей получено уравнение регрессии, обладающее высокой точностью, коэффициент детерминации для данной модели равен 0,86:
ENT_MF = 0,34724 + 0,05411· KIST + + 0,18726· PE_FIBR + 0,10932· PER_FIBR + + 0,05249· STAZ.
Для группы с алкогольными поражениями печени характерна сильная линейная зависимость между значениями относительной информационной энтропии ENT_MF и такими показателями, как наличие перидуктального фиброза PE_FIBR (r=0,75), и центролобулярного расширения синусоидов CL_PS (r=0,65). Для данных показателей построена регрессионная модель, описывающая 65,607 % дисперсии зависимой переменной:
ENT_MF = 0,44330 + 0,17773· PE_FIBR + + 0,10595· CL_PS.
В группе с циррозом печени вирусной этиологии сильная линейная зависимость наблюдается для информационной энтропии ENT_MF и следующих показателей: лимфоциты LIMF (r=0,78), расширение внутридольковых желчных протоков RVD (r=–0,97), сдавление внутридольковых желчных протоков SVD (r=0,97), пролиферация желчных протоков PROL (r=0,97), перидуктальный фиброз PE_FIBR (r=0,97) и диаметр центральных вен DCV (r=0,82).
На основании корреляционного анализа были построены уравнения регрессионной зависимости переменной ENT_MF от расширения внутридольковых желчных протоков RVD, сдавления внутридольковых желчных протоков SVD, пролиферации желчных протоков PROL, перидуктального фиброза PE_FIBR. Доля «объяснённой» дисперсии для всех моделей составляет 93,355 %, что указывает на их высокую прогнозную точность:
ENT_MF = 0,74362 – 0,25903·RVD.
ENT_MF = 0,48458 + 0,25903·SVD.
ENT_MF = 0,48458 + 0,25903·PROL.
ENT_MF = 0,48458 + 0,25903· PE_FIBR.
Зависимость относительной информационной энтропии типичных морфологических признаков ENT_MF от состояния внутрипеченочных желчных протоков, состояния центральных вен, синусоидов, стаза характерна для всех групп, за исключением контрольной группы. Наиболее сильная линейная взаимосвязь получена между энтропией и такими показателями, как расширение внутридольковых желчных протоков, сдавление внутридольковых желчных протоков, пролиферация желчных протоков, перидуктальный фиброз.
Библиографическая ссылка
Исаева Н.М., Савин Е.И., Субботина Т.И. ИНФОРМАЦИОННЫЙ АНАЛИЗ МОРФОЛОГИЧЕСКИХ ИЗМЕНЕНИЙ ПРИ НЕКОТОРЫХ ПАТОЛОГИЯХ ПЕЧЕНИ // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2014. – № 1-2. – С. 279-281;URL: https://applied-research.ru/ru/article/view?id=4673 (дата обращения: 20.04.2024).