Пользовательский поиск

Определение степени ориентации микроструктур

Двухмерные препараты ткани на срезе могут иметь четкую ориентацию. Ориентированные на плоскости контуры могут быть образованы изометрически расположенными в простран­стве структурами и наоборот. В силу этого возникает необхо­димость оценки степени ориентации ультраструктур как на плоскости среза, так и в пространстве (в объеме). При различ­ных патологических процессах, а также при патологических воздействиях на объект исследования, ведущих к нарушениям функции и пространственных взаимоотношений элементов, их ориентация меняется. Для проведения морфометрического ана­лиза и оценки изменения ориентации ультраструктур на плос­кости среза необходимо принять условную ось, относительно которой в дальнейшем следует рассматривать и вычислять из­менения ориентации изучаемых ультраструктурных комплек­сов.

Продолжение ниже

Определение количества ультраструктур в медицинской морфометрии

... количественного распределения числа частиц в единице объема осложняется тремя факторами: во-первых, стереометрические методы применимы лишь для микроструктур определенной гео­метрической формы (сфера, эллипсоид, цилиндр); во-вторых, не всегда просто определить, каким геометрическим ...

Читать дальше...

всё на эту тему


В качестве таких «опорных осей» могут быть выбраны на­правления, соединяющие противоположные полюса клетки.

Например, в гепатодитах за ось можно принять линию, соеди­няющую синусоидальный полюс клетки с билиарным. Так же можно выбрать направление и в клетках поджелудочной желе­зы, гипофиза, щитовидной железы и др. Что касается клеток мышечной ткани и миокарда, то за «опорное направление» удобно принять продольную ось мышечного волокна. В каждом конкретном случае исследователь может выбрать «опорное на­правление» в соответствии с целями и задачами работы.

Избрав «опорное направление», степень ориентации конту­ров гистоструктур на срезе количественно оценивают как отно­шение ориентированных вдоль этой оси линий к их общей про­тяженности.

Всякую частично ориентированную систему можно рассмат­ривать как суперпозицию двух систем — изометричной и пол­ностью ориентированной. Расчет степени ориентации проводит­ся путем дифференциального подсчета протяженности изомет­ричной и полностью ориентированной частей.

Таким же образом оценивается пространственная ориента­ция поверхностей, для чего дифференцированно определяют число пересечений линий тест-системы с профилями анализиру­емых поверхностей ультраструктур, ориентированных вдоль оси и перпендикулярно ей.

Однако такой расчет довольно сложен, так как из множест­ва ультраструктурных компонентов клетки трудно выбрать структуры с четкой направленностью. Зачастую ориентация отдельных органелл скрыто и визуально не улавливается. Ос­новываясь на том, что любая система поверхностей ультраст­руктур в пространстве и система, отображающая их профили на плоскости среза, могут быть представлены как сумма двух систем, одна из которых изометрична, а другая полностью ориентирована, можно оценить степень ориентации по абсолют­ным поверхностям изучаемых ультраструктур, вычисленным дважды по двум взаимно перпендикулярным направлениям. Так как абсолютная удельная поверхность, вычисленная мето­дом случайных секущих, однозначно определяется средним чис­лом пересечений, приходящихся на единицу длины тест-линий т, произведя дифференцированный подсчет числа пересечений профилей ультраструктур на срезе с линиями тест-системы, на­правленными вдоль оси ориентации пц и перпендикулярной ей определяем степень ориентации а как отношение

Эта формула допускает применение более эффективного приема — построение так называемой розы пересечений. Рас­сматривая ориентированные и изометричные системы, мы ука­зывали, что если на микрофотографию наложить систему пря­мых отрезков, имеющих различные направления, и произвести раздельный подсчет пересечений каждого отрезка с анализиру­емыми структурами на достаточно большом количестве препа­ратов или полей зрения, то можно с высокой достоверностью определить, является система изометричной или ориентирован­ной. При изометрической системе получают статистически оди­наковое среднее число пересечений на каждом из отрезков не­зависимо от их направления. Представив эту зависимость в по­лярных координатах, получаем окружность. Таким образом, для изометричной системы профилей «роза пересечений» пред­ставляет собой окружность с центром в начале полярных ко­ординат.

Если исследуемая система контуров является ориентирован­ной, то получается другая картина. «Розу пересечений» строят следующим образом. Выбрав определенную ось ориентации, проводим на микрофотографии серию параллельных отрезков известной длины, образующих известный угол а с осью ориен­тации. Затем подсчитываем число пересечений этих линий с комплексом анализируемых органелл и, зная общую длину секущих отрезков, с учетом электронно-оптического и фотогра­фического увеличений по формуле (368) вычисляем среднее 'число пересечений, приходящихся на единицу длины секущей в данном направлении.

Последовательно изменяя угол наклона а,- системы секущих отрезков, определяем ряд значений mai, соответствующих из­бранным углам ос;. Считая величину та модулем вектора, мо­жем построить «розу пересечений», для чего на числовой оси из некоторой точки, принятой за нулевое значение mai, после­довательно построим серию прямых, проходящих через нуле­вую точку под углами а,- к числовой оси. Угол а следует вы­брать так, чтобы сумма всех at составляла 360°. Откладывая значение mai в выбранном масштабе от центра системы коор­динат на прямой, соответствующей данному %, получаем ряд концевых точек на каждой из этих прямых. Соединяя концевые точки плавной кривой, строим «розу пересечений». Ниже при­веден пример построения «розы пересечений».

Как следует из формулы, полностью ориентированная сумма профилей будет иметь ос = 0%, при этом «роза пересече­ний» изображается окружностью с центром в начале коорди­нат; полностью ориентированная система даст а=100%, и «ро­за пересечений» изобразится двумя окружностями, соприкаса­ющимися в начале координат [Автандилов Г. Г. и др., 1981]. Системы, которые при визуальном анализе кажутся изометричными, при построении «розы пересечений» могут выявить скрытую анизотропию в распределении структур как на плоскости, так и в пространстве. Этим методом можно достоверно классифицировать системы внутриклеточных структурных ком­понентов по их принадлежности к различным видам анизотро­пии, т. е. относить их к изометричным, частично и полностью ориентированным. Метод позволяет также выявить наличие нескольких направлений ориентации ультраструктур. Вопросы, связанные с ориентационным анализом, подробно изложены в работе С. А. Салтыкова (1958).

Оценка степени пространственной ориентации производится аналогичным приемом. Разница состоит в изготовлении гисто­логических срезов, ориентированных в различных направлени­ях, что существенно усложняет ориентационный анализ и тре­бует дополнительного времени. Степень ориентации ультраст­руктур может быть определена по микрофотографиям или непосредственно на экране электронного микроскопа. Необхо­димо изготовить и воспользоваться соответствующими окуляр­ными вставками. Окулярные вставки можно поворачивать посредством поворота окуляра бинокулярной лупы вокруг своей оси. В этом случае на тубус следует нанести градуировку углов поворота.

В заключение следует отметить, что поскольку число пере­сечений тест-линий и ультраструктур является статистической величиной, то и показатель ориентации а, так же как и «роза пересечений», определяется с разной достоверностью и точ­ностью.

Например, необходимо определить степень ориентации по­верхностей ультраструктур на плоскости. Построим «розу пе­ресечений» для оценки степени ориентации крист митохондрий в кардиомиоците. Для этого используем систему отрезков, на­правленных параллельно оси ориентации миофибрилл, перпен­дикулярно ей, а также под углом 45° и 135°.

Дальше производим подсчет среднего числа пересечений тест-линий с кристами митохондрий кардиомиоцита, где тест-линии направлены под углами 45° и 135° относительно выбран­ной оси ориентации, т. е. определяем т45° и т\Ъь°. Учитывая электронно-оптическое и фотографическое увеличения, опреде­ляем длину тест-линий /45° и /і35° . Так как анализируемый участок имеет форму квадрата и линии расположены регуляр­но, ТО /45° =/l35° =67 мкм.

Откладывая значения т± по соответствующим радиусам — векторам и соединив концы векторов плавной кривой, получа­ем «розу пересечений».

Анализ показывает, что кристы кардиомиоцитов ориентиро­ваны перпендикулярно ориентации миофибрилл. Поскольку в направлении, параллельном ориентации миофибрилл, т{, = 0, систему крист следует считать частично ориентированной.

Степень ориентации а определяем как отношение ориенти­рованной доли поверхности к полной удельной поверхности крист, выраженной в процентах. Построение «розы пересечений» пространственно анизотроп­ных систем требует изготовления срезов в двух взаимно пер­пендикулярных плоскостях с последующим построением плос­костных «роз пересечений» описанным выше способом. По двум полученным «розам пересечений» строят «розу пересечений для пространства», но этот очень трудоемкий процесс дает сравни­тельно мало дополнительной информации о состоянии биоло­гического объекта, поэтому он применяется редко.




© Авторы и рецензенты: редакционный коллектив оздоровительного портала "На здоровье!". Все права защищены.


 
Текст сообщения*
Защита от автоматических сообщений
Загрузить изображение
 

nazdor.ru
На здоровье!
Беременность | Лечение | Энциклопедия | Статьи | Врачи и клиники | Сообщество


О проектеКарта сайта β На здоровье! © 2008—2015
nazdor.ru, nazdor.com
Контакты Наш устав

Рекомендации и мнения, опубликованные на сайте, являются справочными или популярными и предоставляются широкому кругу читателей для обсуждения. Указанная информация не заменяет квалифицированную медицинскую помощь, основанную на истории болезни и результатах диагностики. Обязательно проконсультируйтесь с врачом.

Размещенные на сайте информационные материалы, включая статьи, могут содержать информацию, предназначенную для пользователей старше 18 лет согласно Федеральному закону №436-ФЗ от 29.12.2010 года "О защите детей от информации, причиняющей вред их здоровью и развитию".