Пользовательский поиск

Определение количества ультраструктур в медицинской морфометрии

В предыдущих главах рассматривались методы определения объемных и поверхностных характеристик. Эти методы и ил­люстрирующие их примеры являются универсальными и позво­ляют определять удельные объемы и поверхности органелл клеток без ограничений относительно размеров и формы микро­структур. Значительно сложнее методика определения количе­ства внутриклеточных структур, т. е. вычисления «концентра­ции» ультраструктур в единице объема цитоплазмы. Трудность заключается в том, что до настоящего времени нет достаточно надежных математических критериев оценки количества мик­роструктур произвольной формы по их плоскостным двухмер­ным сечениям. Между тем многие вопросы патологии могут быть решены на количественной основе с помощью построения математических моделей, учитывающих изменения количества цитоплазматических структур и их соотношений. Построение количественного распределения числа частиц в единице объема осложняется тремя факторами:

Продолжение ниже

Медицинская морфометрия

... «ко­личественная морфология» — раздел морфологии, использую­щий математический анализ изменений формы изучаемых объ­ектов на базе системной морфометрии и стереометрии. Мор­фометрия — часть метрологии (науки об измерениях)—уче­ние о правилах применения количественных характеристик ...

Читать дальше...

всё на эту тему


  • во-первых, стереометрические методы применимы лишь для микроструктур определенной гео­метрической формы (сфера, эллипсоид, цилиндр);
  • во-вторых, не всегда просто определить, каким геометрическим телом мож­но аппроксимировать изучаемые органеллы;
  • в-третьих, включе­ния и органеллы одного вида даже в одной и той же клетке имеют, как правило, разную геометрическую форму.

Для каж­дого конкретного случая на основе анализа большого количе­ства электронных микрофотографий приходится определять, каким геометрическим телом являются изучаемые микрострук­туры. Однако даже такой анализ, выполненный самым тща­тельным образом, не дает оснований с достаточной степенью достоверности отнести ту или иную микроструктуру к какому-либо классу геометрических тел.

Особую трудность для определения количества микрострук­тур в единице объема биологического объекта представляют органеллы, имеющие разветвленную форму, при сечении кото­рой на срезе образуется множество замкнутых профилей. При анализе таких микрофотографий создается определенное впе­чатление о геометрической форме исследуемых микрочастиц, но это предположение оказывается ложным, потому что каж­дый замкнутый профиль можно интерпретировать не как часть одной органеллы, а как самостоятельную органеллу. Дальней­ший анализ в таком же плане должен привести исследователя к ошибочному выводу. Так, рассматривая ультраструктурную организацию мышечной ткани по множеству электронных мик­рофотографий, можно представить митохондрии кардиомиоци­тов цилиндрическими телами, хотя в действительности они име­ют разветвленную форму. Установить истинную форму органелл можно только методом реконструкции пространственного строения клетки по серийным срезам. Этот метод в электронной микроскопии очень трудоемок и к нему прибегают в исключи­тельных случаях.

Ввиду многообразия биологических ультраструктур досто­верно выяснить геометрическую форму всех объектов почти не­возможно. Даже если это удается сделать, оценка количества микроструктур в единице объема цитоплазмы не будет доведе­на до конца; по-видимому, редко какая из органелл имеет правильную геометрическую форму.

Все сказанное, однако, не означает, что проведение такого анализа невозможно. В пределах одного кусочка ткани аппрок­симировать форму анализируемой органеллы все-таки можно с какой-то степенью достоверности простым геометрическим те­лом.

На плоском срезе ткани отражается количественно-качест­венная информация о всем многообразии форм, размеров, чис­ла, расположения и ориентации внутриклеточных органелл и включений. Именно в силу этого многообразия не выведено однозначной зависимости между числом микроструктур в еди­нице объема ткани и каким-либо параметром, который можно было бы экспериментально определить с помощью наблюдае­мых на экране электронного микроскопа картин двухмерных препаратов. Однако, сделав определенные допущения, позволя­ющие несколько упростить систему, можно вывести математи­ческие соотношения и достаточно достоверно вычислить количе­ство микроструктур в единице объема ткани. Для этого нужно прежде всего решить вопрос о форме анализируемых струк­тур.

Рассмотрим простейшую систему ультраструктур, состоя­щую из микрообъектов, каждый из которых имеет сферическую форму и равные размеры. Пусть диаметр структур равен D и они беспорядочно распределены в некотором объеме. Пересе­чем анализируемый объект случайной плоскостью, обозначив через п число сечений, приходящихся на единицу площади сре­за. Тогда число шаров N, находящихся в идентичном объеме, будет равно:

Это выражение можно использовать для подсчета удельного количества шаровидных микроструктур в единице объема ткани.

Далее рассмотрим более сложную систему, включающую множество микроструктур сферической формы и разного диа­метра. В этом случае система будет полностью заданной, если известно среднее число структур в единице объема N, их средний диаметр D и среднее квадратичное отклонение о(Л). Пусть диаметры шаров, составляющих объект исследования, варьи­руют в пределах Dь D2... Di. Для каждого класса сфер по фор­муле (375) можно составить зависимость, предположив, что определенному диаметру сферы соответствует определенное число (пип2...гіі) сечений на плоскости случайного среза:

Здесь потребуются некоторые уточнения понятий «выпуклые тела» и «средняя высота». По С. А. Салтыкову (1970), «выпук­лым телом» называется такое геометрическое тело, которое со­держит внутри своего объема целиком всякий отрезок прямой, соединяющий любые две точки тела. Очевидно, разветвленные структуры не являются выпуклыми. Если тело заключить меж­ду двумя параллельными плоскостями так, чтобы эти плоскос­ти касались тела, и оставить одну плоскость неподвижной, то при изменении положения тела (вращении) будут изменяться расстояния между плоскостями. Это изменение будет происхо­дить в некоторых пределах, определенных размерами находя­щегося между ними тела, и среднее расстояние между ними будет средней высотой выпуклого тела Я,




© 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".