27 ноября 2013

Характеристики подвижности сперматозоидов

Л. А. Протозанова и др. (1981) исследовали влияние аминазина и крезоцина (производное феноксиуксусной кислоты) на время жизни спермиев морского ежа методами спектроскопии оптического смешения. В первом случае был обнаружен ингибирующий эффект, во втором — активирующий. Эти результаты были воспроизведены на сперме человека с качественно сходными результатами: сохраняется ингибирующий эффект первого препарата и активирующий второго при концентрациях, заметно отличающихся от опыта на спермиях морского ежа. Таким образом, и в этом случае соблюдается эпиморфное соответствие между тест-объектами разного уровня сложности. Использование трековых характеристик иллюстрирует рис. На рис. изображены треки спермиев человека. В первом случае изображение трека через соответствующее приспособление (дигитайзер) вводится в ЭВМ. Одна из версий программы для обработки основана на получении трековых инвариантов из двухмерного массива данных по каждому треку и усреднении этих инвариантов по кадру.


Характеристики подвижности сперматозоидов и влияние ХС на среднюю скорость их движения

Характеристики подвижности сперматозоидов и влияние ХС на среднюю скорость их движения

а и б — изменение средней скорости движения сперматозоидов морского ежа под действием крезоцина (а) и аминазина (б); регистрация по измерению доплеровского сдвига света, рассеянного на подвижных частицах, методом спектроскопии оптического смешения; оптическая плотность суспензии клеток (при 500 нм) Д <С 0,1; концентрации ХС указаны на графиках; скорость в отн. ед. в и г — трековые характеристики спермиев: в — формализованные типы треков; г — треки спермиев человека (темнопольное освещение, увеличение ~в 70 раз); идентичные формализованные и реальные треки обозначены одинаковыми цифрами.


В итоге обработки каждый кадр характеризуется набором из 20 параметров, среди которых 11 оказались наиболее чувствительными к изменению состояния клетки. Во втором случае треки условно делятся на типы по форме (основные типы и соответствующие им реальные проекции треков обозначены на рисунке выше положения – в и г); определяется доля каждого из типов по отношению ко всем трекам в кадре. Визуальный анализ кадра (с применением простейшей техники измерения длин треков) позволяет также определить общее число клеток в кадре, коэффициент подвижности (точечные треки соответствуют неподвижным клеткам или вращающимся вокруг своей оси), скорости относительно криволинейных треков, среднюю скорость по данному кадру и распределение по скоростям, которое, в свою очередь, может быть параметризовано.

И в первом и во втором случае набор параметров позволяет построить многомерный образ для нормы и патологии, возникающей под действием ХС. На практике используются проекции этого образа. Расстояние между центрами тяжести этих проекций (л) может служить критерием величины токсического действия ХС (предполагается, что по мере увеличения токсичности величина г растет). В том случае, если тестируется действие потенциального лекарства (стимулятора) на патологические сперматозоиды, критерием его терапевтического действия может служить отношение величины г (между проекциями стандартной нормы и патологии) к наибольшему изменению этой величины при воздействии ХС; предполагается при этом, что терапевтическое действие ХС будет формально проявляться в сближении проекции патологии и нормы (Баренбойм, Протозанова, 1984).

Следует сделать одно замечание в связи с применением методов теории распознавания образов к последовательности все усложняющихся эпиморфных объектов. В такой последовательности отдельные параметры тест-объекта должны заметно отличаться. Например, трек спермия человека в норме можно рассматривать как кривую, близкую к синусоиде. В то же время треки спермиев морского ежа в основном прямые или ломаные. Сравнивать их между собой довольно сложно. Однако, когда все эти параметры входят в некий обобщенный показатель состояния клетки, каким в данном случае является многомерный образ спермия, различие в реальных параметрах как бы нивелируется. Например, при воздействии токсичного ХС на спермии вьюна, быка и человека величина r будет увеличиваться; в некоторых случаях даже ее приращение на определенное увеличение концентрации будет близким для всех трех названных тест-объектов, т. е. образы и их проекции, составленные из характеристик эпиморфных тест-объектов, ведут себя сходно при воздействии на объект.


«Биологически активные вещества»,
Г.М.Баренбойм, А.Г.Маленков



Моделирование состояний — задача, которую для большинства случаев еще предстоит решать. Только АСК ХС обладает достаточной производительностью, чтобы установить характер и степень адекватности состояний модели in vitro и состояний in vivo в отношении большого массива ХС. Поэтому мы вынуждены ограничиться пока лишь кратким упоминанием основных способов создания моделей состояний. Первый способ состоит в том, что…

2- й пример. Пусть энергетика клетки является той системой, которую требуется представить параметрически. Набор состояний порожден в ходе морфогенетических процессов (нормальных и патологических) на основе, например, ткани печени. Самой экономной (а именно к наиболее экономному, но полному представлению всегда и следует стремиться) системой параметров будет в этом случае, вероятно, следующая: отношение активности суммарной гексокиназы к…

Рассмотрим на примерах, как можно определить систему представительных характеристик и параметров для спектра состояний и моделировать эти состояния: 1-й пример. Пусть межклеточный контакт является той биофизической системой, которую надо описать параметрически. Пусть объектами являются эпителиальные ткани лабораторных животных (или человека) во всем их разнообразии, порождаемом морфогенетическими, физиологическими и генетико-популяционными процессами. В качестве основной характеристики межклеточного…

Активность этого фермента существенно детерминируется генетически. В распределении популяции людей по активности этого фермента существуют два максимума, соответствующие низкой и высокой активности фермента; это можно рассматривать как отражение «генетически определенных состояний». Определив у ХС способность образовывать комплексы с медью, можно предсказать опасность того, что при длительном употреблении этот препарат может вызвать лекарственную волчанку у лиц…

Учет всех подобных особенностей реакций организма на ХС с определенным видом активности в зависимости от состояния, даже в форме вероятностного предсказания, имеет очень большое практическое значение. Такое предсказание может сделать гораздо более содержательными и одновременно дешевыми последующие испытания на животных, более безопасными клинические испытания и дальнейшее клиническое использование. Вместе с тем очевидно, что в общем…