ЗАСТОСУВАННЯ МАТЕМАТИЧНИХ ПІДХОДІВ У МЕДИЦИНІ НА ПРИКЛАДІ ВИВЧЕННЯ СЕКРЕТОРНОЇ ДІЯЛЬНОСТІ ФОЛІКУЛЯРНИХ ТИРОЦИТІВ - Рябуха О. І. O.I. (Світ медицини та біології, 2019)
Будь-який організм складається з величезної кількості складових елементів, кожен із яких має свої морфофункціональні ознаки. Це дає можливість за допомогою певних параметрів та змінних описати властивості кожного з елементів біологічної системи та встановити наявність між ними певних залежностей. Під впливом різноманітних чинників зовнішнього середовища в біологічній системі постійно відбуваються адекватні та неадекватні зміні. У процесі життєдіяльності всі параметри фізіологічних функцій біологічної системи змінюються у широкому діапазоні – від нормальних, які визначають стан динамічної рівноваги даної системи, аж до глибоких структурних змін в органах, що є проявом важкого патологічного процесу. Нормальні та патологічні процеси мають низку взаємопов’язаних ознак якісного та кількісного характеру, які в кінцевому результаті зумовлюють саме той спосіб функціонування біологічної системи, який є найбільш відповідним щодо її структури та потенційних можливостей. Більшість якісних біологічних явищ є водночас і кількісними, що дозволяє здійснювати їх квантифікацію. Проблема патології щитоподібної залози актуальна не тільки для України. Оскільки щитоподібна залоза бере участь у переважній більшості процесів забезпечення життєдіяльності організму, будь-яке порушення її діяльності призводить до функціональних розладів та органічних змін. Та обставина, що останніми роками спостерігається зростання тиреоїдної патології, спонукає дослідників розробляти сучасні інформативні методи вивчення її змін у різних умовах існування організму. Метою дослідження було залучення математичних технологій до вивчення особливостей змін секреторної діяльності фолікулярних тироцитів при пониженій та підвищеній функціональній активності щитоподібної залози. Підгостре дослідження проведене на 40 білих нелінійних щурах-самцях, з яких було сформовано 4 групи по 10 тварин у кожній. Тварини групи 1 перебували на повноцінному загальновіваріальному кормі, щурі групи 2 – в модельних умовах аліментарного йододефіциту, щурі групи 3 – в модельних умовах гіпотиреозу, індукованого прийманням мерказолілу (3 мг/кг маси тіла), щурі групи 4 – в модельних умовах гіпертиреозу, індукованого прийманням тиреоїдину (15 мг/100 г маси тіла). Мерказоліл і тиреоїдин тварини отримували фізіологічним шляхом під час годування. Об’єктом дослідження були електронограми щитоподібних залоз, а його предметом – особливості взаємозв’язків між ультраструктурами фолікулярних тироцитів, які здійснюють виділення випродукуваного гормонального продукту. Вивчення взаємозалежностей між органелами, які беруть участь у секреції тиреоїдних гормонів, проведено засобами кореляційного аналізу з використанням кореляційних сіток на основі методів напівкількісного аналізу електронограм і визначення профілів спеціальних можливостей гормонопоетичних клітин із застосуванням елементів кластерного аналізу. Установлено, що використання сучасних математичних технологій сприяє підвищенню значення формалізації даних щодо проявів різноманітних процесів життєдіяльності біологічних об’єктів. Зокрема, аналіз взаємозв’язків між органелами, які реалізують секреторний напрямок діяльності фолікулярного тироциту, дає змогу отримувати відомості щодо особливостей елімінації гормонального продукту при різних функціональних станах клітини. Унаочнення отриманої інформації кореляційними портретами, які є графічними відображеннями простежених кореляційних зв’язків, дає "панорамне бачення" цитофізіологічних особливостей секреторного процесу. Самі ж кореляційні портрети пропонуються як основа кореляційних сіток для розроблення експертних систем – інформативного методу дослідження біологічних об’єктів. Застосування кореляційного аналізу для побудови внутрішньосистемних кореляційних портретів профілю секреторних можливостей фолікулярних тироцитів дало змогу дослідити особливості секреторних механізмів при їх різних функціональних станах. Найбільш функціонально відповідальними за виділення виробленого гормонального продукту в умовах норми є апікальні мікроворсинки помірної довжини і щільності розташування, а також секреторні гранули, розташовані в апікальному полюсі цитосоми, і лізосомальні тільця, які спостерігаються в помірній кількості. В умовах аліментарно зумовленого гіпотиреозу основне навантаження щодо елімінації виробленого гормонального продукту припадає на апікальні мікроворсинки, кількість яких зростає, тоді як у випадку потенційованого гіпотиреозу секрецію гормонального продукту окрім збільшеної кількості апікальних мікроворсинок забезпечують також лізосомальні тільця, розміри і електронна щільність яких варіабельні. Водночас при гіпертиреозі секреторний процес реалізується переважно завдяки варіабельним за розмірами лізосомальним тільцям і секреторним гранулам, при цьому кількість, локалізація і електронна щільність секреторних гранул коливаються у доволі широких межах.