Обґрунтування застосування понятійного апарата для математичного дослідження діяльності гормонопродукувальних клітин

Abstract

Розроблено понятійний апарат, здатний відобразити особливості функціональних зв’язків між ультраструктурними елементами гормонопоетичних клітин при їх вивченні методом кореляційного аналізу шляхом створення внутрішньо- та міжсистемних кореляційних сіток. На прикладі дослідження особливостей гормонопоезу в фолікулярному тироциті наведено термінологію, яка на кожному з його етапів відображає номенклатуру та кількість кореляційних зв’язків, що простежуються між зацікавленими органелами, а також зазначено термінологічні особливості при використанні покрокової схеми міжсистемної взаємодії тироцита з його клітинним оточенням. Впровадження розроблених понять у практику наукових досліджень дає змогу глибше вивчати інтимні механізми гормонопоезу, встановлювати найбільш значимі із взаємозв’язків і взаємовпливів у межах досліджуваної системи та пов’язаних із нею систем, характеризувати кожен із напрямків діяльності гормонопродукувальної клітини та з’ясовувати їх особливості, визначати потенційні і резервні можливості клітини.

Разработан понятийный аппарат, способный отразить особенности функциональных связей между ультраструктурными элементами гормонопоетических клеток при их изучении методом корреляционного анализа путем создания внутри- и межсистемных корреляционных сетей. На примере исследования особенностей гормонопоеза в фолликулярном тироците приведена терминология, которая на каждом из его этапов отражает номенклатуру и количество корреляционных связей, которые прослеживаются между заинтересованными органеллами, а также указано терминологические особенности при использовании пошаговой схемы межсистемного взаимодействия тироцита с его клеточным окружением. Внедрение разработанных понятий в практику научных исследований позволяет глубже изучать интимные механизмы гормонопоеза, устанавливать наиболее значимые из взаимосвязей и взаимовлияний в рамках исследуемой системы и связанных с ней систем, характеризовать каждый из направлений деятельности гормонпродуцирующей клетки и выяснять их особенности, определять потенциальные и резервные возможности клетки.

Despite the opportunities opened by the use of modern diagnostic equipment, fundamental approaches to research in medicine remain largely empirical: studying the state and activities of any system is mainly performed through improvement of already existing areas or techniques. However, establishing the operation regularities of such a complicated biological system as the cell, requires creation of new research concepts, particularly the development and implementation of innovative expert systems for assessing changes in its state under the impact of various factors. Pathology of the thyroid gland occupies a significant place in the structure of general morbidity. Available information on the high sensitivity of this organ to various damaging factors confirms the need to deepen the study of its functioning, particularly, in clarifying features of the hormonopoiesis course under normal conditions and pathology. However, despite the undoubted importance of creating new approaches to elucidation of the causes and studying the mechanisms of adaptation processes and maladaptation development in the gland at the cellular and subcellular levels, mathematical technologies for objectivating the links between the thyrocyte organelles and between its cellular environment are not sufficiently developed. The present study is devoted to clarifying the conceptual apparatus for the mathematical research of the hormone-producing cells activity at the ultrastructural level of their organization. The step-by-step algorithm of the study is presented on the example of a follicular thyrocyte. Analysis of electron diffraction patterns, made according to generally recognized procedures, starts with the theoretical definition of the ultrastructures significant for implementation of a particular cell activity field. The following steps are digital assessment of their number and status and establishment of correlation links between them. The most functionally significant organelles are designated as “supporting”. On the basis of “factual” signs (ultrastructures of the studied field, between which significant correlation links have been traced), an individual correlation portrait is constructed as a variant of the correlation net. Referencing the “supporting” and “factual” features nomenclature, their comparison with the nomenclatures and the “nodal points” filling (locations of the largest correlation links aggregates) permit both to specify and generalize the obtained data on the state of organelles in each field of the hormone-producing cell’s activity. If considered necessary to deepen the study, determined are the organelle that has the most functional significance for the cell activity studies (“feedback system”), and another factor impacting the organelle (“action system”). In the “feedback system”, the “feedback object” is defined as the constituent element undergoing the greatest changes caused by the “action object”. In the “action object”, “points of action” are defined: the subsystems having the most links, particularly, significant ones. Since the activity of all the constituent elements is interconnected in a single biological system, determined are the elements outside the studied system and the most sensitive to it (the “attraction system”) and those components and sub-components which are the most greatly influenced by the studied conditions (“attraction objects” and “points of attraction”). In this case, the interaction between “points of feedback” and “points of attraction” is mediated by “points of action”, and becomes the basis for creating an integrative model of the hormone-producing cell’s activity. Practical implementation of the developed conceptual apparatus permits to investigate more intimate mechanisms of hormonopoiesis, to establish the most significant interconnections and interactions within the limits of the studied system and the systems associated with it, to characterize each field of the hormone-producing cell’s activity, to clarify their features, and to determine the potential and spare capacities of the cell.