Компьютерный анализ спонтанной электрической активности клеток эпифиза

Сибаров Д.А.,
Компьютерный анализ спонтанной электрической активности клеток эпифиза,
Материалы конференции "Человек и его здоровье", С.Петербург, 1998, с.38.

Санкт-Петербургский Государственный Университет, Кафедра общей физиологии

Одним из методов, оценки секреторной активности клеток является микроэлектродная регистрация их мембранноого потенциала. Экзоцитоз секреторных продуктов клетками эпифиза пинеалоцитами сопровождается деполяризацией их мембран. Микроэлектродная регистрация разрядов пинеалоцитов дает возможность оценить скорость и характер секреции в отдельных клетках и группах клеток, выявлять различные клеточные типы и их вклад в общую продукцию гормона железой. Кроме того, мы имеем возможность проследить межклеточные взаимодействия. Анализ спонтанной мультиклеточной активности предусматривает выделение “голосов” отдельных клеток из общей массы. Применение стеклянных микроэлектродов, заполненных раствором нистатина в 2M NaCl, позволило резко (в 5-6 раз) усилить сигнал клеток, прилежащих к кончику электрода. Известно, что нистатин, диффундируя из кончика электрода формирует в мембранах клеток искусственные ионные каналы, превращая внеклеточное отведение в полу-внутриклеточное . Запись сигнала с микроэлектрода велась на FM-магнитофоне. Аналого-цифровое преобразование проводилось при помощи платы Sound Blaster 16 на частоте 11КГц. В случае необходимости проводилась цифровая фильтрация шумов при помощи программы Cool-Edit_96. От дельные клетки идентифицировались по амплитуде, продолжительности, полярности и характеру их разрядов при помощи разработанной нами программы (SMP v.5.0). В отличие от нейронов, секреторные клетки обладают большей выриабельностью параметров разрядов, в с вязи с чем, гистограмма амплитуд разрядов разных клеток могут сильно перекрываться. Статистически достоверное разделение клеток становится возможным при построении совместных распределений разрядов по амплитуде, продолжительности и полярности. Использова нная нами программа последовательно исключала из записи достоверно выделяемые периодические разряды с параметрами, найденными в совместном распределении. По частотам разрядов клетки были разделены на несколько типов. Исключение периодически разряжающихся клеток из записи проводилось до тех пор, пока не оставались “непериодические” клетки или только шум. По результатам исследования составлялись списки времени разряда для каждой клетки, которые затем подвергались корреляционному анализу с использованием с татистической программы STADIA v.4.5 для выявления межклеточных взаимодействий. Параллельно межклеточные взаимодействия выявлялись также путем многократного суммирования небольших отрезков записи, начинающихся разрядом с выбранными заранее параметрами. При наличии клетки, отвечающей на этот разряд, ее ответ, в отличие от сигналов фонового шума, многократно суммируется. Описываемые методы позволили охарактеризовать ряд функциональных изменений в секреторных клетках эпи физа, в том числе изменение соотношения клеток с разными типами активности, при осмотическом стрессе и при развитии опухоли в организме (Kovalenko et al, 1997, Adv.Comp.Endocr, p.697-700, Japan).
Работа выполнена при поддержке двух проектов ФЦП “Интеграция” N 326.2, 326.3

Back to:	Publications	Main Page	http://sibarov.da.ru

Сибаров Д.А., Компьютерный анализ спонтанной электрической активности клеток эпифиза, Материалы конференции "Человек и его здоровье", С.Петербург, 1998, с.38. Санкт-Петербургский Государственный Университет, Кафедра общей физиологии Одним из методов, оценки секреторной активности клеток является микроэлектродная регистрация их мембранноого потенциала. Экзоцитоз секреторных продуктов клетками эпифиза пинеалоцитами сопровождается деполяризацией их мембран. Микроэлектродная регистрация разрядов пинеалоцитов дает возможность оценить скорость и характер секреции в отдельных клетках и группах клеток, выявлять различные клеточные типы и их вклад в общую продукцию гормона железой. Кроме того, мы имеем возможность проследить межклеточные взаимодействия. Анализ спонтанной мультиклеточной активности предусматривает выделение “голосов” отдельных клеток из общей массы. Применение стеклянных микроэлектродов, заполненных раствором нистатина в 2M NaCl, позволило резко (в 5-6 раз) усилить сигнал клеток, прилежащих к кончику электрода. Известно, что нистатин, диффундируя из кончика электрода формирует в мембранах клеток искусственные ионные каналы, превращая внеклеточное отведение в полу-внутриклеточное . Запись сигнала с микроэлектрода велась на FM-магнитофоне. Аналого-цифровое преобразование проводилось при помощи платы Sound Blaster 16 на частоте 11КГц. В случае необходимости проводилась цифровая фильтрация шумов при помощи программы Cool-Edit_96. От дельные клетки идентифицировались по амплитуде, продолжительности, полярности и характеру их разрядов при помощи разработанной нами программы (SMP v.5.0). В отличие от нейронов, секреторные клетки обладают большей выриабельностью параметров разрядов, в с вязи с чем, гистограмма амплитуд разрядов разных клеток могут сильно перекрываться. Статистически достоверное разделение клеток становится возможным при построении совместных распределений разрядов по амплитуде, продолжительности и полярности. Использова нная нами программа последовательно исключала из записи достоверно выделяемые периодические разряды с параметрами, найденными в совместном распределении. По частотам разрядов клетки были разделены на несколько типов. Исключение периодически разряжающихся клеток из записи проводилось до тех пор, пока не оставались “непериодические” клетки или только шум. По результатам исследования составлялись списки времени разряда для каждой клетки, которые затем подвергались корреляционному анализу с использованием с татистической программы STADIA v.4.5 для выявления межклеточных взаимодействий. Параллельно межклеточные взаимодействия выявлялись также путем многократного суммирования небольших отрезков записи, начинающихся разрядом с выбранными заранее параметрами. При наличии клетки, отвечающей на этот разряд, ее ответ, в отличие от сигналов фонового шума, многократно суммируется. Описываемые методы позволили охарактеризовать ряд функциональных изменений в секреторных клетках эпи физа, в том числе изменение соотношения клеток с разными типами активности, при осмотическом стрессе и при развитии опухоли в организме (Kovalenko et al, 1997, Adv.Comp.Endocr, p.697-700, Japan). Работа выполнена при поддержке двух проектов ФЦП “Интеграция” N 326.2, 326.3