Зависимость рассеивающих свойств нервных тканей и накопления ими 5-АЛК-индуцированного протопорфирина IX от степени их малигнизации

С морфологической точки зрения, основными отличиями опухолевой ткани являются размер и концентрация клеточных ядер. Этот критерий общепринят при определении степени малигнизации ткани в морфологических лабораториях.

Были рассмотрены сплошные сферические рассеиватели двух сортов - 0,5 и 5 мкм в диаметре, и сплошные бесконечные цилиндрические рассеиватели диаметром 1 мкм, соответствующие митохондриям, ядрам и миелинизированным нервным волокнам. Были исследованы локальные изменения светорассеивающих свойств и накопления опухолевого маркера (5-АЛК-индуцированного протопорфирина IX) в тканях пациента во время удаления опухоли. Для этого проводилось сопоставление данных спектроскопического исследований in vivo в различных участках опухоли с последующим забором гистологического материала из этих же участков с их морфологическими характеристиками. При этом в рамках одного исследования производилось взятие около 20 биоптатов.

В процессе клинических исследований было замечено, что при продвижении вглубь опухоли нарастание сигнала флуоресценции, как правило, сопровождается спадом сигнала рассеяния. Этот эффект обусловлен тем, что соответствующие структурные и метаболические изменения имеют общую причину - быстрый рост опухоли, приводящий к дефициту феррохелатазы и нарушению структурной целостности белого вещества.

Сопоставление результатов численного моделирования распространения лазерного излучения в комплексной среде, содержащей рассеиватели, параметры которых соответствуют основным структурным элементам нервных тканей, и в качестве основного хромофора - гемоглобин, и данных спектроскопического исследования, проведенного in vivo, показало хорошее соответствие разработанной математической модели и клинических данных (табл.).

Как видно из приведенных выше результатов, как в численном эксперименте, так и при спектроскопических исследованиях in vivo, наблюдались различия в светорассеивающих свойствах для центра и края опухоли различной степени злокачественности.

Таблица

Сопоставление данных имитационного моделирования и результатов спектроскопии in vivo

ная демиелинизация нервных волокон, их смещение и деструктуризация, а также падение содержания митохондрий вследствие перехода опухолевых клеток с окислительного фосфорилирования на гликолиз, приводят к снижению сигнала рассеяния, в то время как увеличение размеров и плотности ядер ведет к его увеличению. Для различных участков опухоли одного пациента этот эффект можно проследить, сравнивая центральную часть опухоли и ее край, где указанные изменения менее выражены, чем в центре. Здесь мы видим обратную картину. Край опухоли доброкачественных новообразований проявляет более высокие рассеивающие свойства по сравнению с краем глиобластомы, поскольку в этой области в первом случае еще не наблюдается значительной деструктуризации миелинизированных волокон и спад сигнала рассеяния обусловлен в наибольшей степени метаболическими изменениями, приводящими к оскудению внутриклеточного состава, в то время как во втором случае уже проявляются все компоненты, приводящие к спаду сигнала рассеяния, но плотноклеточность не так выражена, как в центре опухоли.

5.2.