Рис. 7.8. Диаграмма двухфазного (А и Б) объекта с наложенным на него изображением сетки Вейбеля. В данном примере 7 точек попадают на фон, 30 — на фазу А и 5 — на фазу Б.

3.2. Принципы измерения площади поверхности

Во многих биологических системах при определении корреляции между структурой и функцией очень важно знать площадь поверхности. Так, существуют четкие соотношения между площадью поверхности альвеолярных стенок в легких и интенсивностью обмена газов, таких как кислород и углекислый газ, между тканями и воздухом. Аналогичным образом поглощение переваренной пищи в тонком кишечнике зависит в большой степени от площади поверхности выстилающих его ворсинок, а также от хорошего состояния поглощающих клеток, из которых состоят ворсинки.

Метод подсчета по точкам позволяет проводить эти, а также многие другие измерения площади и поверхности на микроскопических срезах. На любом срезе, содержащем двухфазный материал, объекты, из которых состоит внутренняя фаза, будут иметь вид двумерных профилей, заключенных в матрикс. Параметры Ад и Vv для данной фазы могут быть определены, как указано в разд. 3.1.1. Если теперь мы возьмем воображаемую линию (или серию линий) общей длиной L и наложим ее на изображение профилей, то она несколько раз пересечет поверхность профилей. Среднее расстояние между этими перехватами называется средним линейным перехватов и обозначается как LL,. Можно показать, что общая поверхность (S) внутренней фазы в данном объеме ткани (V) обратно пропорциональна его среднему линейному перехвату и составляет S = 2V/LL.

Среднюю длину линейного перехвата можно легко вычислить, если наложить серию тестовых линий последовательно на несколько случайно ориентированных срезов и пересчитать число пересечений (или перехватов) линий на всю поверхность интересующей фазы. Если данную величину обозначить как I, общую длину линий в нашей сеточке как L, а число пересечений — как n, то средний линейный перехват (LL) составит

LL=(n x L)/I

На практике для данных целей могут использоваться сетки с сериями параллельных линий или даже сетки с квадратами, как на рис. 7.2, Е. Если мы хотим совместить определение поверхности с измерениями АA или VV, то можно воспользоваться сеточкой Вейбеля, изображенной на рис. 7.7, Б. Концы линий на сетке будут служить метками для оценки объема или площади, тогда как сами линии — в качестве тестов для определения перехватов.

3.2.1. Определение отношений поверхностей и объемов

Процедура одновременного определения отношений поверхностей и объемов предлагается здесь по Чокли с соавт. [15].

1.Установите сетку Вейбеля (рис. 7.7,Б) в фокальную плоскость окуляра таким образом, чтобы ее резкое изображение накладывалось на изображение препарата.

2.Поставьте объект-микрометр и измерьте длину линий на сетке. Это следует сделать с использованием того же объектива, с помощью которого будут проводиться основные измерения. Запишите полную длину (L), которая составит, например, 15 мкм.

3.Замените объект-микрометр на образец и исследуйте его при том же увеличении с помощью подходящей техники получения контраста.

4.Подсчитайте и запишите число концов линий, попадающие на интересующую вас фазу (р). Например, на рис. 7.8 р=5.

5.Подсчитайте, сколько раз линии пересекают поверхность того же компонента и запишите это число (h). В нашем примере h=1.

6.Из общей формулы рассчитайте отношение поверхности к объему S / V = (4 x p)/(L x h).

В нашем примере для одной клетки (4 x 5) / (15 x 1) = 20 / 15 = 1,33.

7. Повторите измерения р и h для достаточно большого числа клеток, чтобы получить достоверные результаты.

Такие повторы крайне необходимы в морфометрической работе, так как в каждом поле зрения микроскопа

143