Цифровой анализ гистологических изображений с целью количественной характеризации бокаловидных клеток кишечника стерляди (Acipenser ruthenus) для оценки состояния пищеварительного тракта

Abstract

Цифровой анализ гистологических изображений критически важен для биомедицины, но его применение в аквакультуре ограничено морфологической вариабельностью. Работа представляет новый подход для количественного анализа бокаловидных клеток (БК) в кишечнике на примере стерляди (Acipenser ruthenus). PAS-окрашенные срезы переднего, среднего отделов и спирального клапана анализировали с использованием программ Fiji ImageJ2 и QuPath. Протокол включал нормализацию, деконволюцию цветов для выделения PAS-позитивного компонента, сегментацию бокаловидных клеток и последующий расчет интегральной оптической плотности (IOD), а также измерение морфометрических параметров: площади, плотности и расстояния до ближайшего соседа (NND). Полученные данные продемонстрировали значимые различия между участками кишечника: средний отдел имел наибольшую площадь БК (85 мкм²) и IOD (0,166); спиральный клапан – максимальную плотность (4,59 кл/100 мкм слизистой). В переднем отделе плотность БК была минимальной (2,48 кл/100 мкм), а NND – максимальным (29,59 мкм). Корреляция между площадью БК и IOD оказалась слабой (R² = 0,014-0,042). Идентифицированы три типа БК по показателю IOD, что указывает на их морфофункциональную гетерогенность. Предложенный метод обеспечивает объективную оценку характеристик БК и может быть использован для изучения физиологии пищеварения и здоровья рыб в аквакультуре.