Kudos sähkömagneettisesta näkökulmasta

KUDOS SÄHKÖMAGNEETTISESTA NÄKÖKULMASTA

LÄHDE K.Jokela.  Kudosten ja solujen sähköiset ominaisuudet. Kudosten rakenne ja koostumus. Sivu 60-2. Sähkömagneettiset kentät STUK.fi

Kemialliselta koostumukseltaan kudokset ovat vettä, siihen liuenneita suoloja sekä erilaisia orgaanisia yhdisteitä kuten aminohappoja, hiilihydraatteja, nukleiinihappoja ja rasvahappoja. Suuri vesipitoisuus (40–70 %) sekä solurakenne ovat keskeisimpiä kudosten sähköisiin ominaisuuksiin vaikuttavia tekijöitä.

Soluja ympäröi ulkoinen solukalvo eli plasmamembraani. Se säätelee soluun tulevien ja solusta poistuvien aineiden määrää ja laatua, sekä vastaanottaa ja lähettää kemiallisia viestejä. Solukalvo muodostuu kahdesta fosfolipidimolekyylikerroksesta, jossa on glykoproteiineista muodostuvia, jähmeästi liikkuvia makromolekyylejä.  Useimmat niistä

toimivat entsyymeinä, ionikanavina tai viestejä vastaanottavina reseptori-molekyyleinä. Glykoproteiineihin kiinnittyy molemmilta puolilta ioneja ja erilaisten orgaanisten yhdisteiden molekyylejä. Kalvon paksuus on tyypillisesti 6–10 nm.

Solun sisäpuoli muodostuu solulimasta eli sytosolista ja siinä olevista soluelimistä, joita ovat esimerkiksi tuma, mitokondriot ja endoplasminen kalvosto. Ihmisen geenit on pakattu tuman sisältämiin DNA-rihmoihin, joista kromosomit muodostuvat. Aivan kuten solua myös tumaa ympäröi kalvo, joka tosin on läpäisevämpi kuin ulkoinen solukalvo. Solun biolo-

giasta on lisätietoa solubiologian oppikirjoissa sekä tämän kirjasarjan 4. osassa Säteilyn terveysvaikutukset.

Sähköisiltä ominaisuuksiltaan kudokset ovat sekoitus eristeitä ja johteita.

Soluväliaine ja solulima ovat verraten hyviä johteita, sillä niihin on liuennut ioneja. Johtavuutta heikentää hieman se, että solun kiinteät ainesosat kuten ovat makromolekyylit ja erilaiset kalvorakenteet syrjäyttävät osan nestetilasta. Kiinteät aineosat ovat sähköisiltä ominaisuuksiltaan lähempänä eristeitä. Nämä ominaisuudet vaikuttavat keskeisesti siihen, miten ulkoisten kenttien aiheuttama sisäinen sähkökenttä jakautuu kehossa ja mitä reittejä pitkin indusoitunut virta kulkee. Paikalliset kentän ja virran tihentymät ovat biologisten vaikutusten kannalta tärkeitä.

Pientaajuisessa kentässä solukalvo eristää solun sisäosan sähköisesti soluväliaineesta. Solukalvon rakenneosa lipidimolekyylikalvo on erittäin hyvä eriste, mutta ionikanavat heikentävät tätä eristystä aiheuttaen resistiivistä vuotovirtaa kalvon läpi. Suurilla yli 10 MHz taajuuksilla eristysvaikutus häviää, koska solukalvo alkaa johtaa kapasitiivisesti.