Krvná plazma: základné prvky (látky, bielkoviny), funkcie v tele, využitie

Krvná plazma je prvou (tekutou) zložkou najcennejšieho biologického média nazývaného krv. Krvná plazma zaberá až 60% celkového objemu krvi. Druhú časť (40 - 45%) tekutiny cirkulujúcej krvným obehom preberajú tvarované prvky: erytrocyty, leukocyty, krvné doštičky.

Zloženie krvnej plazmy je jedinečné. Čo tam len nie je? Rôzne bielkoviny, vitamíny, hormóny, enzýmy - vo všeobecnosti všetko, čo zaisťuje život ľudského tela každú sekundu.

Plazmové zloženie

Žltkastá priehľadná kvapalina uvoľnená počas vytvárania konvolúcie v skúmavke - existuje plazma? Nie - je krvné sérum, v ktorom nie je žiadny koagulovaný proteín (faktor I), prešiel do zrazeniny. Ak však vezmete krv do skúmavky s antikoagulantom, nedovolí jej (krv) koagulovať a ťažké tvarované prvky sa po chvíli potopia na dno, zatiaľ čo horná časť tiež zostane žltkastá, ale trochu zakalené, na rozdiel od séra, tekuté, tu je a je krvná plazma, ktorého zákal je daný v ňom obsiahnutými proteínmi, najmä fibrinogénom (FI).

Zloženie krvnej plazmy je pozoruhodné svojou rozmanitosťou. Okrem vody, ktorá tvorí 90 - 93%, obsahuje zložky bielkovinovej a nebielkovinovej povahy (až 10%):

plazma v celkovom krvnom zložení

• , ktoré odoberajú 7 - 8% z celkového objemu tekutej časti krvi (1 liter plazmy obsahuje 65 až 85 gramov bielkovín, rýchlosť celkového proteínu v krvi v biochemickej analýze: 65 - 85 g / l ). Rozoznávajú sa hlavné plazmatické proteíny (až 50% všetkých bielkovín alebo 40-50 g / l), (≈ 2,7%) a fibrinogén;
• Ostatné látky bielkovinovej povahy (zložky komplementu, komplexy uhľohydrát-proteín atď.);
• Biologicky aktívne látky (enzýmy, krvotvorné faktory - hemocytokíny, hormóny, vitamíny);
• Peptidy s nízkou molekulovou hmotnosťou sú cytokíny, čo sú v zásade proteíny, ale s nízkou molekulovou hmotnosťou ich produkujú predovšetkým lymfocyty, aj keď sa na tom podieľajú aj iné krvinky. Pri pohľade na ich „malý vzrast“ sú cytokíny vybavené najdôležitejšími funkciami, vykonávajú interakciu imunitného systému s inými systémami, keď je spustená imunitná odpoveď;
• Sacharidy, ktoré sa podieľajú na metabolických procesoch, ktoré sa neustále vyskytujú v živom organizme;
• Produkty získané v dôsledku týchto metabolických procesov, ktoré budú následne odstránené obličkami (atď.);
• Drvivá väčšina prvkov stolu DI Mendelejeva je odobratá v krvnej plazme. Je pravda, že niektorých zástupcov anorganickej povahy (draslík, jód, vápnik, síra atď.) Vo forme cirkulujúcich katiónov a aniónov je možné ľahko spočítať, iných (vanád, kobalt, germánium, titán, arzén atď.) - kvôli nízke množstvo, sa vypočítavajú ťažko. Medzitým je podiel všetkých chemických prvkov prítomných v plazme od 0,85 do 0,9%.

Plazma je teda veľmi komplexný koloidný systém, v ktorom „pláva“ všetko, čo je obsiahnuté v tele človeka a cicavcov, a všetko, čo sa z neho chystá odstrániť.

Voda je zdrojom H20 pre všetky bunky a tkanivá, pretože je prítomná v plazme v takom významnom množstve, poskytuje normálnu hladinu (TK) a udržuje objem cirkulujúcej krvi (BCC) vo viac -menej konštantnom režime.

Bielkoviny sa líšia v aminokyselinových zvyškoch, fyzikálno -chemických vlastnostiach a ďalších charakteristikách a vytvárajú základ tela a poskytujú mu život. Rozdelením plazmatických bielkovín na frakcie je možné zistiť obsah jednotlivých proteínov, najmä albumínu a globulínov, v krvnej plazme. To sa robí na diagnostické účely v laboratóriách, robí sa to v priemyselnom meradle na získanie veľmi cenných liekov.

Medzi minerálnymi zlúčeninami najväčší podiel v zložení krvnej plazmy má sodík a chlór (Na a Cl). Tieto dva prvky zaberajú asi 0,3% minerálneho zloženia plazmy, to znamená, že sa zdajú byť hlavnými, ktoré sa často používajú na doplnenie objemu cirkulujúcej krvi (BCC) v prípade straty krvi. V takýchto prípadoch sa pripraví a naleje cenovo dostupný a lacný liek - izotonický roztok chloridu sodného. 0,9% roztok NaCl sa zároveň nazýva fyziologický, čo nie je celkom pravda: fyziologický roztok musí okrem sodíka a chlóru obsahovať ďalšie makro- a mikroelementy (zodpovedajú minerálnemu zloženiu plazmy).

Video: čo je krvná plazma

Funkcie krvnej plazmy zabezpečujú proteíny

Funkcie krvnej plazmy sú určené jej zložením, hlavne bielkovinami. Tejto problematike sa budeme podrobnejšie venovať v nižšie uvedených častiach venovaných hlavným plazmatickým proteínom, ale nezaškodí stručne si všimnúť najdôležitejšie problémy, ktoré tento biologický materiál rieši. Hlavné funkcie krvnej plazmy:

1. Transport (albumín, globulíny);
2. Detoxikácia (albumín);
3. Ochranné (globulíny - imunoglobulíny);
4. Koagulácia (fibrinogén, globulíny: alfa-1-globulín-protrombín);
5. Regulačné a koordinačné (albumín, globulíny);

Stručne sa to týka funkčného účelu tekutiny, ktorá sa ako súčasť krvi neustále pohybuje krvnými cievami a zaisťuje normálnu vitálnu aktivitu tela. Napriek tomu by niektorým jeho zložkám mala byť venovaná väčšia pozornosť, napríklad čo sa čitateľ dozvedel o proteínoch krvnej plazmy, keď dostal tak málo informácií? Sú to však oni, ktorí hlavne riešia uvedené úlohy (funkcie krvnej plazmy).

plazmatické proteíny

Samozrejme, poskytnúť čo najširšie množstvo informácií, dotýkať sa všetkých vlastností bielkovín prítomných v plazme v malom článku venovanom tekutej časti krvi, je pravdepodobne ťažké. Medzitým je celkom možné zoznámiť čitateľa s charakteristikami hlavných bielkovín (albumíny, globulíny, fibrinogén - sú považované za hlavné plazmatické bielkoviny) a spomenúť vlastnosti niektorých ďalších látok bielkovinovej povahy. Navyše (ako je uvedené vyššie) s touto cennou tekutinou zaisťujú vysokokvalitné plnenie svojich funkčných povinností.

O niečo nižšie sa budú brať do úvahy hlavné plazmatické proteíny, ale pre pozornosť čitateľa by som rád predstavil tabuľku, ktorá ukazuje, ktoré proteíny sú hlavnými proteínmi krvi, ako aj ich hlavný účel.

Tabuľka 1. Základné proteíny krvnej plazmy

Esenciálne plazmatické bielkoviny	Obsah plazmy (norma), g / l	Hlavní predstavitelia a ich funkčný účel
Albumín	35 - 55	„Stavebný materiál“, katalyzátor imunologických reakcií, funkcie: transport, neutralizácia, regulácia, ochrana.
Alfa globulín α-1	1,4 – 3,0	α1-antitrypsín, a-kyslý proteín, protrombín, transkortín, ktorý transportuje kortizol, proteín viažuci tyroxín, α1-lipoproteín, ktorý transportuje tuky do orgánov.
Alfa globulín α-2	5,6 – 9,1	α -2 -makroglobulín (hlavný proteín v skupine) - účastník imunitnej reakcie, haptoglobín - tvorí komplex s voľným hemoglobínom, ceruloplazmín - prenáša meď, apolipoproteín B - transportuje lipoproteíny s nízkou hustotou („zlý“ cholesterol).
Beta globulíny: β1 + β2	5,4 – 9,1	Hemopexín (viaže hemoglobín hemoglobín, ktorý bráni odstráneniu železa z tela), β-transferín (prenáša Fe), zložka komplementu (zúčastňuje sa na imunologických procesoch), β-lipoproteíny-„vehikulum“ pre cholesterol a fosfolipidy.
Gama globulín y	8,1 – 17,0	Prírodné a získané protilátky (imunoglobulíny 5 tried - IgG, IgA, IgM, IgE, IgD), ktoré vykonávajú predovšetkým imunitnú ochranu na úrovni humorálnej imunity a vytvárajú alergický stav organizmu.
Fibrinogén	2,0 – 4,0	Prvým faktorom systému zrážania krvi je FI.

Albumín

Albumín je jednoduchý proteín, ktorý v porovnaní s inými proteínmi:

štruktúra albumínu

• Vykazujú najvyššiu stabilitu v roztokoch, ale zároveň sa dobre rozpúšťajú vo vode;
• Dobre znášajú teploty pod nulou, bez toho, aby boli obzvlášť poškodené opakovaným zmrazovaním;
• Pri sušení sa nezrúti;
• Keď zostanú 10 hodín pri teplote dostatočne vysokej pre ostatné proteíny (60 ° C), nestratia svoje vlastnosti.

Schopnosti týchto dôležitých bielkovín sú spôsobené prítomnosťou veľmi veľkého počtu polárnych rozpadajúcich sa postranných reťazcov v molekule albumínu, čo určuje hlavnú funkčnú zodpovednosť bielkovín - účasť na metabolizme a implementácia antitoxického účinku. Funkcie albumínu v krvnej plazme môžu byť reprezentované nasledovne:

1. Účasť na výmene vody (vďaka albumínu sa udržiava požadovaný objem tekutiny, pretože poskytuje až 80% celkového koloidného osmotického tlaku krvi);
2. Účasť na preprave rôznych produktov, a najmä tých, ktoré je veľmi ťažké rozpustiť vo vode, napríklad tuky a žlčový pigment - bilirubín (bilirubín, ktorý je viazaný na molekuly albumínu, sa stáva pre telo neškodný a v tomto stave sa prenáša do pečene);
3. Interakcia s makro a mikroelementmi vstupujúcimi do plazmy (vápnik, horčík, zinok atď.), Rovnako ako s mnohými liekmi;
4. Väzba toxických produktov v tkanivách, kde tieto proteíny voľne prenikajú;
5. Prenos uhľohydrátov;
6. Väzba a prenos voľných mastných kyselín - mastných kyselín (až 80%), smerujúcich do pečene a iných orgánov z tukových zásob a naopak, zatiaľ čo mastné kyseliny nevykazujú agresiu voči červeným krvinkám (erytrocytom) a nedochádza k hemolýze ;
7. Ochrana pred tukovou hepatózou buniek pečeňového parenchýmu a degeneráciou (tukom) iných parenchymálnych orgánov a okrem toho prekážkou tvorby aterosklerotických plakov;
8. Regulácia „správania“ určitých látok v ľudskom tele (keďže aktivita enzýmov, hormónov, antibakteriálnych liečiv vo viazanej forme klesá, tieto proteíny pomáhajú nasmerovať ich pôsobenie správnym smerom);
9. Zabezpečenie optimálnej hladiny katiónov a aniónov v plazme, ochrana pred negatívnymi účinkami solí ťažkých kovov, ktoré sa náhodne dostali do tela (sú s nimi v komplexe pomocou tiolových skupín), neutralizácia škodlivých látok;
10. Katalýza imunologických reakcií (antigén → protilátka);
11. Udržiavanie konštantného pH krvi (štvrtou zložkou tlmivého systému sú plazmatické proteíny);
12. Pomoc pri „budovaní“ tkanivových bielkovín (albumín spolu s inými proteínmi predstavujú rezervu „stavebných materiálov“ pre takú dôležitú záležitosť).

Albumín sa syntetizuje v pečeni. Priemerný polčas tohto proteínu je 2 - 2,5 týždňa, hoci niektorí „žijú“ týždeň, zatiaľ čo iní „pracujú“ až 3 - 3,5 týždňa. Frakcionáciou bielkovín z plazmy darcov sa získa najcennejší liečivý prípravok (5%, 10% a 20% roztok), ktorý má rovnaký názov. Albumín je poslednou frakciou v tomto procese, preto jeho výroba vyžaduje značné náklady na prácu a materiál, a tým aj náklady na liek.

Indikácie na použitie darcovského albumínu sú rôzne (vo väčšine prípadov dosť závažné) stavy: veľké, život ohrozujúce, straty krvi, pokles hladín albumínu a zníženie koloidného osmotického tlaku v dôsledku rôznych chorôb.

Globulíny

Tieto proteíny zaberajú menší podiel v porovnaní s albumínom, ale sú zreteľné medzi inými proteínmi. V laboratórnych podmienkach sú globulíny rozdelené do piatich frakcií: α-1, α-2, β-1, β-2 a γ-globulíny. Vo výrobných podmienkach sa na získanie prípravkov z frakcie II + III izolujú gama globulíny, ktoré sa následne použijú na liečbu rôznych chorôb sprevádzaných narušením imunitného systému.

rôzne formy plazmatických bielkovín

Na rozdiel od albumínu nie je voda vhodná na rozpúšťanie globulínov, pretože sa v nej nerozpúšťajú, ale na prípravu roztoku tohto proteínu sú celkom vhodné neutrálne soli a slabé zásady.

Globulíny sú veľmi dôležité plazmatické proteíny, vo väčšine prípadov ide o proteíny akútnej fázy. Napriek tomu, že ich obsah je v rámci 3% všetkých plazmatických bielkovín, riešia najdôležitejšie úlohy pre ľudské telo:

• Alfa globulíny sa podieľajú na všetkých zápalových reakciách (v biochemickom krvnom teste je zaznamenaný nárast α-frakcie);
• Alfa a beta globulíny, ktoré sú súčasťou lipoproteínov, vykonávajú transportné funkcie (tuky vo voľnom stave v plazme sa objavujú veľmi zriedkavo, s výnimkou po nezdravom tučnom jedle, a za normálnych podmienok je cholesterol a iné lipidy spojené s globulínmi a vytvárajú vodný rozpustná forma, ktorá sa ľahko transportuje z jedného orgánu do druhého);
• α- a β-globulíny sa podieľajú na metabolizme cholesterolu (pozri vyššie), čo určuje ich úlohu vo vývoji aterosklerózy, preto nie je prekvapujúce, že v patológii, ktorá sa vyskytuje pri akumulácii lipidov, sú hodnoty beta zmena frakcie nahor;
• Globulíny (frakcia alfa-1) nesú vitamín B12 a niektoré hormóny;
• Alfa-2-globulín je v zložení haptoglobínu, ktorý sa veľmi aktívne podieľa na redoxných procesoch-tento proteín akútnej fázy viaže voľný hemoglobín, a tým zabraňuje vylučovaniu železa z tela;
• Niektoré beta-globulíny spolu s gama-globulínmi riešia problémy imunitnej obrany tela, to znamená, že ide o imunoglobulíny;
• Zástupcovia frakcií alfa, beta-1 a beta-2 nesú steroidné hormóny, vitamín A (karotén), železo (transferín), meď (ceruloplazmín).

Je zrejmé, že v rámci svojej skupiny sa globulíny navzájom trochu líšia (predovšetkým svojim funkčným účelom).

Treba poznamenať, že s vekom alebo s určitými chorobami môže pečeň začať produkovať nie celkom normálne alfa a beta globulíny, pričom zmenená priestorová štruktúra proteínovej makromolekuly nebude mať najlepší vplyv na funkčné schopnosti globulínov.

Gama globulíny

Gama globulíny sú proteíny krvnej plazmy s najnižšou elektroforetickou pohyblivosťou; tieto proteíny tvoria väčšinu prírodných a získaných (imunitných) protilátok (AT). Gama globulíny vytvorené v tele po stretnutí s cudzím antigénom sa nazývajú imunoglobulíny (Ig). V súčasnej dobe, s príchodom cytochemických metód do laboratórnej služby, je možné študovať sérum za účelom stanovenia imunitných proteínov a ich koncentrácií. Nie všetky imunoglobulíny, a ich 5 tried, sú známe, majú rovnaký klinický význam, navyše ich obsah v plazme závisí od veku a zmien v rôznych situáciách (zápalové ochorenia, alergické reakcie).

Tabuľka 2. Triedy imunoglobulínov a ich charakteristiky

Trieda imunoglobulínov (Ig)	Obsah plazmy (séra),%	Hlavný funkčný účel
G	OK. 75	Antitoxíny, protilátky namierené proti vírusom a grampozitívnym mikróbom;
A	OK. 13	Anti-insulárne protilátky pri diabetes mellitus, protilátky namierené proti kapsulárnym mikroorganizmom;
M	OK. 12	Smer - vírusy, gramnegatívne baktérie, forsman a wasserman protilátky.
E	0,0…	Reagencie, špecifické protilátky proti rôznym (špecifickým) alergénom.
D	V embryu, u detí a dospelých, možno detekcia stôp	Neberú sa do úvahy, pretože nemajú žiadny klinický význam.

Koncentrácia imunoglobulínov rôznych skupín má znateľné výkyvy u detí mladšieho a stredného veku (hlavne kvôli imunoglobulínom triedy G, kde sú pomerne vysoké ukazovatele - až 16 g / l). Avšak asi po 10 rokoch, keď sa očkuje a prenášajú sa hlavné detské infekcie, obsah Ig (vrátane IgG) klesá a je stanovený na úrovni dospelých:

IgM - 0,55 - 3,5 g / l;

IgA - 0,7 - 3,15 g / l;

IgG - 0,7 - 3,5 g / l;

Fibrinogén

Prvý koagulačný faktor (FI - fibrinogén), ktorý sa pri tvorbe zrazeniny zmení na fibrín, ktorý tvorí konvolúciu (prítomnosť fibrinogénu v plazme ho odlišuje od séra), v skutočnosti odkazuje na globulíny.

Fibrinogén sa ľahko vyzráža 5% etanolom, ktorý sa používa na frakcionáciu proteínov, ako aj na polosýtený roztok chloridu sodného, ​​spracovanie plazmou éterom a opakované zmrazenie. Fibrinogén je termolabilný a úplne sa skladá pri 56 stupňoch.

Bez fibrinogénu sa fibrín netvorí, bez neho sa krvácanie nezastaví. Prechod tohto proteínu a tvorba fibrínu sa uskutočňuje za účasti trombínu (fibrinogén → medziprodukt - fibrinogén B → agregácia krvných doštičiek → fibrín). Počiatočné fázy polymerizácie koagulačného faktora je možné zvrátiť, avšak pod vplyvom enzýmu stabilizujúceho fibrín (fibrinázy) dochádza k stabilizácii a priebeh reverznej reakcie je vylúčený.

Účasť na krvnej koagulačnej reakcii je hlavným funkčným účelom fibrinogénu, ale má aj ďalšie užitočné vlastnosti, napríklad pri výkone svojich povinností posilňuje cievnu stenu, robí malú „opravu“ a prilepí sa na endotel. a tým zatváranie malých chýb, ku ktorým niekedy dochádza v procese života človeka.

Plazmatické proteíny ako laboratórne parametre

V laboratórnych podmienkach môžete na stanovenie koncentrácie plazmatických bielkovín pracovať s plazmou (krv sa odoberá do skúmavky s antikoagulantom) alebo vykonať štúdiu séra odobratého do suchej misky. Sérové ​​proteíny sa nelíšia od plazmatických bielkovín, s výnimkou fibrinogénu, ktorý, ako viete, v krvnom sére chýba a ktorý bez antikoagulancia dochádza k tvorbe zrazeniny. Základné proteíny menia svoje digitálne hodnoty v krvi počas rôznych patologických procesov.

Zvýšenie koncentrácie albumínu v sére (plazme) je vzácny jav, ktorý sa vyskytuje pri dehydratácii alebo pri nadmernom príjme (vnútrožilovom podávaní) vysokých koncentrácií albumínu. Zníženie hladiny albumínu môže naznačovať vyčerpanie funkcie pečene, problémy s obličkami alebo abnormality v gastrointestinálnom trakte.

Zvýšenie alebo zníženie proteínových frakcií je charakteristické pre množstvo patologických procesov, napríklad proteíny alfa-1- a alfa-2-globulíny v akútnej fáze, ktoré zvyšujú svoje hodnoty, môžu naznačovať akútny zápalový proces lokalizovaný v dýchacích orgánoch (priedušky, pľúca), postihujúci vylučovací systém (obličky) alebo srdcový sval ( infarkt myokardu).

Osobitné miesto v diagnostike rôznych stavov má frakcia gama globulínov (imunoglobulínov). Stanovenie protilátok pomáha rozpoznať nielen infekčné ochorenie, ale aj odlíšiť jeho štádium. Podrobnejšie informácie o zmene hodnôt rôznych bielkovín (proteinogram) nájdete v samostatnej časti.

Odchýlky od normy fibrinogénu sa prejavujú ako poruchy v hemokoagulačnom systéme, preto je tento proteín najdôležitejším laboratórnym indikátorom koagulácie krvi (koagulogram, hemostasiogram).

Pokiaľ ide o ďalšie proteíny dôležité pre ľudské telo, pri skúmaní séra určitými metódami môžete nájsť takmer všetky, ktoré sú zaujímavé pre diagnostiku chorôb. Napríklad tak, že lekár vypočíta koncentráciu (beta-globulín, proteín akútnej fázy) vo vzorke a bude ju považovať nielen za „vehikulum“ (aj keď je to zrejme na prvom mieste), zistí stupeň väzby železité železo proteínom, uvoľňované červenými krvinkami, pretože Fe 3+, ako je známe, je v tele prítomný vo voľnom stave, má výrazný toxický účinok.

Štúdium séra na stanovenie obsahu (proteín akútnej fázy, metalloglykoproteín, transportér medi) pomáha diagnostikovať takú závažnú patológiu, ako je Konovalov-Wilsonova choroba (hepatocerebrálna degenerácia).

Skúmaním plazmy (séra) je teda možné určiť obsah tak proteínov, ktoré sú životne dôležité, ako aj tých, ktoré sa objavia v krvnom teste, ako indikátor patologického procesu (napríklad).

Krvná plazma je liek

Zber plazmy ako terapeutického činidla sa začal v 30. rokoch minulého storočia. Natívna plazma získaná spontánnou sedimentáciou vytvorených prvkov do 2 dní sa už dlhší čas nepoužíva. Zastarané boli nahradené novými metódami separácie krvi (centrifugácia, plazmaferéza). Krv sa po odbere odstredí a rozdelí na zložky (plazma + tvarované prvky). Tekutá časť krvi získaná týmto spôsobom je zvyčajne zmrazená (čerstvo zmrazená plazma) a aby sa zabránilo infekcii hepatitídou, najmä hepatitída C, ktorá má pomerne dlhú inkubačnú dobu, sa posiela do karanténneho skladovania. Zmrazenie tohto biologického média na extrémne nízke teploty umožňuje jeho skladovanie jeden rok alebo dlhšie, takže ho potom možno použiť na prípravu prípravkov (kryoprecipitát, albumín, gama globulín, fibrinogén, trombín atď.).

V súčasnosti sa tekutá časť krvi na transfúziu čoraz častejšie získava plazmaferézou, ktorá je pre zdravie darcov najbezpečnejšia. Vytvorené prvky po centrifugácii sa vrátia intravenóznym podaním a proteíny stratené s plazmou v tele osoby, ktorá darovala krv, sa rýchlo regenerujú, dosiahnu fyziologickú normu, pričom nenarušia funkcie samotného tela.

Ako terapeutická látka sa okrem čerstvej mrazenej plazmy transfúzovanej v mnohých patologických stavoch používa aj imunitná plazma získaná po imunizácii darcu určitou vakcínou, napríklad stafylokokovým toxoidom. Takáto plazma, ktorá má vysoký titer antistafylokokových protilátok, sa používa aj na prípravu antistafylokokového gama globulínu (ľudský antistafylokokový imunoglobulín) - pomerne drahého lieku, pretože jeho výroba (frakcionácia bielkovín) si vyžaduje značné náklady na prácu a materiál. A surovinou pre ňu je krvná plazma imunizovaný darcovia.

Plazma proti popáleniu je tiež druhom imunitného prostredia. Dlho sa poznamenáva, že krv ľudí, ktorí najskôr prežili takú hrôzu, nesie toxické vlastnosti, ale po mesiaci sa v nej začnú nachádzať antitoxíny (beta a gama globulíny), ktoré môžu „priateľom v nešťastí“ pomôcť v akútne obdobie popáleninového ochorenia.

Získanie takéhoto lieku je samozrejme sprevádzané určitými ťažkosťami, pričom sa nepozerá na skutočnosť, že počas obdobia zotavenia sa stratená kvapalná časť krvi doplní plazmou darcu, pretože v tele popálených ľudí dochádza k vyčerpaniu bielkovín. ale darca musí byť dospelý a v inom ohľade zdravý - a jeho plazma musí mať určitý titer protilátok (najmenej 1: 16). Imunitná aktivita rekonvalescentnej plazmy trvá asi dva roky a mesiac po zotavení ju možno odobrať od rekonvalescentných darcov bez náhrady.

Hemostatické činidlo nazývané kryoprecipitát sa pripravuje z plazmy darovanej krvi pre ľudí trpiacich hemofíliou alebo inou patológiou zrážania, ktorá je sprevádzaná poklesom antihemofilného faktora (FVIII), von Willebrandovho faktora (VWF, VWF) a fibrinázy (faktor XIII, FXIII). Jeho aktívnou zložkou je koagulačný faktor VIII.

Video: o zbere a používaní krvnej plazmy

Priemyselná frakcionácia plazmatických bielkovín

Medzitým použitie celej plazmy v moderných podmienkach nie je vždy odôvodnené. Navyše tak z terapeutického, ako aj z ekonomického hľadiska. Každý z plazmatických bielkovín má svoje vlastné, fyzikálno -chemické a biologické vlastnosti, ktoré sú mu vlastné. A bezmyšlienkovité nalievanie tak cenného produktu osobe, ktorá potrebuje špecifický plazmatický proteín, a nie celú plazmu, nemá zmysel, okrem toho je to materiálne drahé. To znamená, že rovnaká dávka tekutej časti krvi, rozdelená na zložky, môže byť prospešná pre niekoľkých pacientov, a nie pre jedného pacienta, ktorý potrebuje samostatný liek.

Priemyselná výroba drog bola vo svete uznaná po vývoji v tomto smere vedcami z Harvardskej univerzity (1943). Frakcionácia plazmatických bielkovín je založená na Kohnovej metóde, ktorej podstatou je vyzrážanie proteínových frakcií postupným pridávaním etylalkoholu (koncentrácia v prvom stupni - 8%, v konečnom štádiu - 40%) pri nízkych teplotách ( -3 ° С - stupeň I, -5 ° С - posledný) ... Metóda bola samozrejme niekoľkokrát upravená, ale teraz (v rôznych modifikáciách) sa používa na získanie krvných produktov na celej planéte. Tu je stručný prehľad:

• V prvom štádiu sa vyzráža proteín fibrinogén(sediment I) - po špeciálnom ošetrení prejde tento výrobok do lekárskej siete pod svojim vlastným menom alebo bude zaradený do sady na zastavenie krvácania, nazývanej „fibrinostat“);
• Druhou fázou procesu je supernatant II + III ( protrombín, beta a gama globulíny) - táto frakcia pôjde na výrobu liečiva tzv ľudský gama globulín normálny, alebo budú uvoľnené ako náprava tzv antistafylokokový gama globulín... V každom prípade môže byť prípravok obsahujúci veľké množstvo antimikrobiálnych a antivírusových protilátok pripravený zo supernatantu získaného v druhom stupni;
• Tretia, štvrtá fáza procesu je potrebná na to, aby sa dostali do sedimentu V ( albumín+ prímes globulínov);
• 97 – 100% albumín vychádza až v konečnej fáze, po ktorej bude potrebné dlho pracovať s albumínom, kým sa nedostane do zdravotníckych zariadení (5, 10, 20% albumínu).

Toto je však len krátky diagram, taká výroba v skutočnosti vyžaduje veľa času a vyžaduje si účasť početného personálu rôzneho stupňa kvalifikácie. Vo všetkých fázach procesu je budúci najcennejší liek pod stálou kontrolou rôznych laboratórií (klinických, bakteriologických, analytických), pretože všetky parametre krvného produktu na výstupe musia striktne zodpovedať všetkým charakteristikám transfúzneho média.

Plazma, okrem toho, že v krvi zaisťuje normálnu životnú aktivitu tela, môže byť pomocou svojich jedinečných vlastností aj dôležitým diagnostickým kritériom ukazujúcim zdravotný stav alebo môže zachrániť život iným ľuďom. A to nie je všetko o krvnej plazme. Neuviedli sme úplný opis všetkých jeho bielkovín, makro- a mikroelementov, podrobne sme popísali jeho funkcie, pretože všetky odpovede na zostávajúce otázky nájdete na stránkach Vesninfo.

- čiastočne alebo úplne ionizovaný plyn vytvorený z neutrálnych atómov (alebo molekúl) a nabitých častíc (iónov a elektrónov). Najdôležitejšou vlastnosťou plazmy je jej kvázi neutralita, čo znamená, že objemové hustoty kladných a záporných nabitých častíc, z ktorých vzniká, sú takmer rovnaké. Plyn prechádza do stavu plazmy, ak niektoré z jeho atómov (molekúl) z nejakého dôvodu stratili jeden alebo viac elektrónov, t.j. sa zmenil na kladné ióny. V niektorých prípadoch môžu v plazme vzniknúť aj negatívne ióny v dôsledku „prichytenia“ elektrónov k neutrálnym atómom. Ak v plyne nezostanú žiadne neutrálne častice, plazma sa nazýva plne ionizovaná.

Medzi plynom a plazmou nie je žiadna ostrá hranica. Akákoľvek látka, ktorá je spočiatku v tuhom stave, sa so stúpajúcou teplotou začína topiť a pri ďalšom zahrievaní sa odparuje, t.j. sa zmení na plyn. Ak ide o molekulárny plyn (napríklad vodík alebo dusík), potom s následným zvýšením teploty sa molekuly plynu rozložia na oddelené atómy (disociácia). Pri ešte vyššej teplote plyn ionizuje a objavujú sa v ňom pozitívne ióny a voľné elektróny. Voľne sa pohybujúce elektróny a ióny môžu prenášať elektrický prúd, takže jednou z definícií plazmy je, že plazma je vodivý plyn. Zahrievanie látky nie je jediný spôsob, ako získať plazmu.

Plazma je štvrtý stav hmoty, riadi sa zákonmi plynu a v mnohých ohľadoch sa správa ako plyn. Súčasne sa správanie plazmy v mnohých prípadoch, najmä keď je vystavené elektrickému a magnetickému poľu, ukazuje byť také neobvyklé, že sa o ňom často hovorí ako o novom štvrtom stave hmoty. V roku 1879 anglický fyzik W. Crookes, ktorý študoval elektrický výboj v trubiciach so vzácnym vzduchom, napísal: „Javy vo vákuových trubiciach otvárajú nový svet pre fyzikálne vedy, v ktorom môže hmota existovať vo štvrtom stave.“ Starovekí filozofi verili, že základ vesmíru tvoria štyri prvky: zem, voda, vzduch a oheň. . V istom zmysle to zodpovedá v súčasnosti akceptovanému rozdeleniu na súhrnné stavy hmoty a štvrtým prvkom je oheň a očividne zodpovedá plazme.

Samotný termín „plazma“ vo vzťahu k kvasineutrálnemu ionizovanému plynu zaviedli americkí fyzici Langmuyrom Tonks v roku 1923 pri opise javov v plynovom výboji. Do tej doby používali slovo „plazma“ iba fyziológovia a označovalo bezfarebnú tekutú zložku krvi, mlieka alebo živých tkanív, ale čoskoro bol pojem „plazma“ pevne zahrnutý do medzinárodnej fyzikálnej slovnej zásoby a stal sa rozšíreným.

Frank-Kamenetskiy D.A. Plazma je štvrtý stav hmoty... M., Atomizdat, 1963
Artsimovich L.A. Elementárna fyzika plazmy... M., Atomizdat, 1969
Smirnov B.M. Úvod do fyziky plazmy... M., Veda, 1975
V.P. Milantiev, S.V. Temko Fyzika plazmy... M., Osvietenie, 1983
Chen F. Úvod do fyziky plazmy... M., Mir, 1987

Nájdite „PLASMA“ na

Langmuir napísal:

S výnimkou priestoru okolo elektród, kde sa nachádza malý počet elektrónov, ionizovaný plyn obsahuje ióny a elektróny v takmer rovnakých množstvách, čo má za následok, že celkový náboj systému je veľmi malý. Pojem „plazma“ používame na opis tejto všeobecne elektricky neutrálnej oblasti iónov a elektrónov.

Plazmové formy

Fázovým stavom väčšiny hmoty (asi 99,9% hmotnosti) vo vesmíre je plazma. Všetky hviezdy sú zložené z plazmy a dokonca aj priestor medzi nimi je vyplnený plazmou, aj keď veľmi zriedkavou (pozri medzihviezdny priestor). Napríklad planéta Jupiter v sebe skoncentrovala prakticky všetku látku slnečnej sústavy, ktorá je v „neplazmatickom“ stave (kvapalnom, pevnom a plynnom). V tomto prípade je hmotnosť Jupitera iba asi 0,1% hmotnosti slnečnej sústavy a objem je ešte menší - iba 10 - 15%. V tomto prípade možno najmenšie častice prachu, ktoré vyplňujú vonkajší priestor a nesú na sebe určitý elektrický náboj, v agregáte, považovať za plazmu pozostávajúcu z veľmi ťažkých nabitých iónov (pozri prašnú plazmu).

Vlastnosti a parametre plazmy

Stanovenie plazmy

Plazma je čiastočne alebo úplne ionizovaný plyn, v ktorom sú hustoty pozitívnych a negatívnych nábojov prakticky rovnaké. Nie každý systém nabitých častíc sa dá nazvať plazmou. Plazma má nasledujúce vlastnosti:

• Dostatočná hustota: nabité častice musia byť dostatočne blízko seba, aby každá z nich interagovala s celým systémom častíc blízko seba, pozostávajúcich z mnohých iónov. Podmienka sa považuje za splnenú, ak je počet nabitých častíc vo sfére vplyvu (sféra s Debyeovým polomerom) dostačujúci na výskyt kolektívnych účinkov (takéto prejavy sú typickou vlastnosťou plazmy). Matematicky možno túto podmienku vyjadriť nasledovne:

, kde je koncentrácia nabitých častíc.

• Priorita vnútorných interakcií: polomer Debyeovho skríningu musí byť malý v porovnaní s charakteristickou veľkosťou plazmy. Toto kritérium znamená, že interakcie vyskytujúce sa vo vnútri plazmy sú významnejšie v porovnaní s účinkami na jej povrch, ktoré je možné zanedbať. Ak je táto podmienka splnená, plazmu možno považovať za kvazineutrálnu. Matematicky to vyzerá takto:

Klasifikácia

Plazma sa zvyčajne delí na perfektné a nedokonalý, nízka teplota a vysoká teplota, rovnováha a nerovnováha V tomto prípade je studená plazma často nerovnovážna a horúca je rovnovážna.

Teplota

Pri čítaní populárno -vedeckej literatúry čitateľ často vidí hodnoty teploty plazmy rádovo desiatky, stovky tisíc alebo dokonca milióny stupňov. Na opis plazmy vo fyzike je vhodné použiť nie teplotu, ale energiu vyjadrenú v elektrónvoltoch (eV). Na konverziu teploty na eV môžete použiť nasledujúci vzťah: 1 eV = 11600 stupňov Kelvina. Je teda zrejmé, že teplotu „desaťtisíce stupňov“ je možné ľahko dosiahnuť.

V nerovnovážnej plazme je teplota elektrónu oveľa vyššia ako teplota iónov. Je to spôsobené rozdielom v hmotnosti iónu a elektrónu, čo komplikuje proces výmeny energie. K tejto situácii dochádza pri plynových výbojoch, keď ióny majú teplotu asi stovky a elektróny asi desaťtisíce stupňov.

V rovnovážnej plazme sú obe teploty rovnaké. Pretože ionizačný proces vyžaduje teploty porovnateľné s ionizačným potenciálom, rovnovážna plazma je zvyčajne horúca (s teplotou viac ako niekoľko tisíc stupňov).

Koncept vysokoteplotná plazma zvyčajne sa používa na fúznu plazmu, ktorá vyžaduje teploty v miliónoch kelvinov.

Stupeň ionizácie

Aby sa plyn dostal do stavu plazmy, musí byť ionizovaný. Stupeň ionizácie je úmerný počtu atómov, ktoré darujú alebo absorbujú elektróny, a predovšetkým závisí od teploty. Aj slabo ionizovaný plyn, v ktorom je ionizovaných menej ako 1% častíc, môže vykazovať niektoré typické vlastnosti plazmy (interakcia s vonkajším elektromagnetickým poľom a vysoká elektrická vodivosť). Stupeň ionizácie α definuje ako α = n i / ( n ja + n a), kde n i je koncentrácia iónov a n a je koncentrácia neutrálnych atómov. Koncentrácia voľných elektrónov v nenabitej plazme n e je určené zrejmým vzťahom: n e =<Z> n ja, kde<Z> je priemerná hodnota náboja plazmatických iónov.

Nízkoteplotná plazma sa vyznačuje nízkym stupňom ionizácie (až 1%). Pretože sa takéto plazmy často používajú v technologických procesoch, niekedy sa im hovorí technologické plazmy. Najčastejšie sa vytvárajú pomocou elektrických polí, ktoré urýchľujú elektróny, ktoré zase ionizujú atómy. Elektrické polia sa zavádzajú do plynu indukčnou alebo kapacitnou väzbou (pozri indukčne viazanú plazmu). Medzi typické aplikácie pre nízkoteplotnú plazmu patrí plazmatická modifikácia vlastností povrchu (diamantové filmy, nitridácia kovov, zmena zmáčavosti), plazmové leptanie povrchov (polovodičový priemysel), čistenie plynov a kvapalín (ozonizácia vody a spaľovanie častíc sadzí v dieselových motoroch) .

Horúca plazma je takmer vždy úplne ionizovaná (stupeň ionizácie ~ 100%). Obvykle je to ona, ktorá je chápaná ako „štvrtý stav agregácie“. Slnko je toho príkladom.

Hustota

Okrem teploty, ktorá je základom existencie plazmy, je druhou najdôležitejšou vlastnosťou plazmy hustota. Slovo hustota plazmy zvyčajne znamená elektrónová hustota, to znamená počet voľných elektrónov na jednotku objemu (presne povedané, hustota sa tu nazýva koncentrácia - nie hmotnosť jednotkového objemu, ale počet častíc na jednotku objemu). Hustota iónov spojený s ním prostredníctvom priemerného počtu nábojov iónov :. Ďalšou dôležitou veličinou je hustota neutrálnych atómov n 0. V horúcej plazme n 0 je malý, ale napriek tomu môže byť dôležitý pre fyziku plazmatických procesov. Hustota vo fyzike plazmy je opísaná parametrom bezrozmernej plazmy r s, ktorý je definovaný ako pomer priemerného stavu medzi časticami k polomeru bóru.

Kvazineutralita

Pretože je plazma veľmi dobrým vodičom, sú dôležité elektrické vlastnosti. Plazmový potenciál alebo potenciálny priestor nazývajte priemernú hodnotu elektrického potenciálu v danom mieste v priestore. Ak sa teleso zavedie do plazmy, jeho potenciál bude vo všeobecnom prípade menší ako potenciál plazmy v dôsledku výskytu Debyeovej vrstvy. Tento potenciál sa nazýva plávajúci potenciál... Vďaka svojej dobrej elektrickej vodivosti má plazma tendenciu tieniť všetky elektrické polia. To vedie k fenoménu kvázi neutrality - hustota negatívnych nábojov sa s dobrou presnosťou rovná hustote kladných nábojov (). Vzhľadom na dobrú elektrickú vodivosť plazmy nie je možné oddelenie kladných a záporných nábojov vo vzdialenostiach veľkých Debyeových dĺžok a v dobách veľkých periód oscilácií plazmy.

Príkladom nekvázi neutrálnej plazmy je elektrónový lúč. Hustota neutrálnych plazmov však musí byť veľmi nízka, inak sa v dôsledku Coulombovho odpudenia rýchlo rozpadnú.

Rozdiely od plynného stavu

Plazma sa často nazýva štvrtý stav hmoty... Líši sa od troch menej energetických agregovaných stavov hmoty, aj keď je podobná plynnej fáze v tom, že nemá určitý tvar ani objem. Doteraz sa diskutuje o tom, či je plazma samostatným stavom agregácie, alebo iba horúci plyn. Väčšina fyzikov sa domnieva, že plazma je viac ako plyn kvôli nasledujúcim rozdielom:

Nehnuteľnosť	Plyn	Plazma
Elektrická vodivosť	Veľmi malé Napríklad vzduch je vynikajúcim izolátorom, kým sa vonkajším elektrickým poľom 30 kilovoltov na centimeter nepremení na plazmatický stav.	Veľmi vysoko Napriek tomu, že keď prúd tečie, aj keď dôjde k malému, ale napriek tomu konečnému poklesu potenciálu, v mnohých prípadoch možno elektrické pole v plazme považovať za rovné nule. Hustotné gradienty spojené s prítomnosťou elektrického poľa možno vyjadriť pomocou Boltzmannovej distribúcie. Schopnosť viesť prúdy spôsobuje, že plazma je veľmi náchylná na vplyv magnetického poľa, čo vedie k vzniku takých javov, ako je filamentácia, výskyt vrstiev a prúdov. Kolektívne efekty sú typické, pretože elektrické a magnetické sily sú na veľké vzdialenosti a oveľa silnejšie ako gravitačné.
Počet druhov častíc	Jeden Plyny sa skladajú z navzájom podobných častíc, ktoré sa pohybujú pod vplyvom gravitácie a vzájomne na seba pôsobia len v relatívne malých vzdialenostiach.	Dva alebo tri alebo viac Elektróny, ióny a neutrálne častice sa rozlišujú podľa znaku e. nabíjať a môžu sa správať nezávisle na sebe - majú rôzne rýchlosti a dokonca teploty, čo spôsobuje výskyt nových javov, ako sú vlny a nestability.
Rozdelenie rýchlosti	Maxwellov Zrážky častíc navzájom vedú k maxwellovskému rozloženiu rýchlostí, podľa ktorého má veľmi malá časť molekúl plynu relatívne vysoké rýchlosti.	Možno nie Maxwellian Elektrické polia majú na rýchlosti častíc odlišný vplyv ako zrážky, ktoré vždy vedú k maximalizácii rozloženia rýchlosti. Závislosť rýchlosti na priereze pre Coulombove kolízie môže tento rozdiel zosilniť, čo vedie k účinkom, ako sú distribúcie dvoch teplôt a rozbehnuté elektróny.
Typ interakcie	Binárne Zrážky dvoch častíc a tri častice sú spravidla extrémne zriedkavé.	Kolektívne Každá častica interaguje s mnohými naraz. Tieto kolektívne interakcie sú oveľa silnejšie ako dvojčasticové.

Komplexné plazmatické javy

Napriek tomu, že základné rovnice popisujúce stavy plazmy sú relatívne jednoduché, v niektorých situáciách nemôžu adekvátne odrážať správanie skutočnej plazmy: výskyt takýchto účinkov je typickou vlastnosťou komplexných systémov, ak sa na ich opis používajú jednoduché modely. Najsilnejší rozdiel medzi skutočným stavom plazmy a jej matematickým popisom je v takzvaných hraničných zónach, kde plazma prechádza z jedného fyzikálneho stavu do druhého (napríklad zo stavu s nízkym stupňom ionizácie do vysoko ionizačná). Plazmu tu nemožno opísať pomocou jednoduchých hladkých matematických funkcií alebo použitím pravdepodobnostného prístupu. Účinky, ako napríklad spontánna zmena tvaru plazmy, sú dôsledkom zložitosti interakcie nabitých častíc, ktoré plazmu tvoria. Takéto javy sú zaujímavé tým, že sa prejavujú prudko a nie sú stabilné. Mnohé z nich boli pôvodne študované v laboratóriách a potom boli objavené vo vesmíre.

Matematický popis

Plazmu je možné popísať na rôznych úrovniach podrobností. Plazma je zvyčajne opísaná oddelene od elektromagnetických polí. Spoločný popis vodivej tekutiny a elektromagnetických polí je uvedený v teórii magnetohydrodynamických javov alebo teórii MHD.

Tekutý (kvapalný) model

V tekutom modeli sú elektróny popísané z hľadiska hustoty, teploty a priemernej rýchlosti. Model je založený na: rovnovážnej rovnici pre hustotu, rovnici zachovania hybnosti, rovnici rovnováhy energie elektrónov. V modeli s dvoma tekutinami sa s iónmi zaobchádza rovnako.

Kinetický popis

Niekedy sa kvapalný model ukáže ako nedostatočný na opis plazmy. Podrobnejší popis poskytuje kinetický model, v ktorom je plazma opísaná z hľadiska funkcie distribúcie elektrónov cez súradnice a hybnosti. Model je založený na Boltzmannovej rovnici. Boltzmannova rovnica nie je použiteľná na opis plazmy nabitých častíc s Coulombovou interakciou v dôsledku povahy Coulombových síl s dlhým dosahom. Na opis plazmy s Coulombovou interakciou sa preto používa Vlasovova rovnica s autonómnym elektromagnetickým poľom vytvoreným nabitými časticami plazmy. Kinetický popis sa musí použiť v prípade absencie termodynamickej rovnováhy alebo v prítomnosti silných nehomogenít plazmy.

Častica v bunke

Modely časticových buniek sú podrobnejšie ako kinetické modely. Obsahujú kinetické informácie sledovaním trajektórií veľkého počtu jednotlivých častíc. Hustota e -mailu náboj a prúd sa určujú súčtom častíc v bunkách, ktoré sú v porovnaní s uvažovaným problémom malé, ale napriek tomu obsahujú veľký počet častíc. E -mail a magn. polia sa nachádzajú z hustôt nábojov a prúdov na hraniciach buniek.

Základné charakteristiky plazmy

Všetky veličiny sú uvedené v gaussovských jednotkách CGS s výnimkou teploty, ktorá je daná v eV a hmotnostiach iónov, ktorá je udávaná v jednotkách hmotnosti protónov. μ = m i / m p ; Z- číslo poplatku; k- Boltzmannova konštanta; TO- vlnová dĺžka; γ je adiabatický index; ln Cou - Coulombov logaritmus.

Frekvencie

• Larmorova frekvencia elektrónu, uhlová frekvencia kruhového pohybu elektrónu v rovine kolmej na magnetické pole:

• Larmorova frekvencia iónov, uhlová frekvencia kruhového pohybu iónu v rovine kolmej na magnetické pole:

• frekvencia plazmy(frekvencia oscilácie plazmy), frekvencia, s ktorou elektróny kmitajú okolo rovnovážnej polohy, pričom je posunutá vzhľadom na ióny:

• frekvencia iónovej plazmy:

• rýchlosť zrážky elektrónov

• miera zrážky iónov

Dĺžky

• Vlnová dĺžka elektrónu podľa De Broglieho, vlnová dĺžka elektrónov v kvantovej mechanike:

• minimálna vzdialenosť priblíženia v klasickom prípade minimálna vzdialenosť, v ktorej sa dve nabité častice môžu k sebe priblížiť pri čelnej zrážke, a počiatočná rýchlosť zodpovedajúca teplote častíc, pričom sa zanedbávajú kvantovo-mechanické efekty:

• polomer gyromagnetického elektrónu polomer kruhového pohybu elektrónu v rovine kolmej na magnetické pole:

• polomer gyromagnetického iónu polomer kruhového pohybu iónu v rovine kolmej na magnetické pole:

• plazmatická veľkosť pokožky vzdialenosť, na ktorú môžu elektromagnetické vlny preniknúť do plazmy:

• Debye radius (Debye length)„vzdialenosť, v ktorej sú tienené elektrické polia v dôsledku prerozdelenia elektrónov:

Rýchlosť

• tepelná rýchlosť elektrónu, vzorec na odhad rýchlosti elektrónov v Maxwellovej distribúcii. Priemerná rýchlosť, najpravdepodobnejšia rýchlosť a efektívna rýchlosť sa od tohto výrazu líšia iba faktormi rádu jednoty:

• iónová tepelná rýchlosť, vzorec na odhad rýchlosti iónov s Maxwellovým rozdelením:

• rýchlosť iónového zvuku, rýchlosť pozdĺžnych iónových zvukových vĺn:

• Alfvénova rýchlosť, rýchlosť Alfvénových vĺn:

Bezrozmerné množstvá

• druhá odmocnina z pomeru hmotnosti elektrónu a protónu:

• Počet častíc v sfére Debye:

• Pomer rýchlosti Alfvén k rýchlosti svetla

• pomer plazmových a Larmorových frekvencií pre elektrón

• pomer plazmových a Larmorových frekvencií pre ión

• pomer tepelnej a magnetickej energie

• pomer magnetickej energie k ostatnej energii iónov

Iné

• Bohm difúzny koeficient

• Bočný odpor Spitzera

Časy, keď bola plazma spojená s niečím neskutočným, nepochopiteľným, fantastickým, sú dávno preč. V súčasnej dobe sa tento koncept aktívne používa. Plazma sa používa v priemysle. Najrozšírenejšie sa používa v svetelnej technike. Príkladom sú plynové výbojky, ktoré osvetľujú ulice. Je však prítomný aj v žiarivkách. Nachádza sa aj v elektrickom zváraní. Koniec koncov, zvárací oblúk je plazma generovaná plazmatrónom. Je možné uviesť mnoho ďalších príkladov.

Fyzika plazmy je dôležitým odvetvím vedy. Preto stojí za to porozumieť základným pojmom, ktoré s ním súvisia. Práve o tom je náš článok.

Definícia a typy plazmy

To, čo je dané vo fyzike, je celkom jasné. Plazma je stav hmoty, keď táto obsahuje značný (úmerný celkovému počtu častíc) počet nabitých častíc (nosičov), ktoré sa môžu vo vnútri látky pohybovať viac -menej voľne. Vo fyzike je možné rozlíšiť nasledujúce hlavné typy plazmy. Ak nosiče patria časticiam rovnakého druhu (a častice opačného znaku náboja, ktoré neutralizujú systém, nemajú voľnosť pohybu), nazýva sa to jednozložkové. V opačnom prípade je to - dvoj- alebo viaczložkové.

Vlastnosti plazmy

Stručne sme teda charakterizovali pojem plazma. Fyzika je exaktná veda, preto sa nezaobídeme bez definícií. Hovorme teraz o hlavných črtách tohto stavu hmoty.

Vo fyzike nasledujúce. Po prvé, v tomto stave, pod vplyvom už malých elektromagnetických síl, vzniká pohyb nosičov - prúd, ktorý takto prúdi a kým tieto sily nezmiznú kvôli skríningu ich zdrojov. Plazma preto nakoniec prechádza do stavu, v ktorom je kvázi neutrálna. Inými slovami, jeho objemy väčšie ako určitá mikroskopická hodnota majú nulový náboj. Druhý znak plazmy je spojený s povahou Coulombových a Ampérových síl na veľké vzdialenosti. Spočíva v tom, že pohyby v tomto stave majú spravidla kolektívny charakter, ktorý zahŕňa veľký počet nabitých častíc. Toto sú základné vlastnosti plazmy vo fyzike. Bolo by užitočné si ich zapamätať.

Obe tieto vlastnosti vedú k tomu, že fyzika plazmy je neobvykle bohatá a rozmanitá. Jeho najpozoruhodnejším prejavom je ľahký výskyt rôznych druhov nestabilít. Sú vážnou prekážkou, ktorá bráni praktickému použitiu plazmy. Fyzika je veda, ktorá sa neustále vyvíja. Preto dúfame, že časom budú tieto prekážky odstránené.

Plazma v kvapalinách

Prejdeme k konkrétnym príkladom štruktúr a začneme uvažovaním o plazmatických subsystémoch v kondenzovanej hmote. Medzi kvapalinami je potrebné predovšetkým pomenovať - ​​príklad, ktorý zodpovedá plazmatickému subsystému - jednozložková plazma nosičov elektrónov. Presne povedané, výboj, ktorý nás zaujíma, by mal zahŕňať aj kvapaliny -elektrolyty, v ktorých sú nosiče - ióny oboch znakov. Z rôznych dôvodov však elektrolyty nie sú zahrnuté v tejto kategórii. Jedným z nich je, že v elektrolyte nie sú žiadne svetlo, mobilné nosiče, ako sú elektróny. Preto sú vyššie uvedené vlastnosti plazmy oveľa menej výrazné.

Plazma v kryštáloch

Plazma v kryštáloch má špeciálny názov - plazma v tuhom stave. Napriek tomu, že v iónových kryštáloch sú náboje, sú nehybné. Plazma tam preto nie je. Na druhej strane v kovoch existujú vodivosti, ktoré tvoria jednozložkovú plazmu. Jeho náboj je kompenzovaný nábojom stacionárnych (presnejšie neschopných pohybu na dlhé vzdialenosti) iónov.

Plazma v polovodičoch

Vzhľadom na základy fyziky plazmy je potrebné poznamenať, že situácia v polovodičoch je pestrejšia. Stručne to popíšeme. Jednosložková plazma v týchto látkach môže vzniknúť, ak sa do nich zavedú vhodné nečistoty. Ak nečistoty ľahko darujú elektróny (darcovia), potom sa objavia nosiče typu n - elektróny. Ak naopak nečistoty ľahko odoberajú elektróny (akceptory), potom sa objavia nosiče typu p - diery (prázdne miesta v distribúcii elektrónov), ktoré sa správajú ako častice s pozitívnym nábojom. Dvojzložková plazma, tvorená elektrónmi a dierami, vzniká v polovodičoch ešte jednoduchším spôsobom. Objavuje sa napríklad pri pôsobení svetelného čerpania, ktoré vrhá elektróny z valenčného pásma do vodivého pásma. Všimnite si, že za určitých podmienok môžu elektróny a diery, ktoré sú navzájom priťahované, vytvárať viazaný stav podobný atómu vodíka - excitónu, a ak je čerpanie intenzívne a hustota excitónu je vysoká, potom sa zlúčia a vytvoria kvapka kvapaliny s elektrónovými dierami. Niekedy je tento stav považovaný za nový stav hmoty.

Plynová ionizácia

Uvedené príklady sa týkajú špeciálnych prípadov stavu plazmy a plazmy v čistej forme sa nazýva. K jej ionizácii môže viesť mnoho faktorov: elektrické pole (plynový výboj, búrka), svetelný tok (fotoionizácia), rýchle častice (žiarenie z rádioaktívnych) zdroje, kozmické lúče, ktoré boli objavené a ako sa stupeň ionizácie zvyšuje s výškou). Hlavným faktorom je však zahrievanie plynu (tepelná ionizácia). V tomto prípade sa elektrón oddelí od zrážky ďalšej častice plynu s touto druhou, ktorá má kvôli vysokej teplote dostatočnú kinetickú energiu.

Plazma s vysokou a nízkou teplotou

Fyzika nízkoteplotnej plazmy je niečo, s čím sa stretávame takmer každý deň. Príkladmi takéhoto stavu sú plameň, hmota v plynovom výboji a blesky, rôzne druhy studenej kozmickej plazmy (ióny a magnetosféry planét a hviezd), pracovná látka v rôznych technických zariadeniach (generátory MHD, horáky atď.). Príklady vysokoteplotnej plazmy sú záležitosťou hviezd vo všetkých fázach ich vývoja, s výnimkou raného detstva a staroby, pracovnej látky v zariadeniach na riadenú termonukleárnu fúziu (tokamaky, laserové zariadenia, lúčové zariadenia atď.).

Štvrtý stav hmoty

Pred storočím a pol mnoho fyzikov a chemikov verilo, že hmota pozostáva iba z molekúl a atómov. Spájajú sa v kombináciách, buď úplne neusporiadaných, alebo viac -menej usporiadaných. Verilo sa, že existujú tri fázy - plynné, kvapalné a pevné. Látky ich berú pod vplyvom vonkajších podmienok.

V súčasnosti však môžeme povedať, že existujú 4 stavy hmoty. Je to plazma, ktorú možno považovať za novú, štvrtú. Jeho rozdiel od kondenzovaných (pevných a kvapalných) stavov je v tom, že rovnako ako plyn nemá iba strihovú elasticitu, ale aj pevný vnútorný objem. Na druhej strane plazma súvisí s kondenzovaným stavom prítomnosťou rádu krátkeho dosahu, t.j. koreláciou polôh a zloženia častíc susediacich s daným plazmatickým nábojom. V tomto prípade takáto korelácia nie je generovaná intermolekulárnymi, ale Coulombovými silami: daný náboj odpudzuje od seba náboje s rovnakým názvom a priťahuje opačné náboje.

Fyzika plazmy sme stručne preskúmali. Táto téma je pomerne rozsiahla, takže môžeme len povedať, že sme odhalili jej základy. Fyzika plazmy si určite zaslúži ďalšie zváženie.

Ľudskú krv predstavujú 2 zložky: tekutá báza alebo plazma a bunkové prvky. Čo je plazma a aké je jej zloženie? Aký je funkčný účel plazmy? Pozrime sa na všetko v poriadku.

Všetko o plazme

Plazma je kvapalina tvorená vodou a pevnými látkami. Tvorí väčšinu krvi - asi 60%. Vďaka plazme je krv v tekutom stave. Aj keď z hľadiska fyzikálnych parametrov (hustoty) je plazma ťažšia ako voda.

Makroskopicky je plazma transparentná (niekedy zakalená) homogénna kvapalina svetlo žltej farby. Zhromažďuje sa v hornej časti ciev, keď sa formované prvky usadia. Histologická analýza ukazuje, že plazma je medzibunkovou látkou v tekutej časti krvi.

Plazma sa zakalí potom, čo človek zje mastné jedlá.

Z čoho je plazma vyrobená?

Zloženie plazmy je uvedené:

• Voda;
• Soli a organické látky.

• Bielkoviny;
• Aminokyseliny;
• Glukóza;
• Hormóny;
• Enzýmové látky;
• Minerály (ióny Na, Cl).

Koľko percent objemu plazmy tvorí proteín?

Je to najhojnejšia zložka plazmy, zaberá 8% z celkovej plazmy. Plazma obsahuje proteíny rôznych frakcií.

Medzi hlavné patria:

• Albumín (5%);
• Globulíny (3%);
• Fibrinogén (patrí medzi globulíny, 0,4%).

Zloženie a úlohy neproteínových zlúčenín v plazme

Plazma obsahuje:

• Organické zlúčeniny na báze dusíka. Zástupcovia: kyselina močová, bilirubín, kreatín. Zvýšenie množstva dusíka signalizuje vývoj azotómie. K tomuto stavu dochádza v dôsledku problémov s vylučovaním metabolických produktov močom alebo v dôsledku aktívnej deštrukcie bielkovín a príjmu veľkého množstva dusíkatých látok do tela. Druhý prípad je typický pre diabetes mellitus, hladovanie, popáleniny.
• Organické zlúčeniny bez dusíka. Patrí sem cholesterol, glukóza, kyselina mliečna. Sú tiež sprevádzané lipidmi. Všetky tieto súčasti je potrebné monitorovať, pretože sú nevyhnutné na udržanie plnej životnosti.
• Anorganické látky (Ca, Mg). Ióny Na a Cl sú zodpovedné za udržiavanie konštantného krvného Ph. Monitorujú tiež osmotický tlak. Ióny Ca sa zúčastňujú svalových kontrakcií a stimulujú citlivosť nervových buniek.

Plazmové zloženie

Albumín

Hlavnou zložkou je plazmatický albumín (viac ako 50%). Má nízku molekulovú hmotnosť. Miestom vzniku tohto proteínu je pečeň.

Účel albumínu:

• Prenáša mastné kyseliny, bilirubín, lieky, hormóny.
• Podieľa sa na metabolizme a tvorbe bielkovín.
• Rezervuje aminokyseliny.
• Vytvára onkotický tlak.

Podľa množstva albumínu lekári hodnotia stav pečene. Ak sa zníži obsah albumínu v plazme, potom to naznačuje vývoj patológie. Nízke hladiny tohto plazmatického proteínu u detí zvyšujú riziko vzniku žltačky.

Globulíny

Globulíny sú reprezentované veľkými molekulovými zlúčeninami. Produkuje ich pečeň, slezina, týmus.

Existuje niekoľko typov globulínov:

• α - globulíny. Interagujú s tyroxínom a bilirubínom a viažu ich. Katalyzujú tvorbu bielkovín. Zodpovedný za transport hormónov, vitamínov, lipidov.
• β - globulíny. Tieto proteíny na seba viažu vitamíny, Fe, cholesterol. Prenášajú katióny Fe, Zn, steroidné hormóny, steroly, fosfolipidy.
• γ - globulíny. Protilátky alebo imunoglobulíny viažu histamín a zúčastňujú sa ochranných imunitných reakcií. Produkuje ich pečeň, lymfatické tkanivo, kostná dreň a slezina.

Existuje 5 tried y - globulínov:

• IgG(asi 80% všetkých protilátok). Vyznačuje sa vysokou aviditou (pomer protilátky k antigénu). Dokáže preniknúť cez placentárnu bariéru.
• IgM- prvý imunoglobulín, ktorý sa tvorí v budúcom dieťati. Proteín je veľmi avidný. Je to prvý nález v krvi po očkovaní.
• IgA.
• IgD.
• IgE.

Fibrinogén je rozpustný plazmatický proteín. Syntetizuje sa v pečeni. Pod vplyvom trombínu sa proteín premení na fibrín - nerozpustnú formu fibrinogénu. Vďaka fibrínu v miestach, kde bola narušená celistvosť ciev, sa vytvorí krvná zrazenina.

Ďalšie proteíny a funkcie

Menšie frakcie plazmatických bielkovín po globulínoch a albumíne:

• Protrombín;
• Transferín;
• Imunitné proteíny;
• C-reaktívny proteín;
• Globulín viažuci tyroxín;
• Haptoglobín.

Úlohy týchto a ďalších plazmatických bielkovín sú obmedzené na:

• Udržiavanie homeostázy a stavu agregácie krvi;
• Kontrola imunitných reakcií;
• Transport živín;
• Aktivácia procesu zrážania krvi.

Plazmové funkcie a úlohy

Prečo ľudské telo potrebuje plazmu?

Jeho funkcie sú rôzne, ale v zásade sa obmedzujú na 3 hlavné:

• Transport krviniek, živín.
• Komunikácia medzi všetkými telesnými tekutinami, ktoré sa nachádzajú mimo obehového systému. Táto funkcia je možná vďaka schopnosti plazmy preniknúť do cievnych stien.
• Poskytovanie hemostázy. To znamená kontrolu nad tekutinou, ktorá sa počas krvácania zastaví a odstráni vytvorenú krvnú zrazeninu.

Použitie plazmy pri darovaní

Dnes nie je celá krv transfúzovaná: na terapeutické účely sú plazma a uniformné zložky oddelene izolované. V miestach darovania krvi sa krv najčastejšie daruje špeciálne pre plazmu.

Systém krvnej plazmy

Ako získam plazmu?

Plazma sa získava z krvi centrifugáciou. Metóda vám umožňuje oddeliť plazmu od bunkových prvkov pomocou špeciálneho zariadenia bez ich poškodenia... Krvné bunky sa vrátia darcovi.

Postup darovania plazmy má oproti jednoduchému darovaniu krvi niekoľko výhod:

• Strata krvi je menšia, čo znamená, že je menšia škoda na zdraví.
• Krv na plazmu je možné darovať znova po 2 týždňoch.

Na dodávku plazmy sú obmedzenia. Darca teda môže darovať plazmu maximálne 12 -krát za rok.

Dodanie plazmou netrvá dlhšie ako 40 minút.

Plazma je zdrojom tak dôležitého materiálu, akým je krvné sérum. Sérum je rovnaká plazma, ale bez fibrinogénu, ale s rovnakým súborom protilátok. Práve oni bojujú proti pôvodcom rôznych chorôb. Imunoglobulíny prispievajú k skorému rozvoju pasívnej imunity.

Na získanie krvného séra sa sterilná krv vloží do termostatu na 1 hodinu. Potom sa výsledná krvná zrazenina odlúpne zo stien skúmavky a stanoví sa v chladničke na 24 hodín. Výsledná kvapalina sa pridá do sterilnej nádoby pomocou Pasteurovej pipety.

Krvné patológie ovplyvňujúce povahu plazmy

V medicíne sa rozlišuje niekoľko chorôb, ktoré môžu ovplyvniť zloženie plazmy. Všetky predstavujú hrozbu pre ľudské zdravie a život.

Medzi hlavné patria:

• Hemofília. Ide o dedičnú patológiu, keď je nedostatok bielkovín, ktoré sú zodpovedné za koaguláciu.
• Otrava krvi alebo sepsa. Jav, ktorý sa vyskytuje v dôsledku prenikania infekcie priamo do krvného obehu.
• DIC syndróm. Patologický stav spôsobený šokom, sepsou, ťažkými zraneniami. Je charakterizovaná poruchami zrážania krvi, ktoré súčasne vedú k krvácaniu a tvorbe krvných zrazenín v malých cievach.
• Hlboká žilová trombóza. S ochorením sa pozoruje tvorba krvných zrazenín v hlbokých žilách (hlavne na dolných končatinách).
• Hyperkoagulácia. Pacientom je diagnostikovaná nadmerne vysoká zrážanlivosť krvi. Jeho viskozita sa zvyšuje.

Plasmotest alebo Wassermanova reakcia je štúdia, ktorá zisťuje prítomnosť protilátok v plazme na bledý treponém. Podľa tejto reakcie sa vypočíta syfilis a účinnosť jeho liečby.

Plazma je komplexná kvapalina, ktorá hrá v ľudskom živote dôležitú úlohu. Je zodpovedná za imunitu, zrážanie krvi, homeostázu.

Video - zdravotný sprievodca (Krvná plazma)