Плазма крови – это вязкая однородная жидкость светло-желтого цвета. Она составляет около 55-60% от общего объема крови. В виде взвеси в ней находятся клетки крови. Обычно плазма прозрачна, но после приема жирной пищи может быть слегка мутной. Состоит из воды и растворенных в ней минеральных и органических элементов.
Состав плазмы и функции ее элементов
Большую часть плазмы составляет вода, ее количество – примерно 92 % от всего объема. Кроме воды, она включает следующие вещества:
- белки;
- глюкозу;
- аминокислоты;
- жир и жироподобные вещества;
- гормоны;
- ферменты;
- минералы (ионы хлора, натрия).
Около 8% от объема составляют белки, которые являются основной частью плазмы. В ней содержится несколько видов белков, основными из них являются:
- альбумины – 4-5%;
- глобулины – около 3%;
- фибриноген (относится к глобулинам) – около 0,4%.
Альбумин
Альбумин – основной белок плазмы. Отличается малой молекулярной массой. Содержание в плазме – более 50% от всех белков. Образуются альбумины в печени.
Функции белка:
- выполняют транспортную функцию – переносят жирные кислоты, гормоны, ионы, билирубин, лекарственные препараты;
- принимают участие в обмене веществ;
- регулируют онкотическое давление;
- участвуют в синтезе белков;
- резервируют аминокислоты;
- доставляют лекарственные препараты.
Изменение уровня этого белка в плазме является дополнительным диагностическим признаком. По концентрации альбумина определяют состояние печени, так как для многих хронических заболеваний этого органа характерно его снижение.
Глобулины
Остальные белки плазмы относятся к глобулинам, которые являются крупномолекулярными. Вырабатываются они в печени и в органах иммунной системы. Основные виды:
- альфа-глобулины,
- бета-глобулины,
- гамма-глобулины.
Альфа-глобулины связывают билирубин и тироксин, активизируют производство белков, транспортируют гормоны, липиды, витамины, микроэлементы.
Бета-глобулины связывают холестерол, железо, витамины, транспортируют стероидные гормоны, фосфолипиды, стерины, катионы цинка, железа.
Гамма-глобулины связывают гистамин и участвуют в иммунологических реакциях, поэтому их называют антителами, или иммуноглобулинами. Существует пять классов иммуноглобулинов: IgG, IgM, IgA, IgD, IgE. Вырабатываются в селезенке, печени, лимфоузлах, костном мозге. Они отличаются друг от друга биологическими свойствами, структурой. Имеют разные способности по связыванию антигенов, активированию иммунных белков, имеют разную авидность (скорость связывания с антигеном и прочность) и способность проходить через плаценту. Примерно 80% всех иммуноглобулинов оставляют IgG, которые обладают высокой авидностью и являются единственными из всех, способными проникать через плаценту. Первыми у плода синтезируются IgM. Они же появляются первыми в сыворотке крови после большинства прививок. Обладают высокой авидностью.
Фибриноген является растворимым белком, который образуется в печени. Под воздействием тромбина он превращается в нерастворимый фибрин, благодаря которому формируется сгусток крови в месте повреждения сосуда.
Другие белки
Кроме вышеперечисленных, в плазме содержатся и другие белки:
- комплемент (иммунные белки);
- трансферрин;
- тироксинсвязывающий глобулин;
- протромбин;
- С-реактивный белок;
- гаптоглобин.
Небелковые компоненты
Кроме этого плазма крови включает небелковые вещества:
- органические азотсодержащие: аминокислотный азот, азот мочевины, низкомолекулярные пептиды, креатин, креатинин, индикан. Билирубин;
- органические безазотистые: углеводы, липиды, глюкоза, лактат, холестерин, кетоны, пировиноградная кислота, минералы;
- неорганические: катионы натрия, кальция, магния, калия, анионы хлора, йода.
Ионы, находящиеся в плазме, регулируют баланс pH, поддерживают в норме состояние клеток.
Функции белков
У белков есть несколько предназначений:
- гомеостаз;
- обеспечение стабильности иммунной системы;
- поддержание агрегатного состояния крови;
- перенос питательных веществ;
- участие в процессе свертывания крови.
Функции плазмы
Плазма крови выполняет много функций, среди которых:
- транспортировка кровяных клеток, питательных веществ, продуктов обмена веществ;
- связывание жидких сред, находящихся вне кровеносной системы;
- осуществление контакта с тканями организма через внесосудистые жидкости, тем самым осуществляя гемостаз.
Донорская плазма спасает много человеческих жизней
Применение донорской плазмы
Для переливания в наше время чаще нужна не цельная кровь, а ее компоненты и плазма. Поэтому в пунктах переливания нередко сдают кровь на плазму. Получают ее из цельной крови центрифугированием, то есть отделяют жидкую часть от форменных элементов с помощью аппарата, после чего клетки крови возвращают донору. Процедура продолжается около 40 минут. Отличие от сдачи цельной крови заключается в том, что кровопотеря значительно меньше, и сдать плазму вновь можно уже через две недели, но не более 12 раз в течение года.
Из плазмы получают сыворотку крови, которую используют в лечебных целях. Она отличается от плазмы тем, что в ней нет фибриногена, при этом содержатся все антитела, которые могут противостоять возбудителям болезней. Для ее получения помещают на час в термостат стерильную кровь. Затем отслаивают образовавшийся сгусток от стенки пробирки и держат в холодильнике сутки. После этого с помощью пастеровской пипетки отстоявшуюся сыворотку сливают в стерильную емкость.
Заключение
Плазма крови – это ее жидкая составляющая, имеющая очень сложный состав. Плазма выполняет в организме важные функции. Кроме того, донорская плазма используется для переливания и приготовления лечебной сыворотки, которую используют для профилактики, лечения инфекций, а также в диагностических целях для идентификации полученных во время анализа микроорганизмов. Она считается более эффективной, чем вакцины. Иммуноглобулины, содержащиеся в сыворотке, сразу же нейтрализуют вредные микроорганизмы и продукты их жизнедеятельности, быстрее формируется пассивный иммунитет.
Слово "плазма" имеет много значений, в их числе и физический термин. Итак, что такое плазма в физике?
Плазма - это ионизированный газ, который образуют нейтральные молекулы и заряженные частицы. Этот газ является ионизированным - от оболочки его атомов отделен минимум один электрон. Отличительной особенностью данной среды можно назвать ее квазинейтральность. Квазинейтральность означает, что среди всех зарядов в единице объема плазмы число положительных равно числу отрицательных.
Мы знаем, что вещество может быть газообразным, жидким или твердым - и эти состояния, именуемые агрегатными, способны перетекать одно в другое. Так вот, плазма считается четвертым агрегатным состоянием, в котором может пребывать вещество.
Итак, плазму отличают два основных свойства - ионизированность и квазинейтральность. О других ее особенностях мы поговорим далее, а вначале обратим внимание на происхождение термина.
Плазма: история определения
Проводить исследования разрядов начал Отто фон Герике с 1972 года, однако в течение двух с половиной следующих столетий ученые не могли выявить особые свойства и отличительные черты ионизированного газа.
Автором термина "плазма" как физического и химического определения считают Ирвинга Лэнгмюра. Ученый проводил опыты с частично ионизированной плазмой. В 1923 он и другой американский физик Тонкс предложили сам термин.
Физика плазмы зародилась в период между 1922-1929 годами.
Слово "плазма" по происхождению греческое, означает пластичную вылепленную фигуру.
Что такое плазма: свойства, формы, классификация
Если вещество нагревать, по достижении определенного значения температуры оно станет газообразным. Если продолжить нагревание, то газ начнет распадаться на составляющие его атомы. Потом они превращаются в ионы: это и есть плазма.
Есть разные формы этого состояния вещества. Плазма проявляется в земных условиях в разрядах молний. Также она образует ионосферу - это слой в верхнем слое атмосферы. Ионосфера появляется под действием ультрафиолета и делает возможным передачу радиосигналов на дальние расстояния.
Во Вселенной плазмы намного больше. Барионное вещество Вселенной почти полностью находится в состоянии плазмы. Плазма образует звезды, включая Солнце. Другие формы плазмы, встречающиеся в космосе - межзвездные туманности, солнечный ветер (поток ионизированных частиц, идущий от Солнца).
В природе, помимо молний и ионосферы, плазма существует в форме таких интересных явлений, как огни Святого Эльма, Северное сияние.
Есть искусственная плазма - например, в люминисцентных и плазменных лампах, в электрических дугах дуговых ламп и т.д.
Классификация плазм
Плазмы бывают:
- идеальные, неидеальные;
- высоко- , низкотемпературные;
- неравновесные и равновесные.
Плазма и газ: сравнение
Плазма и газ во многом схожи, однако есть существенные отличия в их свойствах. Например, по электрической проводимости газ и плазма различны - у газа низкие значения по данному параметру, у плазмы, напротив, высокие. Газ состоит из подобных частиц, плазма - из разных по свойствам - заряду, скорости движения и т.п.
частично или полностью ионизованный газ, образованный из нейтральных атомов (или молекул) и заряженных частиц (ионов и электронов). Важнейшей особенностью плазмы является ее квазинейтральность, это означает, что объемные плотности положительных и отрицательных заряженных частиц, из которых она образована, оказываются почти одинаковыми. Газ переходит в состояние плазмы, если некоторые из составляющих его атомов (молекул) по какой-либо причине лишились одного или нескольких электронов, т.е. превратились в положительные ионы. В некоторых случаях в плазме в результате «прилипания» электронов к нейтральным атомам могут возникать и отрицательные ионы. Если в газе не остается нейтральных частиц, плазма называется полностью ионизованной.
Между газом и плазмой нет резкой границы. Любое вещество, находящееся первоначально в твердом состоянии, по мере возрастания температуры начинает плавиться, а при дальнейшем нагревании испаряется, т.е. превращается в газ. Если это молекулярный газ (например, водород или азот), то с последующим повышением температуры происходит распад молекул газа на отдельные атомы (диссоциация). При еще более высокой температуре газ ионизуется, в нем появляются положительные ионы и свободные электроны. Свободно движущиеся электроны и ионы могут переносить электрический ток, поэтому одно из определений плазмы гласит: плазма это проводящий газ. Нагревание вещества не является единственным способом получения плазмы.
Плазма четвертое состояние вещества, она подчиняется газовым законам и во многих отношениях ведет себя как газ. Вместе с тем, поведение плазмы в ряде случаев, особенно при воздействии на нее электрических и магнитных полей, оказывается столь необычным, что о ней часто говорят как о новом четвертом состоянии вещества. В 1879 английский физик В.Крукс, изучавший электрический разряд в трубках с разреженным воздухом, писал: «Явления в откачанных трубках открывают для физической науки новый мир, в котором материя может существовать в четвертом состоянии». Древние философы считали, что основу мироздания составляют четыре стихии: земля, вода, воздух и огонь. В известном смысле это отвечает принятому ныне делению на агрегатные состояния вещества, причем четвертой стихии огню и соответствует, очевидно, плазма.
Сам термин «плазма» применительно к квазинейтральному ионизованному газу был введен американскими физиками Лэнгмюроми Тонксом в 1923 при описании явлений в газовом разряде. До той поры слово «плазма» использовалось лишь физиологами и обозначало бесцветный жидкий компонент крови, молока или живых тканей, однако вскоре понятие «плазма» прочно вошло в международный физический словарь, получив самое широкое распространение.
Франк-Каменецкий Д.А. Плазма четвертое состояние вещества
. М., Атомиздат, 1963
Арцимович Л.А. Элементарная физика плазмы
. М., Атомиздат, 1969
Смирнов Б.М. Введение в физику плазмы
. М., Наука, 1975
Милантьев В.П., Темко С.В. Физика плазмы
. М., Просвещение, 1983
Чен Ф. Введение в физику плазмы
. М., Мир, 1987
Найти "ПЛАЗМА " на
Кровь образована соединением группы веществ - плазмы и форменных элементов. Каждая часть имеет ярко выраженные функции и исполняет свои уникальные задачи. Определенные ферменты крови делают ее красной, однако в процентном соотношении большую часть состава (50-60%) занимает жидкость светло-желтого цвета. Такое соотношение плазмы называется гематокринное. Плазма придает крови состояние жидкости, хотя по плотности тяжелее воды. Плотной плазму делают содержащиеся в ней вещества: жиры, углеводы, соли и прочие составляющие. Плазма крови человека может приобрести мутный оттенок после приема жирной пищи. И так, что такое плазма крови и какие ее функции в организме, обо всем этом узнаем далее.
Компоненты и состав
Более 90% в составе плазмы крови занимает вода, остальные её составляющие - сухие вещества: белки, глюкоза, аминокислоты, жир, гормоны, растворенные минералы.
Порядка 8% состава плазмы приходится на белки. в свою очередь состоят из фракции альбуминов (5%), фракции глобулинов(4%), фибриногенов (0,4%). Таким образом, в 1 литре плазмы содержится 900 гр воды, 70 гр белка и 20 гр молекулярных соединений.
Наиболее распространен белок - . Он образуется в печение и занимает 50% протеиновой группы. Основными функциями альбумина являются транспортная (перенос микроэлементов и препаратов), участие в обмене веществ, синтез белков, резервирование аминокислот. Наличие альбумина в крови отражает состояние печени - пониженный показатель альбумина свидетельствует о присутствии заболевания. Низкое же содержание альбумина у детей, например, увеличивает шанс на заболевание желтухой.
Глобулины- крупномолекулярные составляющие белка. Они вырабатываются печенью и органами иммунной системы. Глобулины могут быть трех видов: бета-, гамма-, альфа-глобулины. Все они обеспечивают транспортные и связующие функции. еще именуют антителами, они отвечают за реакцию иммунной системы. При снижении иммуноглобулинов в организме наблюдается значительное ухудшение в работе иммунитета: возникают постоянные бактериальные и .
Белок фибриноген формируется в печени и, становясь фибрином, он образует сгусток в местах поражения сосудов. Таким образом жидкая участвует в процессе ее свертываемости.
Среди небелковых соединений присутствуют:
- Органические азотосодержащие соединения (азот мочевины, билирубин, мочевая кислота, креатин и пр.). Повышение азота в организме называется азотомия. Она возникает при нарушении выведения продуктов обмена с мочой или же при избыточном поступлении азотистых веществ в силу активного распада белков (голодание, сахарный диабет, ожоги, инфекции).
- Органические безазотистые соединения (липиды, глюкоза, молочная кислота). Для поддержания здоровья необходимо отслеживать ряд этих жизненно-важных показателей.
- Неорганические элементы (кальций, соль натрия, магний и пр.). Минеральные вещества также являются важнейшими компонентами системы.
Ионы плазмы (натрий и хлор) поддерживают щелочной уровень крови (ph), обеспечивающий нормальное состояние клетки. Они также выполняют роль поддержки осмотического давления. Ионы кальция участвуют в реакциях мышечных сокращений и влияют на чувствительность нервных клеток.
В процессе жизнедеятельности организма, в кровь поступают продукты обмена, биологически активные элементы, гормоны, питательные вещества и витамины. При этом конкретно не меняется. Регуляторные механизмы обеспечивают одно из важнейших свойств плазмы крови - постоянство её состава.
Функции плазмы
Основная задача и функции плазмы состоит в перемещении кровяных клеток и питательных элементов. Она также выполняет связку жидких сред в организме, которые выходят за пределы кровеносной системы, поскольку имеет свойство проникать через .
Важнейшей функцией плазмы крови является проведение гемостаза (обеспечение работы системы при которой жидкость способна останавливаться при и удалять последующий тромб, участвующий в свертываемости). Задача плазмы в крови также сводится к поддержанию стабильного давления в организме.
В каких ситуациях и для чего нужна ? Переливают плазму чаще всего не целиком кровь, а только её компоненты и плазменную жидкость. Производя , с помощью специальных средств разделяют жидкость и форменные элементы, последние, как правило, возвращаются пациенту. При таком виде донорства, частота сдачи возрастает до двух раз в месяц, но не более 12 раз в год.
Из плазмы крови также делают кровяную сыворотку: из состава удаляется фибриноген. При этом сыворотка из плазмы остается насыщена всеми антителами, которые будут противостоять микробам.
Болезни крови, влияющие на плазму
Заболевания человека, которые влияют на состав и характеристику плазмы в крови являются крайне опасными.
Выделяют перечень болезней:
- - возникает, когда инфекция попадает непосредственно в кровеносную систему.
- и взрослых - генетический дефицит белка, отвечающий за свертываемость.
- Гиперкоагулянтное состояние - слишком быстрая свертываемость. В таком случае вязкость крови увеличивается и пациентам назначают препараты для ее разжижения.
- Глубокий - формирование тромбов в глубоких венах.
- ДВС-синдром - одновременное возникновение тромбов и кровотечений.
Все заболевания связаны с особенностями функционирования кровеносной системы. Воздействие на отдельные компоненты в структуре плазмы крови способно обратно привести в норму жизнеспособность организма.
Плазма - есть жидкая составляющая крови со сложным составом. Она сама выполняет ряд функций, без которых жизнедеятельность организма человека была бы невозможной.
В медицинских целях, плазма в составе крови чаще эффективнее, чем вакцина, поскольку составляющие её иммуноглобулины реактивно уничтожают микроорганизмы.
В первых трех состояниях - твердом, жидком и газообразном - электрические и магнитные силы глубоко запрятаны в недрах вещества. Они целиком уходят на то, чтобы связывать ядра и электроны в , атомы в и в кристаллы. Вещество в этих состояниях оказывается в целом электрически нейтральным. Другое дело - плазма. Электрические и магнитные силы здесь выступают на первый план и определяют все ее основные свойства. Плазма соединяет в себе свойства трех состояний: твердого (), жидкого (электролит) и газообразного. От металла она берет высокую электропроводность, от электролита - ионную проводимость, от газа - большую подвижность частиц. И все эти свойства переплетаются так сложно, что плазма оказывается очень трудной для изучения.
И все-таки ученым удается с помощью тонких физических приборов заглянуть в ослепительно светящееся газовое облако. Их интересует количественный и качественный состав плазмы, взаимодействие ее частей друг с другом.
До раскаленной плазмы руками не дотронешься. Ее ощупывают с помощью очень чувствительных «пальцев» - электродов, вводимых в плазму. Эти электроды называются зондами. Измеряя силу тока, идущего на зонд, при разных напряжениях, можно узнать степень концентрации электронов и ионов, их температуру и ряд других характеристик плазмы.(К слову интересно, что даже бумага А4 при определенных с ней манипуляций также может перейти в плазму)
Состав плазмы узнают, беря пробы плазменного вещества. Специальными электродами вытягивают небольшие порции ионов, которые затем сортируют по массам с помощью остроумного физического прибора - масс-спектрометра. Этот анализ дает возможность узнать также знак и степень ионизации, то есть отрицательно или положительно, однократно или многократно ионизированы атомы.
Плазму ощупывают также радиоволнами. В отличие от обычного газа плазма их сильно отражает, подчас сильнее, чем металлы. Это связано с наличием в плазме свободных электрических зарядов. До недавнего времени такое радиоощупывание было единственным источником сведений об ионосфере - замечательном плазменном «зеркале», которое природа поместила высоко над Землей. Сегодня ионосфера исследуется также с помощью искусственных спутников и высотных ракет, которые берут пробы ионосферного вещества и «на месте» производят его анализ.
Плазма - очень неустойчивое состояние вещества. Обеспечить согласованное движение всех ее составных частей - весьма нелегкое дело. Часто кажется, что это достигнуто, плазма усмирена, но внезапно по каким-то не всегда известным причинам в ней образуются сгущения и разрежения, возникают сильные колебания, и ее спокойное поведение резко нарушается.
Иногда же «игра» электрических и магнитных сил в плазме сама приходит на помощь ученым. Эти силы могут образовывать из плазмы тела компактной и правильной формы, названные плазмоидами. Форма плазмоидов может быть очень разнообразной. Здесь и кольца, и трубки, и сдвоенные кольца, и перекрученные шнуры. Плазмоиды довольно устойчивы. Например, если «выстрелить» навстречу друг другу двумя плазмоидами, то они при столкновении отлетят друг от друга, как бильярдные шары.
Изучение плазмоидов позволяет лучше понять процессы, происходящие с плазмой в гигантских масштабах вселенной. Один из видов плазмоидов - шнур - играет очень важную роль в попытках ученых создать управляемую . Плазмояды, видимо, будут использованы также в плазменной химии и металлургии.
НА ЗЕМЛЕ И В КОСМОСЕ
На Земле плазма - довольно редкое состояние вещества. Но уже на небольших высотах плазменное состояние начинает преобладать. Мощное ультрафиолетовое, корпускулярное и рентгеновское излучение ионизирует воздух в верхних слоях атмосферы и вызывает образование плазменных «облаков» в ионосфере. Верхние слои атмосферы - это защитная броня Земли, предохраняющая все живое от губительного действия солнечных излучений. Ионосфера - отличное зеркало для радиоволн (за исключением ультракоротких), позволяющее осуществлять земную радиосвязь на далекие расстояния.
Верхние слои ионосферы не исчезают и ночью: слишком разрежена в них плазма, чтобы возникшие днем ионы и электроны успели воссоединиться. Чем дальше от Земли, тем меньше в атмосфере нейтральных атомов, а на расстоянии в полтораста миллионов километров находится ближайший к нам колоссальный сгусток плазмы - .
Из него постоянно вылетают фонтаны плазмы - подчас на высоту в миллионы километров, - так называемые протуберанцы. По поверхности перемещаются вихри несколько менее горячей плазмы - солнечные пятна. Температура на поверхности Солнца около 5 500°, пятен - на 1 000° ниже. На глубине 70 тысяч километров - уже 400 000°, а еще дальше температура плазмы достигает более 10 миллионов градусов.
В этих условиях ядра атомов солнечного вещества совершенно оголены. Здесь при гигантских давлениях все время идут термоядерные реакции слияния ядер и превращения их в ядра . Выделяющаяся при этом энергия восполняет ту, что Солнце так щедро излучает в мировое пространство, «отапливая» и освещая всю свою систему планет.
Звезды во вселенной находятся на разных стадиях развития. Одни умирают, медленно превращаясь в холодный несветящийся газ, другие взрываются, выбрасывая в пространство огромные облака плазмы, которые спустя миллионы и миллиарды лет достигают в виде космических лучей других звездных миров. Есть области, где силы притяжения сгущают газовые облака, в них растут давление и температура, пока не создаются благоприятные условия для появления плазмы и возбуждения термоядерных реакций, - и тогда вспыхивают новые звезды. Плазма в природе находится в непрерывном круговороте.
НАСТОЯЩЕЕ И БУДУЩЕЕ ПЛАЗМЫ
Ученые стоят на пороге овладения плазмой. На заре человечества величайшим достижением было умение получать и поддерживать огонь. А сегодня понадобилось создать и сохранить на длительное время другую, гораздо более «высокоорганизованную» плазму.
Мы уже говорили о применении плазмы в хозяйстве: вольтова дуга, лампы дневного света, газотроны и тиратроны. Но здесь «работает» сравнительно негорячая плазма. В вольтовой дуге, например, ионная температура составляет около четырех тысяч градусов. Однако сейчас появляются сверхжаропрочные сплавы, которые выдерживают температуру до 10-15 тысяч градусов. Чтобы обрабатывать их, нужна плазма с более высокой ионной температурой. Применение ее сулит немалые перспективы и для химической промышленности, так как многие реакции протекают тем быстрее, чем выше температура.
До какой же температуры пока удалось разогреть плазму? До десятков миллионов градусов. И это не предел. Исследователи уже находятся на подступах к управляемой термоядерной реакции синтеза, в ходе которой выделяются огромные количества энергии. Представьте себе искусственное солнце. И не одно, а несколько. Ведь они изменят климат нашей планеты, навсегда снимут с человечества заботу о топливе.
Вот какие применения ожидают плазму. А пока ведутся исследования. Большие коллективы ученых напряженно работают, приближая тот день, когда четвертое состояние вещества станет для нас таким же обычным, как и три остальных.