Kõrgel temperatuuril, elektromagnetilise mõju all suure intensiivsusega väljad, kui neid kiiritavad suure energiaga laetud osakeste vood. Plasma iseloomulik tunnus, mis eristab seda tavalisest ioniseeritud plasmast, on see, et plasma poolt hõivatud ruumala lineaarsed mõõtmed on palju suuremad kui nn. Debye sõelumisraadius D (vt). D väärtus i-nda jaoks koos H i ja t-roy T i-ga määratakse avaldise abil:

kus n e ja T e - ja t-ra vastavalt, e i - laeng, e-elementaarelektr. laeng (laeng), k-. Sellest väljendist järeldub, et plasmas on temperatuurid reeglina erinevad.

Madala temperatuuriga plasmas on energia keskmine või oluliselt väiksem osakeste efektiivsest ionisatsioonienergiast; Kõrgtemperatuurset plasmat peetakse plasmaks, mida iseloomustab näidatud energiate pöördsuhe (arvestatakse lagunenud osakeste panust ionisatsiooni). Tavaliselt on madala temperatuuriga plasma osakeste temperatuur alla 10 5 K, kõrge temperatuuriga plasma on umbes 10 -10 8 K. Laetud osakeste suhet kõigi osakeste kogusummasse nimetatakse. plasma ionisatsiooni aste.

P laboris saadud lasma. tingimustes, on termodünaamiline. mõttes ja on alati termodünaamiliselt tasakaalutu. energia ja mass põhjustavad kohaliku termodünaamika rikkumise. ja statsionaarsus (vt), Plancki seadus kiirgusvälja kohta reeglina ei ole täidetud. Plasma nimetatakse termiline, kui selle olekut kirjeldatakse kohaliku soojusmudeli raames. , nimelt: kõik osakesed jaotuvad kiiruse järgi vastavalt Maxwelli seadusele; kõigi komponentide parameetrid on samad; määratakse plasma koostis, eelkõige määratakse ioonne koostis ionisatsiooni ja (Eggert-Sachi valem on sisuliselt nende protsesside väljendus); elanikkonna energia kõigi osakeste tasemed järgivad Boltzmanni jaotust. Termilist plasmat iseloomustab tavaliselt kõrge ionisatsiooniaste ja võib. rakendatud suhteliselt madala efektiivse ionisatsioonienergiaga üsna suure optilise tihedusega. tihedus (st plasmakiirgus neeldub peaaegu täielikult selle enda osakestesse). Plasmat kirjeldatakse tavaliselt osalise lokaalse soojusmudeliga. , mis sisaldab kõike ülaltoodut. positsiooni, kuid nõuab Boltzmanni seaduse allutamist ainult plasmaosakeste ergastatud tasemete populatsioonidele, välja arvatud nende põhiolekud. Seda plasmat nimetatakse kvaasitasakaal; Kvaasi-tasakaaluplasma näide on elektrikolonn. kaared atm juures. .

Vähemalt ühe kohaliku soojustingimuse mittejärgimine. viib mittetasakaalulise plasma tekkeni. Ilmselgelt on mittetasakaalulisi plasma olekuid lõpmatu arv. Väga mittetasakaalulise plasma näiteks on hõõglahendusega plasma 10 1 -10 3 Pa juures, mille keskmine energia on 3-6 eV ja raskete osakeste temperatuur ei ületa tavaliselt 1000 K. Olemasolu ja statsionaarsus Sellise plasma mittetasakaalulise oleku põhjuseks on energiavahetuse raskused ja raskete osakeste vahel. Plasmas mol. , lisaks võib olla ebaefektiivneenergiavahetus erinevate vahel sisemine vabadusastmed: elektrooniline, vibratsiooniline, pöörlev. Igas vabadusastmes toimub energiavahetus suhteliselt lihtsalt, mis viib osakeste kvaasitasakaaluliste jaotuste kehtestamiseni vastavalt vastavatele energiatele. osariigid. Sel juhul räägitakse elektroonikast, võnkumisest, pöörlemisest. plasmaosakeste t-x.

Põhiline Plasma tunnused, mis eristavad seda neutraalsest ja võimaldavad käsitleda plasmat aine erilise, neljanda olekuna (neljanda olekuna), on järgmised.

1) Kollektiivne suhtlemine, s.o. samaaegne suhtlemine üksteisega suure hulga osakesi (normaalsetes tingimustes on osakeste vaheline interaktsioon tavaliselt paaris), mis on tingitud asjaolust, et Coulombi tõmbe- ja tõukejõud vähenevad kaugusega palju aeglasemalt kui vastastikmõjujõud. neutraalsed osakesed, s.o. interaktsiooni plasmas on "kaugemaa".

2) Elektri tugev mõju. ja mag. väljad plasma omaduste kohta, mis põhjustab tühikute tekkimist plasmas. laenguid ja voolusid ning määrab mitmeid spetsiifilisi. plasma valgus.

Plasma üks olulisemaid omadusi on selle kvaasineutraalsus, s.t. Laengute peaaegu täielik vastastikune kompenseerimine vahemaadel, mis on oluliselt suuremad kui Debye sõelumisraadius. Elektriline plasmas oleva üksiku laetud osakese välja sõeluvad vastupidise märgiga laenguga osakeste väljad, s.o. Debye raadiuse suurusjärgu kaugusel osakesest väheneb praktiliselt nullini. Igasugune kvaasineutraalsuse rikkumine plasmas hõivatud ruumalas põhjustab tugevate elektrivoolude ilmnemist. ruumide väljad. laengud, mis taastavad plasma kvaasineutraalsuse.

Valdav osa Universumist on plasma olekus – tähed, tähed, galaktilised. udukogud ja tähtedevaheline keskkond. Maa lähedal eksisteerib kosmoses plasma "päikesetuule" kujul, mis täidab Maa magnetosfääri (moodustab Maa kiirgusvööndi) ja ionosfääri. Maalähedases plasmas toimuvad protsessid on põhjustatud magnetväljadest. tormid ja aurorad. Raadiolainete peegeldumine ionosfääri plasmast annab võimaluse kaugraadiosideks Maal.

Laborisse. tingimused ja tööstus rakendustes toodetakse plasmat elektriliselt. koht sisse

Langmuir kirjutas:

Välja arvatud elektroodide läheduses, kus leidub väike arv elektrone, sisaldab ioniseeritud gaas ioone ja elektrone peaaegu võrdsetes kogustes, mille tulemuseks on väga väike netolaeng süsteemis. Selle üldiselt elektriliselt neutraalse ioonide ja elektronide piirkonna kirjeldamiseks kasutame terminit plasma.

Plasma vormid

Enamiku Universumi aine (umbes 99,9% massist) faasiseisund on plasma. Kõik tähed on valmistatud plasmast ja isegi nendevaheline ruum on täidetud plasmaga, kuigi väga harva (vt tähtedevaheline ruum). Näiteks planeet Jupiter on endasse koondanud peaaegu kogu Päikesesüsteemi aine, mis on "mitteplasmas" (vedel, tahke ja gaasiline). Pealegi on Jupiteri mass vaid umbes 0,1% Päikesesüsteemi massist ja selle maht on veelgi väiksem - ainult 10-15%. Sel juhul võib väikseimaid tolmuosakesi, mis täidavad ilmaruumi ja kannavad teatud elektrilaengut, ühiselt käsitleda ülirasketest laetud ioonidest koosneva plasmana (vt tolmuplasma).

Plasma omadused ja parameetrid

Plasma määramine

Plasma on osaliselt või täielikult ioniseeritud gaas, milles positiivsete ja negatiivsete laengute tihedus on peaaegu võrdne. Mitte iga laetud osakeste süsteemi ei saa nimetada plasmaks. Plasmal on järgmised omadused:

• Piisav tihedus: Laetud osakesed peavad olema üksteisele piisavalt lähedal, et igaüks neist suhtleks terve tihedalt paiknevate osakeste süsteemiga, mis koosneb paljudest ioonidest. Tingimus loetakse täidetuks, kui laetud osakeste arv mõjusfääris (Debye raadiusega sfäär) on piisav kollektiivsete efektide tekkeks (sellised ilmingud on plasma tüüpilised omadused). Matemaatiliselt saab seda tingimust väljendada järgmiselt:

, kus on laetud osakeste kontsentratsioon.

• Sisemise suhtluse prioriteet: Debye sõeluuringu raadius peab olema plasma iseloomuliku suurusega võrreldes väike. See kriteerium tähendab, et plasma sees toimuvad vastasmõjud on olulisemad võrreldes selle pinnale avalduva mõjuga, mida võib tähelepanuta jätta. Kui see tingimus on täidetud, võib plasmat pidada peaaegu neutraalseks. Matemaatiliselt näeb see välja selline:

Klassifikatsioon

Plasma jaguneb tavaliselt täiuslik Ja ebatäiuslik, madal temperatuur Ja kõrge temperatuur, tasakaal Ja tasakaalutus, ja üsna sageli on külm plasma mittetasakaaluline ja kuum plasma on tasakaalus.

Temperatuur

Populaarteaduslikku kirjandust lugedes näeb lugeja sageli plasma temperatuuri väärtusi suurusjärgus kümneid, sadu tuhandeid või isegi miljoneid kraadi. Plasma kirjeldamiseks füüsikas on mugav kasutada mitte temperatuuri, vaid energiat, väljendatuna elektronvoltides (eV). Temperatuuri teisendamiseks eV-deks saate kasutada järgmist seost: 1 eV = 11600 Kelvini kraadi. Nii saab selgeks, et “kümnete tuhandete kraadide” temperatuur on üsna kergesti saavutatav.

Tasakaalustamata plasmas ületab elektroni temperatuur oluliselt iooni temperatuuri. See tuleneb ioonide ja elektronide masside erinevusest, mis muudab energiavahetuse protsessi keeruliseks. Selline olukord tekib gaasilahendustes, kui ioonide temperatuur on umbes sadu ja elektronide temperatuur on umbes kümneid tuhandeid kraadi.

Tasakaalulises plasmas on mõlemad temperatuurid võrdsed. Kuna ionisatsiooniprotsess nõuab ionisatsioonipotentsiaaliga võrreldavaid temperatuure, on tasakaaluplasma tavaliselt kuum (temperatuuriga üle mitme tuhande kraadi).

Kontseptsioon kõrge temperatuuriga plasma kasutatakse tavaliselt termotuumasünteesi plasma jaoks, mis nõuab miljonite kelvinite temperatuure.

Ionisatsiooniaste

Selleks, et gaas muutuks plasmaks, tuleb see ioniseerida. Ionisatsiooniaste on võrdeline elektrone loovutanud või neeldunud aatomite arvuga ja sõltub kõige enam temperatuurist. Isegi nõrgalt ioniseeritud gaas, milles vähem kui 1% osakestest on ioniseeritud olekus, võib avaldada mõningaid tüüpilisi plasma omadusi (koostoime välise elektromagnetväljaga ja kõrge elektrijuhtivus). Ionisatsiooniaste α defineeritud kui α = n i/( n i+ n a), kus n i on ioonide kontsentratsioon ja n a on neutraalsete aatomite kontsentratsioon. Vabade elektronide kontsentratsioon laenguta plasmas n e määratakse ilmse seosega: n e =<Z> n mina, kus<Z> on plasmaioonide keskmine laeng.

Madala temperatuuriga plasmat iseloomustab madal ionisatsiooniaste (kuni 1%). Kuna selliseid plasmasid kasutatakse tehnoloogilistes protsessides üsna sageli, nimetatakse neid mõnikord tehnoloogilisteks plasmadeks. Kõige sagedamini luuakse need elektriväljade abil, mis kiirendavad elektrone, mis omakorda ioniseerivad aatomeid. Elektriväljad sisestatakse gaasi läbi induktiivse või mahtuvusliku sidestuse (vt induktiivsidestatud plasma). Madala temperatuuriga plasma tüüpilisteks rakendusteks on pinnaomaduste plasma muutmine (teemantkiled, metallide nitrideerimine, märguvuse muutmine), pindade plasmasöövitus (pooljuhtide tööstus), gaaside ja vedelike puhastamine (vee osoonimine ja tahmaosakeste põletamine diiselmootorites) .

Kuum plasma on peaaegu alati täielikult ioniseeritud (ionisatsiooniaste ~100%). Tavaliselt mõistetakse just seda "aine neljanda olekuna". Näiteks on Päike.

Tihedus

Peale temperatuuri, mis on plasma olemasolu jaoks põhiline, on plasma tähtsuselt teine ​​omadus selle tihedus. Sõna plasma tihedus tavaliselt tähendab elektronide tihedus, see tähendab vabade elektronide arvu ruumalaühiku kohta (rangelt võttes nimetatakse siin tihedust kontsentratsiooniks - mitte ruumalaühiku massiks, vaid osakeste arvuks ruumalaühiku kohta). Ioonide tihedus sellega ühendatud ioonide keskmise laengu arvu kaudu: . Järgmine oluline suurus on neutraalsete aatomite tihedus n 0 . Kuumas plasmas n 0 on väike, kuid võib sellest hoolimata olla plasmas toimuvate protsesside füüsika jaoks oluline. Tihedust plasmafüüsikas kirjeldatakse mõõtmeteta plasma parameetriga r s, mis on määratletud kui osakeste keskmise oleku ja boori raadiuse suhe.

Kvaasineutraalsus

Kuna plasma on väga hea juht, on elektrilised omadused olulised. Plasma potentsiaal või ruumi potentsiaal nimetatakse elektripotentsiaali keskmiseks väärtuseks antud ruumipunktis. Kui plasmasse sisestatakse mõni keha, on selle potentsiaal Debye kihi välimuse tõttu üldiselt väiksem kui plasma potentsiaal. Seda potentsiaali nimetatakse ujuv potentsiaal. Tänu heale elektrijuhtivusele kaldub plasma varjestama kõiki elektrivälju. See toob kaasa kvaasineutraalsuse fenomeni – negatiivsete laengute tihedus võrdub positiivsete laengute tihedusega (hea täpsusega). Plasma hea elektrijuhtivuse tõttu on positiivsete ja negatiivsete laengute eraldamine võimatu Debye pikkusest suurematel kaugustel ja aegadel, mis on suuremad kui plasma võnkeperiood.

Mittekvaasineutraalse plasma näiteks on elektronkiir. Mitteneutraalsete plasmade tihedus peab aga olema väga väike, vastasel juhul lagunevad need kiiresti Coulombi tõrjumise tõttu.

Erinevused gaasilisest olekust

Plasma nimetatakse sageli aine neljas olek. See erineb aine kolmest vähem energeetilisest agregaatolekust, kuigi sarnaneb gaasifaasiga selle poolest, et sellel ei ole kindlat kuju ega mahtu. Ikka vaieldakse selle üle, kas plasma on eraldiseisev agregatsiooni olek või lihtsalt kuum gaas. Enamik füüsikuid usub, et plasma on midagi enamat kui gaas järgmiste erinevuste tõttu:

Kinnisvara	Gaas	Plasma
Elektrijuhtivus	Väga väike Näiteks õhk on suurepärane isolaator seni, kuni see 30 kilovolti sentimeetri kohta välise elektrivälja mõjul plasma olekusse muundub.	Väga kõrge Hoolimata asjaolust, et voolu voolamisel toimub küll väike, kuid siiski lõplik potentsiaali langus, kuid paljudel juhtudel võib plasma elektrivälja lugeda võrdseks nulliga. Elektrivälja olemasoluga seotud tihedusgradiente saab väljendada Boltzmanni jaotuse kaudu. Voolujuhtimise võime muudab plasma väga vastuvõtlikuks magnetvälja mõjule, mis põhjustab selliseid nähtusi nagu filamentatsioon, kihtide ja joad. Tüüpiline on kollektiivsete mõjude olemasolu, kuna elektrilised ja magnetilised jõud on pika ulatusega ja palju tugevamad kui gravitatsioonilised.
Osakeste tüüpide arv	Üks Gaasid koosnevad üksteisega sarnastest osakestest, mis liiguvad gravitatsiooni mõjul ja interakteeruvad üksteisega vaid suhteliselt lühikestel vahemaadel.	Kaks, kolm või rohkem Elektrone, ioone ja neutraalseid osakesi eristatakse nende elektronmärgi järgi. laetud ja võivad käituda üksteisest sõltumatult – neil on erinevad kiirused ja ühtlased temperatuurid, mis põhjustab uute nähtuste ilmnemist, nagu lained ja ebastabiilsused.
Kiiruse jaotus	Maxwelli oma Osakeste kokkupõrge üksteisega toob kaasa Maxwelli kiirusjaotuse, mille järgi on väga väikesel osal gaasimolekulidest suhteliselt suured kiirused.	Võib olla mitte-maxwelllik Elektriväljadel on osakeste kiirustele erinev mõju kui kokkupõrkel, mis viib alati kiirusjaotuse maxwelliseerumiseni. Coulombi kokkupõrke ristlõike kiirussõltuvus võib seda erinevust suurendada, põhjustades selliseid efekte nagu kahe temperatuuri jaotus ja elektronide põgenemine.
Interaktsioonide tüüp	Binaarne Kahe osakese kokkupõrked, kolme osakese kokkupõrked on reeglina üliharvad.	Kollektiivne Iga osake suhtleb korraga paljudega. Nendel kollektiivsetel interaktsioonidel on palju suurem mõju kui kahe osakese vastasmõjul.

Komplekssed plasmanähtused

Kuigi plasma olekuid kirjeldavad valitsevad võrrandid on suhteliselt lihtsad, ei suuda need mõnes olukorras adekvaatselt kajastada reaalse plasma käitumist: selliste efektide ilmnemine on tüüpiline keerukate süsteemide omadus, kui nende kirjeldamiseks kasutatakse lihtsaid mudeleid. Suurimat erinevust plasma tegeliku oleku ja selle matemaatilise kirjelduse vahel täheldatakse nn piiritsoonides, kus plasma liigub ühest füüsikalisest olekust teise (näiteks madala ionisatsiooniastmega olekust tugevasse olekusse). ioniseeritud). Siin ei saa plasmat kirjeldada lihtsate sujuvate matemaatiliste funktsioonide või tõenäosusliku lähenemisviisi abil. Sellised mõjud nagu spontaansed muutused plasma kujus on plasma moodustavate laetud osakeste interaktsiooni keerukuse tagajärg. Sellised nähtused on huvitavad, kuna need ilmnevad järsult ega ole stabiilsed. Paljusid neist uuriti algselt laborites ja seejärel avastati universumist.

Matemaatiline kirjeldus

Plasmat saab kirjeldada erinevatel detailsustasemetel. Tavaliselt kirjeldatakse plasmat elektromagnetväljadest eraldi. Juhtiva vedeliku ja elektromagnetväljade ühine kirjeldus on antud magnetohüdrodünaamiliste nähtuste teoorias ehk MHD teoorias.

Vedeliku (vedeliku) mudel

Vedeliku mudelis kirjeldatakse elektrone tiheduse, temperatuuri ja keskmise kiiruse järgi. Mudel põhineb: tiheduse tasakaalu võrrandil, impulsi jäävuse võrrandil ja elektronide energia tasakaalu võrrandil. Kahe vedeliku mudelis töödeldakse ioone samal viisil.

Kineetiline kirjeldus

Mõnikord ei piisa vedeliku mudelist plasma kirjeldamiseks. Täpsema kirjelduse annab kineetiline mudel, milles plasmat kirjeldatakse elektronide jaotusfunktsioonina koordinaatide ja momentide lõikes. Mudel põhineb Boltzmanni võrrandil. Boltzmanni võrrand ei ole kohaldatav Coulombi interaktsiooniga laetud osakeste plasma kirjeldamiseks, kuna Coulombi jõud on pikamaa. Seetõttu kasutatakse Coulombi interaktsiooniga plasma kirjeldamiseks Vlasovi võrrandit koos laetud plasmaosakeste tekitatud isekonsistentse elektromagnetväljaga. Kineetilist kirjeldust tuleb kasutada termodünaamilise tasakaalu puudumisel või tugeva plasma ebahomogeensuse korral.

Osake rakus (osake rakus)

Particle-In-Cell mudelid on üksikasjalikumad kui kineetilised mudelid. Need sisaldavad kineetilist teavet, jälgides suure hulga üksikute osakeste trajektoore. El. Tihedus laeng ja vool määratakse rakkudes olevate osakeste summeerimise teel, mis on vaadeldava probleemiga võrreldes väikesed, kuid sisaldavad sellest hoolimata palju osakesi. Meil ja mag. Väljad leitakse laengu ja voolutiheduse järgi raku piiridel.

Plasma põhiomadused

Kõik suurused on antud Gaussi CGS ühikutes, välja arvatud temperatuur, mis on antud eV ja iooni mass, mis on antud prootoni massiühikutes μ = m i / m lk ; Z- laengu number; k- Boltzmanni konstant; TO- lainepikkus; γ - adiabaatiline indeks; ln Λ – Coulombi logaritm.

Sagedused

• Elektroni larmorsagedus, elektroni ringliikumise nurksagedus tasapinnal, mis on risti magnetväljaga:

• Iooni larmorsagedus, iooni ringliikumise nurksagedus tasapinnal, mis on risti magnetväljaga:

• plasma sagedus(plasma võnkesagedus), sagedus, millega elektronid võnkuvad ümber tasakaaluasendi, olles ioonide suhtes nihkunud:

• ioonide plasma sagedus:

• elektronide kokkupõrke sagedus

• ioonide kokkupõrke sagedus

Pikkused

• De Broglie elektronide lainepikkus, elektronide lainepikkus kvantmehaanikas:

• minimaalne lähenemiskaugus klassikalisel juhul, minimaalne vahemaa, milleni kaks laetud osakest võivad laupkokkupõrke korral läheneda, ja algkiirus, mis vastab osakeste temperatuurile, jättes tähelepanuta kvantmehaanilised mõjud:

• elektronide güromagnetiline raadius, elektroni ringliikumise raadius magnetväljaga risti olevas tasapinnas:

• ioonide güromagnetiline raadius, iooni ringliikumise raadius magnetväljaga risti olevas tasapinnas:

• plasma nahakihi suurus, vahemaa, mille kaugusel elektromagnetlained võivad plasmast läbi tungida:

• Debye raadius (Debye pikkus), kaugus, mille kaugusel elektriväljad elektronide ümberjaotumise tõttu varjatakse:

Kiirused

• termilise elektroni kiirus, valem elektronide kiiruse hindamiseks Maxwelli jaotuse all. Keskmine kiirus, tõenäolisem kiirus ja ruutkeskmine kiirus erinevad sellest avaldisest ainult ühtsuse suurusjärgus olevate tegurite poolest:

• termilise iooni kiirus, valem ioonide kiiruse hindamiseks Maxwelli jaotuse alusel:

• ioonheli kiirus, pikisuunaliste ioon-helilainete kiirus:

• Alfveni kiirus, Alfveni lainete kiirus:

Mõõtmeteta kogused

• elektronide ja prootonite masside suhte ruutjuur:

• Osakeste arv Debye sfääris:

• Alfvéni kiiruse ja valguse kiiruse suhe

• plasma ja Larmori sageduste suhe elektroni jaoks

• iooni plasma ja Larmori sageduste suhe

• soojus- ja magnetenergia suhe

• magnetenergia ja iooni puhkeenergia suhe

muud

• Bohmi difusioonikoefitsient

• Spitzeri külgtakistus

Veri moodustub ainete rühma - plasma ja moodustunud elementide kombinatsioonist. Igal osal on erinevad funktsioonid ja see täidab oma ainulaadseid ülesandeid. Teatud ensüümid veres muudavad selle punaseks, kuid protsendina moodustab suurema osa koostisest (50-60%) helekollane vedelik. Seda plasma suhet nimetatakse hematokriiniks. Plasma annab verele vedeliku oleku, kuigi see on tihedam kui vesi. Plasma muudavad tihedaks selles sisalduvad ained: rasvad, süsivesikud, soolad ja muud komponendid. Inimese vereplasma võib pärast rasvase toidu söömist muutuda häguseks. Ja nii, mis on vereplasma ja millised on selle funktsioonid kehas, saame sellest kõigest lähemalt teada.

Komponendid ja koostis

Üle 90% vereplasmast moodustab vesi, ülejäänud selle komponendid on kuivained: valgud, glükoos, aminohapped, rasv, hormoonid, lahustunud mineraalained.

Umbes 8% plasma koostisest moodustavad valgud. koosnevad omakorda albumiini fraktsioonist (5%), globuliini fraktsioonist (4%) ja fibrinogeenist (0,4%). Seega sisaldab 1 liiter plasmat 900 g vett, 70 g valku ja 20 g molekulaarseid ühendeid.

Kõige tavalisem valk on. See moodustub maksas ja moodustab 50% valgurühmast. Albumiini põhifunktsioonid on transport (mikroelementide ja ravimite ülekanne), osalemine ainevahetuses, valkude süntees ja aminohapete varu. Albumiini esinemine veres peegeldab maksa seisundit – albumiini vähenenud tase viitab haiguse esinemisele. Madal albumiini tase lastel suurendab näiteks kollatõve tekkimise võimalust.

Globuliinid on valkude suured molekulaarsed komponendid. Neid toodab maks ja immuunsüsteemi organid. Globuliinid võivad olla kolme tüüpi: beeta-, gamma- ja alfaglobuliinid. Kõik need pakuvad transpordi- ja sidefunktsioone. Neid nimetatakse ka antikehadeks, nad vastutavad immuunsüsteemi reaktsioonide eest. Immunoglobuliinide vähenemisega organismis täheldatakse immuunsüsteemi toimimise olulist halvenemist: pidev bakteriaalne ja.

Valk fibrinogeen moodustub maksas ja fibriiniks muutudes moodustab see veresoonkonna kahjustuse piirkondades trombi. Seega osaleb vedelik selle hüübimisprotsessis.

Mittevalguühendite hulgas on:

• Orgaanilised lämmastikku sisaldavad ühendid (uurea lämmastik, bilirubiin, kusihape, kreatiin jne). Lämmastiku suurenemist kehas nimetatakse asotoomiaks. See tekib siis, kui ainevahetusproduktide eritumine uriiniga on häiritud või kui valkude aktiivsest lagunemisest (paastumine, diabeet, põletused, infektsioonid) on liigne lämmastikku sisaldavate ainete tarbimine.
• Orgaanilised lämmastikuvabad ühendid (lipiidid, glükoos, piimhape). Tervise säilitamiseks on vaja jälgida mitmeid neid olulisi näitajaid.
• Anorgaanilised elemendid (kaltsium, naatriumsool, magneesium jne). Mineraalid on samuti süsteemi olulised komponendid.

Plasma ioonid (naatrium ja kloor) hoiavad leeliselist veretaset (ph), tagades raku normaalse seisundi. Nad täidavad ka osmootse rõhu säilitamise rolli. Kaltsiumiioonid osalevad lihaste kontraktsioonireaktsioonides ja mõjutavad närvirakkude tundlikkust.

Organismi eluea jooksul satuvad verre ainevahetusproduktid, bioloogiliselt aktiivsed elemendid, hormoonid, toitained ja vitamiinid. Konkreetselt see aga ei muutu. Reguleerivad mehhanismid tagavad vereplasma ühe olulisema omaduse – selle koostise püsivuse.

Plasma funktsioonid

Plasma peamine eesmärk ja funktsioon on vererakkude ja toitainete transportimine. Samuti seob see kehas vedelikke, mis väljuvad vereringesüsteemist, kuna kipuvad läbi tungima.

Vereplasma kõige olulisem ülesanne on hemostaasi läbiviimine (tagades selle süsteemi toimimise, milles vedelik on võimeline peatama ja eemaldama järgneva koagulatsiooniga seotud trombi). Plasma ülesanne veres taandub ka stabiilse rõhu säilitamisele kehas.

Millistes olukordades ja miks seda vaja on? Kõige sagedamini ei kanta plasmat täisverega, vaid ainult selle komponentide ja plasmavedelikuga. Tootmisel eraldatakse vedelad ja vormitud elemendid spetsiaalsete vahenditega, viimased reeglina tagastatakse patsiendile. Seda tüüpi annetamise korral suureneb annetamise sagedus kahele korrale kuus, kuid mitte rohkem kui 12 korda aastas.

Vereplasmast valmistatakse ka vereseerumit: kompositsioonist eemaldatakse fibrinogeen. Samal ajal jääb plasma seerum küllastatuks kõigi mikroobidele vastupanuvõimeliste antikehadega.

Verehaigused, mis mõjutavad plasmat

Inimeste haigused, mis mõjutavad vereplasma koostist ja omadusi, on äärmiselt ohtlikud.

Seal on haiguste loetelu:

• - tekib siis, kui infektsioon satub otse vereringesüsteemi.
• ja täiskasvanud - koagulatsiooni eest vastutava valgu geneetiline puudulikkus.
• Hüperkoagulantne seisund - liiga kiire hüübimine. Sel juhul suureneb vere viskoossus ja patsientidele määratakse selle vedeldamiseks ravimid.
• Deep - verehüüvete moodustumine süvaveenides.
• DIC sündroom on verehüüvete ja verejooksu samaaegne esinemine.

Kõik haigused on seotud vereringesüsteemi toimimisega. Mõju üksikutele komponentidele vereplasma struktuuris võib viia keha elujõu tagasi normaalseks.

Plasma on keerulise koostisega vere vedel komponent. See ise täidab mitmeid funktsioone, ilma milleta oleks inimkeha elu võimatu.

Meditsiinilistel eesmärkidel on vereplasma sageli tõhusam kui vaktsiin, kuna selle moodustavad immunoglobuliinid hävitavad reaktiivselt mikroorganisme.

Löökionisatsiooni kõrge efektiivsuse tõttu ilmub gaasilahenduses suur hulk positiivseid ioone ning ioonide ja elektronide kontsentratsioon on sama. Sellist sama kontsentratsiooniga jaotatud elektronide ja positiivsete ioonide süsteemi nimetatakse plasma . Mõiste “plasma” võtsid 1929. aastal kasutusele Ameerika füüsikud I. Langmuir ja L. Tonks.

Gaaslahenduses tekkivat plasmat nimetatakse gaaslahenduseks; see sisaldab hõõglahenduse positiivset kolonni, säde- ja kaarlahenduste kanalit.

Positiivne veerg tähistab nn mitteisotermiline plasma. Sellises plasmas on elektronide, ioonide ja neutraalsete molekulide (aatomite) keskmised kineetilised energiad erinevad.

Tuletagem meelde ideaalse gaasi molekulide keskmise kineetilise energia (gaasirõhk hõõglahenduses on väike, seega võib seda pidada ideaalseks) ja temperatuuri vahelist seost.

Võib väita, et plasmakomponentide temperatuurid on erinevad. Seega elektroni temperatuur hõõglahenduses neoonis rõhul 3 mm. rt. Art., umbes 4∙10 4 K ning ioonide ja aatomite temperatuur on 400 K ning ioonide temperatuur on veidi kõrgem kui aatomi temperatuur.

Plasma, milles võrdsus kehtib:(kus indeksid " uh», « Ja», « A"viitab elektronidele, ioonidele, aatomitele) nimetatakse isotermiliseks . Selline plasma tekib ioniseerimisel kõrge temperatuuri abil (kaare põlemine atmosfäärirõhul ja kõrgemal, sädemekanal); näiteks ülikõrgsurvekaares (kuni 1000 atm.) ulatub plasma temperatuur 10 000 K, plasma temperatuur termotuumaplahvatuse ajal on suurusjärgus mitukümmend miljonit kraadi, TOKAMAKi installatsioonis termotuuma uurimiseks. reaktsioonid - suurusjärgus 7∙10 6 K.

Plasma võib tekkida mitte ainult siis, kui vool läbib gaasi. Gaasi saab muuta ka plasma olekuks, kuumutades seda kõrgel temperatuuril. Tähtede (ka päikese) sisemised piirkonnad on plasmaseisundis, mille temperatuurid ulatuvad 10 8 K-ni (joonis 8.10).

Plasma laetud osakeste pikamaa Coulombi interaktsioon toob kaasa plasma kvalitatiivse unikaalsuse, mis võimaldab pidada seda eriliseks, aine neljas olek.

Plasma olulisemad omadused :

Plasma on kõige levinum aine olek universumis. Päike ja teised tähed koosnevad täielikult ioniseeritud kõrge temperatuuriga plasmast. Tähtede kiirgusenergia peamine allikas on termodünaamilised termodünaamilised termotuumasünteesi reaktsioonid, mis toimuvad tähtede sisemuses tohutul temperatuuril. Plasma olekus on ka külmad udukogud ja tähtedevaheline keskkond. Need on madala temperatuuriga plasma, mille ionisatsioon toimub peamiselt fotoionisatsiooni teel tähtede ultraviolettkiirguse mõjul. Maalähedases kosmoses leidub nõrgalt ioniseeritud plasmat Maa kiirgusvöödes ja ionosfääris. Selles plasmas toimuvad protsessid on seotud selliste nähtustega nagu magnettormid, kaugraadioside häired ja aurorad.

Madala temperatuuriga gaaslahendusplasma, mis moodustub gaasides hõõguvate, sädemete ja kaarlahenduste käigus, kasutatakse laialdaselt erinevates valgusallikates, gaasilaserites, keevitamisel, lõikamisel, sulatamisel ja muudel metallide töötlemisel.

Peamine praktiline huvi plasmafüüsika vastu on seotud kontrollitud termotuumasünteesi probleemi lahendamisega – kergete aatomituumade sulamise protsessiga kõrgel temperatuuril kontrollitud tingimustes. Reaktori energiaväljund on reaktsioonis 10 5 kW/m 3

plasma tihedusega 10 5 cm - 3 ja temperatuuril 10 8 K.

Kõrgtemperatuurset plasmat (1950 NSVL, I.E. Tamm, A.D. Sahharov) soovitatakse hoida tugeva magnetvälja abil toroidaalses kambris koos magnetpoolidega, lühendatult - tokamak. Joonis 8.11 näitab tokamaki ringrada: 1 – trafo primaarmähis; 2 – toroidsed magnetvälja poolid; 3 – vooder, õhukese seinaga sisekamber toroidaalse elektrivälja tasandamiseks; 4 – toroidsed magnetvälja poolid; 5 – vaakumkamber; 6 – raudsüdamik (magnetsüdamik).

Praegu on maailma termotuumaprogrammi rakendamise raames uusimad süsteemid nagu tokamak. Näiteks esimene venelane sfääriline tokamak"Globus-M". Plasma konfiguratsiooni juhtimise uurimiseks on plaanis luua suur tokamak TM-15. Kasahstani tokamaki KTM ehitamist on hakatud katsetama termotuumaenergia tehnoloogiaid. Joonisel 8.12 on kujutatud KTM tokamaki ristlõike skeem ja selle vaade vaakumkambriga.

Kontrollitud termotuumareaktsiooni rakendamine kõrgtemperatuurilises plasmas võimaldab inimkonnal tulevikus hankida praktiliselt ammendamatu energiaallika.

Madala temperatuuriga plasma ( T~ 10 3 K) kasutatakse gaaslahendusega valgusallikates, gaaslaserites, soojusenergia elektrienergiaks muundurites. Võimalik on luua plasmamootor, mis on efektiivne manööverdamiseks kosmoses ja pikaajalistel kosmoselendudel.

Plasma on plasmarakettmootorite ja MHD generaatorite töövedelik.

Plasma liikumist magnetväljas kasutatakse ioniseeritud gaasi siseenergia otseseks muundamiseks elektrienergiaks. Seda meetodit rakendati aastal magnetohüdrodünaamiline generaator(MHD generaator), mille skeem on toodud joonisel 8.13.

Kõrgelt kuumutatud ioniseeritud gaas, mis tekib kütuse põlemisel ja põlemisproduktide rikastamisel leelismetallide aurudega, mis suurendavad gaasi ionisatsiooniastet, läbib düüsi ja paisub selles. Sel juhul muundatakse osa gaasi siseenergiast selle kineetiliseks energiaks. Ristsuunalises magnetväljas (joonisel 8.9 on magnetvälja magnetilise induktsiooni vektor suunatud joonise tasapinnast kaugemale) kalduvad positiivsed ioonid Lorentzi jõudude toimel ülemisele elektroodile. A, ja vabad elektronid lähevad alumisele elektroodile TO. Kui elektroodid on lühises väliskoormusega, voolab seda läbi anoodilt suunatud elektrivool A, MHD generaator selle katoodile TO.

Plasma omadusi kiirgada ultraviolettkiirguses elektromagnetlaineid kasutatakse tänapäevastes lameekraaniga plasmatelerites. Plasma ionisatsioon lameekraanil toimub gaasilahenduses. Tühjenemine tekib siis, kui gaasimolekule pommitavad elektrivälja poolt kiirendatud elektronid – iseseisev tühjenemine. Tühjendust hoitakse üsna kõrge elektrilise potentsiaali juures - kümneid ja sadu volte. Plasmaekraanide levinuim gaasitäidis on heeliumil või neoonil põhinev inertgaaside segu, millele on lisatud ksenooni.

Gaaslahenduselemente kasutava lameekraanteleri või kuvari ekraan koosneb suurest hulgast rakkudest, millest igaüks on iseseisev kiirgav element. Joonisel 8.14 on kujutatud plasmaelemendi konstruktsioon, mis koosneb fosforist 1, elektroodidest 2, mis käivitavad plasma 5, dielektrikihist (MgO) 3, klaasist 4, aadresselektroodist 6. Aadresselektrood koos põhifunktsiooniga dirigent, täidab peegli funktsiooni, mis peegeldab poole valgusest, mida luminofoor vaataja suunas kiirgab.

Sellise plasmaekraani kasutusiga on 30 tuhat tundi.

Lamedad gaaslahendusekraanid, mis taasesitavad värvilisi pilte, kasutavad kolme tüüpi fosforit, mis kiirgavad punast (R), rohelist (G) ja sinist (B) valgust. Gaaslahenduselementidest ekraaniga lameekraanteler sisaldab umbes miljonit väikest plasmaelementi, mis on kokku pandud RGB-pikslite triaadideks ( piksel – pildielement).

Vereplasma: koostiselemendid (ained, valgud), funktsioonid organismis, kasutamine

Vereplasma on kõige väärtuslikuma bioloogilise keskkonna, mida nimetatakse vereks, esimene (vedel) komponent. Vereplasma moodustab kuni 60% kogu veremahust. Teise osa (40 - 45%) vereringes ringlevast vedelikust võtavad endasse moodustunud elemendid: punased verelibled, leukotsüüdid, trombotsüüdid.

Vereplasma koostis on ainulaadne. Mida seal pole? Erinevad valgud, vitamiinid, hormoonid, ensüümid – üldiselt kõik, mis iga sekund tagab inimkeha elu.

Vereplasma koostis

Katseklaasis kimbu tekkimisel vabanev kollakas läbipaistev vedelik on plasma? Ei – see on vereseerum, milles koaguleeritud valk (faktor I) puudub, läheb see trombiks. Kui aga võtta verd antikoagulandiga katseklaasi, siis see ei lase sellel (verel) hüübida ning mõne aja pärast vajuvad rasked moodustunud elemendid põhja ning peale jääb ka kollakas vedelik, aga veidi hägune, erinevalt seerumist, siin on ja on vereplasma, mille hägususe annavad selles sisalduvad valgud, eelkõige fibrinogeen (FI).

Vereplasma koostis on selle mitmekesisuses silmatorkav. Lisaks veele, mis moodustab 90–93%, sisaldab see valgulisi ja mittevalgulisi komponente (kuni 10%):

plasma vere üldises koostises

• , mis võtavad 7–8% vere vedela osa kogumahust (1 liiter plasmat sisaldab 65–85 grammi valke, vere üldvalgu norm biokeemilises analüüsis: 65–85 g /l). Peamised plasmavalgud on äratuntud (kuni 50% kõigist valkudest ehk 40–50 g/l), (≈ 2,7%) ja fibrinogeen;
• Muud valkained (komplemendikomponendid, süsivesikute-valgu kompleksid jne);
• Bioloogiliselt aktiivsed ained (ensüümid, hematopoeetilised tegurid - hemotsütokiinid, hormoonid, vitamiinid);
• Madala molekulmassiga peptiidid on tsütokiinid, mis on põhimõtteliselt valgud, kuid madala molekulmassiga, neid toodavad peamiselt lümfotsüüdid, kuigi sellega on seotud ka teised vererakud. Vaatamata oma väikesele kasvule on tsütokiinidel kõige olulisemad funktsioonid, nad interakteeruvad immuunsüsteemi ja teiste süsteemide vahel, käivitades immuunvastuse.
• Süsivesikud, mis osalevad elusorganismis pidevalt toimuvates ainevahetusprotsessides;
• Nende metaboolsete protsesside tulemusena saadud tooted, mis seejärel eemaldatakse neerude kaudu (jne);
• Valdav enamus D.I. Mendelejevi tabeli elementidest kogutakse vereplasmasse. Tõsi, mõningaid anorgaanilise iseloomuga esindajaid (kaalium, jood, kaltsium, väävel jne) tsirkuleerivate katioonide ja anioonide kujul saab hõlpsasti loendada, teisi (vanaadium, koobalt, germaanium, titaan, arseen jne) - tänu sellele, et nende väikeseid summasid on raske arvutada. Samal ajal moodustab kõigi plasmas leiduvate keemiliste elementide osakaal 0,85–0,9%.

Seega on plasma väga keeruline kolloidne süsteem, milles “hõljub” kõik, mis inimese ja imetaja kehas sisaldub ning kõik, mida sellest eemaldamiseks ette valmistatakse.

Vesi on H 2 O allikas kõikidele rakkudele ja kudedele, olles plasmas nii olulistes kogustes, tagab normaalse vererõhutaseme (BP) ja hoiab enam-vähem konstantse ringleva veremahu (CBV).

Aminohappejääkide, füüsikalis-keemiliste omaduste ja muude omaduste poolest erinevad valgud loovad organismile aluse, pakkudes sellele elu. Plasmavalgud fraktsioonideks jagades saate teada üksikute valkude, eriti albumiinide ja globuliinide sisalduse vereplasmas. Seda tehakse laborites diagnostilistel eesmärkidel ja seda tehakse tööstuslikus mastaabis väga väärtuslike ravimravimite saamiseks.

Mineraalühenditest on vereplasma koostises suurim osakaal naatriumil ja klooril (Na ja Cl). Need kaks elementi hõivavad kumbki ≈0,3% plasma mineraalsest koostisest, see tähendab, et need on justkui peamised, mida kasutatakse sageli verekaotuse ajal tsirkuleeriva vere mahu (CBV) täiendamiseks. Sellistel juhtudel valmistatakse ja kantakse üle juurdepääsetav ja odav ravim - isotooniline naatriumkloriidi lahus. Samas nimetatakse 0,9% NaCl lahust füsioloogiliseks, mis ei vasta päris tõele: füsioloogiline lahus peab lisaks naatriumile ja kloorile sisaldama ka teisi makro- ja mikroelemente (vastab plasma mineraalsele koostisele).

Video: mis on vereplasma

Vereplasma funktsioonid tagavad valgud

Vereplasma funktsioonid määrab selle koostis, peamiselt valk. Seda küsimust arutatakse üksikasjalikumalt allpool peamistele plasmavalkudele pühendatud osades, kuid ei teeks paha lühidalt märkida ka kõige olulisemad ülesanded, mida see bioloogiline materjal lahendab. Seega on vereplasma peamised funktsioonid:

1. Transport (albumiin, globuliinid);
2. Võõrutus (albumiin);
3. Kaitsev (globuliinid – immunoglobuliinid);
4. Koagulatsioon (fibrinogeen, globuliinid: alfa-1-globuliin - protrombiin);
5. Reguleerivad ja koordineerivad (albumiin, globuliinid);

See puudutab lühidalt vedeliku funktsionaalset eesmärki, mis vere osana liigub pidevalt läbi veresoonte, tagades organismi normaalse toimimise. Kuid siiski oleks pidanud mõnele selle komponendile rohkem tähelepanu pöörama, näiteks mida sai lugeja teada vereplasma valkude kohta, olles saanud nii vähe teavet? Kuid just nemad lahendavad peamiselt loetletud probleeme (vereplasma funktsioonid).

vereplasma valgud

Muidugi on väikeses vere vedelale osale pühendatud artiklis ilmselt raske anda võimalikult palju teavet, puudutades plasmas esinevate valkude kõiki omadusi. Vahepeal on täiesti võimalik tutvustada lugejat peamiste valkude (albumiin, globuliinid, fibrinogeen - neid peetakse peamisteks plasmavalkudeks) omadustega ja mainida mõne muu valgulise iseloomuga ainete omadusi. Lisaks (nagu eespool mainitud) tagavad nad selle väärtusliku vedelikuga oma funktsionaalsete ülesannete kvaliteetse täitmise.

Peamisi plasmavalke käsitletakse allpool, kuid tahaksin lugeja tähelepanu pöörata tabelile, mis näitab, millised valgud esindavad peamisi verevalke, samuti nende peamist eesmärki.

Tabel 1. Peamised vereplasma valgud

Peamised plasmavalgud	Sisaldus plasmas (norm), g/l	Peamised esindajad ja nende funktsionaalne eesmärk
Albumiin	35 - 55	“Ehitusmaterjal”, immunoloogiliste reaktsioonide katalüsaator, funktsioonid: transport, neutraliseerimine, reguleerimine, kaitse.
Alfaglobuliin α-1	1,4 – 3,0	α1-antitrüpsiin, α-happevalk, protrombiin, transkortiin, mis transpordib kortisooli, türoksiini siduv valk, α1-lipoproteiin, mis transpordib rasvu elunditesse.
Alfaglobuliin α-2	5,6 – 9,1	α-2-makroglobuliin (rühma põhivalk) on immuunvastuse osaline, haptoglobiin moodustab kompleksi vaba hemoglobiiniga, tseruloplasmiin transpordib vaske, apolipoproteiin B transpordib madala tihedusega lipoproteiine (“halba” kolesterooli).
Beetaglobuliinid: β1+β2	5,4 – 9,1	Hemopeksiin (seob hemoglobiini heemi, takistades seeläbi raua eemaldamist kehast), β-transferriin (viib üle Fe), komplemendi komponent (osaleb immunoloogilistes protsessides), β-lipoproteiinid - kolesterooli ja fosfolipiidide "kandja".
Gamma-globuliin γ	8,1 – 17,0	Looduslikud ja omandatud antikehad (5 klassi immunoglobuliinid - IgG, IgA, IgM, IgE, IgD), mis teostavad peamiselt immuunkaitset humoraalse immuunsuse tasemel ja loovad keha allergostaati.
Fibrinogeen	2,0 – 4,0	Vere hüübimissüsteemi esimene tegur on FI.

Albumiin

Albumiinid on lihtsad valgud, mis võrreldes teiste valkudega:

albumiini struktuur

• Need on lahustes kõige stabiilsemad, kuid lahustuvad vees hästi;
• Nad taluvad üsna hästi miinustemperatuure, ilma et korduv külmumine neid eriti kahjustaks;
• Kuivatamisel mitte kokku kukkuda;
• Viibides 10 tundi temperatuuril, mis on teiste valkude jaoks üsna kõrge (60ºC), ei kaota need oma omadusi.

Nende oluliste valkude võimed on tingitud väga suure hulga polaarsete lagunevate kõrvalahelate olemasolust albumiini molekulis, mis määrab valkude peamised funktsionaalsed kohustused - osalemine ainevahetuses ja antitoksilise toime rakendamine. Albumiini funktsioone vereplasmas võib kujutada järgmiselt:

1. Osalemine vee metabolismis (albumiin säilitab vajaliku vedelikumahu, kuna need annavad kuni 80% vere kolloidse osmootse rõhu koguarvust);
2. Osalemine mitmesuguste ja eriti vees raskesti lahustuvate toodete, näiteks rasvade ja sapipigmendi - bilirubiini transportimisel (albumiini molekulidega seondunud bilirubiin muutub organismile kahjutuks ja selles olekus kandub üle maks);
3. Koostoime plasmasse sisenevate makro- ja mikroelementidega (kaltsium, magneesium, tsink jne), samuti paljude ravimitega;
4. Toksiliste toodete sidumine kudedes, kuhu need valgud kergesti tungivad;
5. Süsivesikute ülekanne;
6. Vabade rasvhapete sidumine ja ülekandmine - FA (kuni 80%), mis saadetakse maksa ja teistesse organitesse rasvaladudest ja vastupidi, FA ei näita agressiivsust punaste vereliblede (erütrotsüütide) suhtes ja hemolüüsi ei toimu;
7. Kaitse maksa parenhüümi rakkude rasvhepatoosi ja teiste parenhüümi organite degeneratsiooni (rasva) eest ning lisaks takistus aterosklerootiliste naastude tekkele;
8. Teatud ainete “käitumise” reguleerimine inimkehas (kuna seotud kujul ensüümide, hormoonide ja antibakteriaalsete ravimite aktiivsus väheneb, aitavad need valgud nende toimet õiges suunas suunata);
9. Katioonide ja anioonide optimaalse taseme tagamine plasmas, kaitse juhuslikult kehasse sattuvate raskmetallide soolade negatiivsete mõjude eest (need kompleksitakse nendega tioolrühmade abil), kahjulike ainete neutraliseerimine;
10. Immunoloogiliste reaktsioonide katalüüs (antigeen→antikeha);
11. Konstantse vere pH säilitamine (puhversüsteemi neljas komponent on plasmavalgud);
12. Aitab koevalkude “ehitamisel” (albumiin koos teiste valkudega moodustab “ehitusmaterjalide” reservi sellise olulise ülesande jaoks).

Albumiin sünteesitakse maksas. Selle valgu keskmine poolestusaeg on 2–2,5 nädalat, kuigi mõned “elavad” nädala, teised “töötavad” kuni 3-3,5 nädalat. Doonoriplasma valkude fraktsioneerimisel saadakse kõige väärtuslikum samanimeline terapeutiline ravim (5%, 10% ja 20% lahus). Albumiin on protsessi viimane fraktsioon, mistõttu selle tootmine nõuab märkimisväärseid tööjõu- ja materjalikulusid, seega ka ravivahendi maksumust.

Doonoralbumiini kasutamise näidustused on erinevad (enamasti üsna rasked) seisundid: suur, eluohtlik verekaotus, albumiini taseme langus ja kolloidse osmootse rõhu langus erinevate haiguste tõttu.

Globuliinid

Need valgud võtavad albumiiniga võrreldes väiksema osa, kuid on teiste valkude seas üsna märgatavad. Laboratoorsetes tingimustes jagatakse globuliinid viide fraktsiooni: α-1, α-2, β-1, β-2 ja γ-globuliinid. Tootmistingimustes eraldatakse gammaglobuliinid fraktsioonist II + III, et saada ravimeid, mida hiljem kasutatakse mitmesuguste immuunsüsteemi häiretega kaasnevate haiguste raviks.

mitmesugused plasmavalkude vormid

Erinevalt albumiinidest ei sobi vesi globuliinide lahustamiseks, kuna need ei lahustu selles, kuid neutraalsed soolad ja nõrgad alused on selle valgu lahuse valmistamiseks üsna sobivad.

Globuliinid on väga olulised plasmavalgud, enamasti on need ägeda faasi valgud. Hoolimata asjaolust, et nende sisaldus jääb 3% piiresse kõigist plasmavalkudest, lahendavad need inimkeha jaoks kõige olulisemad ülesanded:

• Alfa-globuliinid osalevad kõigis põletikulistes reaktsioonides (biokeemilises vereanalüüsis märgitakse α-fraktsiooni suurenemist);
• Alfa- ja beetaglobuliinid, mis on osa lipoproteiinidest, täidavad transpordifunktsioone (vabu rasvu ilmub plasmas väga harva, välja arvatud pärast ebatervislikku rasvast sööki, ning normaalsetes tingimustes on kolesterool ja teised lipiidid seotud globuliinidega ja moodustavad vees lahustuva vormi). mida on lihtne ühest elundist teise transportida);
• α- ja β-globuliinid osalevad kolesterooli metabolismis (vt ülal), mis määrab nende rolli ateroskleroosi tekkes, mistõttu pole üllatav, et lipiidide akumuleerumisega kaasneva patoloogia korral muutuvad beetafraktsiooni väärtused ülespoole. ;
• Globuliinid (alfa-1 fraktsioon) transpordivad B12-vitamiini ja teatud hormoone;
• Alfa-2-globuliin on osa haptoglobiinist, mis osaleb väga aktiivselt redoksprotsessides – see akuutse faasi valk seob vaba hemoglobiini ja seega takistab raua eemaldamist organismist;
• Mõned beetaglobuliinid koos gammaglobuliinidega lahendavad organismi immuunkaitse probleeme, see tähendab, et nad on immunoglobuliinid;
• Alfa, beeta-1 ja beeta-2 fraktsioonide esindajad transpordivad steroidhormoone, A-vitamiini (karoteeni), rauda (transferriin), vaske (tseruloplasmiini).

On ilmne, et nende rühmas erinevad globuliinid üksteisest mõnevõrra (peamiselt oma funktsionaalse eesmärgi poolest).

Tuleb märkida, et vanuse kasvades või teatud haiguste korral võib maks hakata tootma mitte täiesti normaalseid alfa- ja beetaglobuliine ning valgu makromolekuli muutunud ruumiline struktuur ei mõjuta globuliinide funktsionaalseid võimeid kõige paremini.

Gamma globuliinid

Gammaglobuliinid on vereplasma valgud, millel on madalaim elektroforeetiline liikuvus; need valgud moodustavad suurema osa looduslikest ja omandatud (immuun)antikehadest (AT). Gammaglobuliine, mis moodustuvad kehas pärast võõrantigeeniga kokkupuudet, nimetatakse immunoglobuliinideks (Ig). Praegu, tsütokeemiliste meetodite tulekuga laboriteenistusse, on saanud võimalikuks uurida seerumit, et määrata selles sisalduvaid immuunvalke ja nende kontsentratsioone. Kõigil immunoglobuliinidel ja neid on 5 klassi, ei ole sama kliiniline tähtsus, lisaks sõltub nende sisaldus plasmas vanusest ja muutustest erinevates olukordades (põletikulised haigused, allergilised reaktsioonid).

Tabel 2. Immunoglobuliinide klassid ja nende omadused

Immunoglobuliinide klass (Ig)	Plasma (seerumi) sisaldus, %	Peamine funktsionaalne eesmärk
G	OKEI. 75	Antitoksiinid, viiruste ja grampositiivsete mikroobide vastu suunatud antikehad;
A	OKEI. 13	Insulaarsed suhkurtõve vastased antikehad, kapslite mikroorganismide vastu suunatud antikehad;
M	OKEI. 12	Suund: viirused, gramnegatiivsed bakterid, Forsmani ja Wassermani antikehad.
E	0,0…	Reagins, spetsiifilised antikehad erinevate (spetsiifiliste) allergeenide vastu.
D	Embrüos, lastel ja täiskasvanutel on jälgi võimalik tuvastada	Ei võeta arvesse, kuna neil puudub kliiniline tähtsus.

Erinevate rühmade immunoglobuliinide kontsentratsioonil on märgatavad kõikumised noorema ja keskmise vanusekategooria lastel (peamiselt G-klassi immunoglobuliinide tõttu, kus täheldatakse üsna kõrgeid määrasid - kuni 16 g/l). Kuid pärast ligikaudu 10. eluaastat, kui vaktsineerimised on lõppenud ja suurematest lasteinfektsioonidest üle saadud, väheneb Ig (sh IgG) sisaldus ja jõuab täiskasvanute tasemeni:

IgM – 0,55 – 3,5 g/l;

IgA – 0,7 – 3,15 g/l;

IgG – 0,7 – 3,5 g/l;

Fibrinogeen

Esimene hüübimisfaktor (FI – fibrinogeen), mis trombi moodustumisel muutub fibriiniks, millest moodustub tromb (fibrinogeeni olemasolu plasmas eristab seda seerumist), viitab sisuliselt globuliinidele.

Fibrinogeen sadestatakse kergesti 5% etanooliga, mida kasutatakse valkude fraktsioneerimisel, samuti naatriumkloriidi poolküllastunud lahusega, plasma töötlemisel eetriga ja korduva külmutamisega. Fibrinogeen on termolabiilne ja koaguleerub täielikult temperatuuril 56 kraadi.

Ilma fibrinogeenita fibriin ei moodustu ja ilma selleta verejooks ei peatu. Selle valgu üleminek ja fibriini moodustumine toimub trombiini (fibrinogeen → vaheprodukt - fibrinogeen B → trombotsüütide agregatsioon → fibriin) osalusel. Hüübimisfaktori polümerisatsiooni algstaadiumid saab ümber pöörata, kuid fibriini stabiliseeriva ensüümi (fibrinaasi) toimel stabiliseerumine toimub ja pöördreaktsioon elimineeritakse.

Osalemine vere hüübimisreaktsioonis on fibrinogeeni peamine funktsionaalne eesmärk, kuid sellel on ka muid kasulikke omadusi, näiteks tugevdab ta oma ülesannete täitmisel veresoonte seinu, teeb väikeseid “parandusi”, kinnitub endoteeli ja sulgedes sellega pisipuudused, mis tekivad inimese elu jooksul.

Plasma valgud laboratoorsete näitajatena

Laboratoorsetes tingimustes saab plasmavalkude kontsentratsiooni määramiseks töötada plasmaga (veri võetakse antikoagulandiga katseklaasi) või kuiva anumasse kogutud testseerumiga. Seerumivalgud ei erine plasmavalkudest, välja arvatud fibrinogeen, mida, nagu teada, vereseerumis ei leidu ja mida ilma antikoagulandita kasutatakse trombi moodustamiseks. Peamised valgud muudavad oma digitaalseid väärtusi veres erinevate patoloogiliste protsesside käigus.

Albumiini kontsentratsiooni suurenemine seerumis (plasmas) on haruldane nähtus, mis ilmneb dehüdratsiooni või albumiini suurte kontsentratsioonide liigse tarbimise (intravenoosse manustamise) korral. Albumiini taseme langus võib viidata maksafunktsiooni langusele, neeruprobleemidele või seedetrakti häiretele.

Valgufraktsioonide suurenemine või vähenemine on iseloomulik paljudele patoloogilistele protsessidele, näiteks akuutse faasi valgud alfa-1- ja alfa-2-globuliinid, suurendades nende väärtusi, võivad viidata ägedale põletikulisele protsessile, mis lokaliseerub hingamisteede organites (bronhid, kopsud), mis mõjutab eritussüsteemi (neerud) või südamelihast. (müokardiinfarkt).

Eriline koht erinevate seisundite diagnoosimisel on gammaglobuliini (immunoglobuliini) fraktsioonil. Antikehade määramine aitab ära tunda mitte ainult nakkushaigust, vaid ka eristada selle staadiumi. Täpsemat infot erinevate valkude väärtuste muutuste kohta (proteinogramm) leiab lugeja eraldi rubriigist.

Kõrvalekalded fibrinogeeni normist väljenduvad hemokoagulatsioonisüsteemi häiretena, seetõttu on see valk kõige olulisem vere hüübimisvõime laboratoorsed näitajad (koagulogramm, hemostasiogramm).

Mis puutub teistesse inimorganismile olulistesse valkudesse, siis seerumit uurides võib teatud tehnikaid kasutades leida peaaegu kõiki, mis on haiguste diagnoosimiseks huvitavad. Näiteks arvutades proovis kontsentratsiooni (beeta-globuliin, akuutse faasi valk) ja pidades seda mitte ainult "kandjaks" (kuigi see on ilmselt esimene asi), saab arst teada raudhappe valkudega seondumise määra. punaste vereliblede poolt vabanev raud, sest Fe 3+, nagu teada, annab kehas vabas olekus esinedes väljendunud toksilise toime.

Seerumi uuring selle sisalduse määramiseks (ägeda faasi valk, metalloglükoproteiin, vase transporter) aitab diagnoosida sellist rasket patoloogiat nagu Konovalovi-Wilsoni tõbi (hepatotserebraalne degeneratsioon).

Seega on plasmat (seerumit) uurides võimalik selles määrata nii nende valkude sisaldus, mis on elutähtsad kui ka need, mis vereanalüüsis ilmnevad patoloogilise protsessi indikaatorina (näiteks).

Vereplasma on raviaine

Plasma kui raviaine valmistamine algas eelmise sajandi 30ndatel. Nüüd pole natiivset plasmat, mis on saadud moodustunud elementide spontaansel settimisel 2 päeva jooksul, pikka aega kasutatud. Uued vere eraldamise meetodid (tsentrifuugimine, plasmaferees) on asendanud vananenud. Pärast kogumist veri tsentrifuugitakse ja jagatakse komponentideks (plasma + moodustunud elemendid). Sel viisil saadud vere vedel osa tavaliselt külmutatakse (värske külmutatud plasma) ja hepatiidi, eriti C-hepatiidi nakatumise vältimiseks suunatakse karantiini hoidma. Selle bioloogilise söötme külmutamine ülimadalatel temperatuuridel võimaldab seda säilitada aasta või kauem ja seejärel kasutada ravimite (krüopretsipitaat, albumiin, gammaglobuliin, fibrinogeen, trombiin jne) valmistamiseks.

Praegu valmistatakse vere vedelat osa vereülekanneteks üha enam plasmafereesi teel, mis on doonorite tervisele kõige ohutum. Pärast tsentrifuugimist tagastatakse moodustunud elemendid intravenoosse manustamise teel ning vereloovutanud inimese organismis plasmas kadunud valgud taastuvad kiiresti ja taastuvad füsioloogiliselt normaalseks, häirimata seejuures organismi enda funktsioone.

Lisaks värskelt külmutatud plasmale, mida transfuseeritakse paljude patoloogiliste seisundite korral, kasutatakse raviainena immuunplasmat, mis saadakse pärast doonori immuniseerimist teatud vaktsiiniga, näiteks stafülokoki toksoidiga. Sellist plasmat, millel on kõrge stafülokokivastaste antikehade tiiter, kasutatakse ka stafülokokivastase gammaglobuliini (inimese antistafülokoki immunoglobuliini) valmistamiseks - ravim on üsna kallis, kuna selle tootmine (valkude fraktsioneerimine) nõuab märkimisväärset tööjõudu ja materjali. kulud. Ja selle tooraineks on vereplasma immuniseeritud annetajad.

Põletusvastane plasma on omamoodi immuunkeskkond. Pikka aega on täheldatud, et sellist õudust kogenud inimeste verel on algselt mürgised omadused, kuid kuu aja pärast hakatakse selles tuvastama põletusvastaseid toksiine (beeta- ja gammaglobuliinid), mis võivad aidata "õnnetuses sõpru" ägeda haiguse korral. põletushaiguse periood.

Loomulikult kaasnevad sellise abinõu hankimisega teatud raskused, hoolimata asjaolust, et taastumisperioodil täiendatakse vere kaotatud vedelat osa doonoriplasmaga, kuna põlenud inimeste kehas on valkude ammendumine. Kuid doonor peab olema täiskasvanud ja muidu terve ning tema plasmas peab olema teatud antikehade tiiter (vähemalt 1:16). Taastuva plasma immuunaktiivsus püsib umbes kaks aastat ja kuu aega pärast paranemist võib seda võtta taastusravi doonoritelt kompensatsioonita.

Hemostaatiline aine nimega krüopretsipitaat valmistatakse annetatud vereplasmast hemofiiliat või muud hüübimispatoloogiat põdevatele inimestele, millega kaasneb antihemofiilse faktori (FVIII), von Willebrandi faktori (VWF) ja fibrinaasi (XIII, FXIII faktor) vähenemine. Selle toimeaine on VIII hüübimisfaktor.

Video: vereplasma kogumise ja kasutamise kohta

Plasmavalkude tööstuslik fraktsioneerimine

Samal ajal ei ole terve plasma kasutamine tänapäevastes tingimustes alati õigustatud. Pealegi nii terapeutilisest kui majanduslikust vaatenurgast. Igal plasmavalgul on oma ainulaadsed füüsikalis-keemilised ja bioloogilised omadused. Ja nii väärtuslikku toodet mõtlematult inimesele, kes vajab konkreetset plasmavalku, mitte kogu plasmat, pole mõtet ja pealegi on see materiaalses mõttes kallis. See tähendab, et sama annus vere vedelat osa, mis on jagatud komponentideks, võib olla kasulik mitmele patsiendile, mitte ühele patsiendile, kes vajab eraldi ravimit.

Ravimite tööstuslikku tootmist tunnustasid maailmas pärast sellesuunalist arengut Harvardi ülikooli teadlased (1943). Plasmavalkude fraktsioneerimine põhineb Kohni meetodil, mille põhiolemus on valgufraktsioonide sadestamine etüülalkoholi järkjärgulise lisamisega (kontsentratsioon esimesel etapil - 8%, viimasel etapil - 40%) madalal temperatuuril. tingimused (-3ºС - esimene etapp, -5ºС - viimane) . Muidugi on meetodit korduvalt muudetud, kuid ka praegu (erinevates modifikatsioonides) kasutatakse seda veretoodete saamiseks üle kogu planeedi. Siin on selle lühike diagramm:

• Esimeses etapis valk sadestatakse fibrinogeen(sete I) - see toode läheb pärast spetsiaalset töötlemist meditsiinivõrku oma nime all või lisatakse verejooksu peatamise komplekti, mida nimetatakse "Fibrinostaat");
• Protsessi teist etappi esindab supernatant II + III ( protrombiin, beeta- ja gammaglobuliinid) – seda fraktsiooni kasutatakse ravimi nimega normaalne inimese gammaglobuliin, või vabastatakse abinõuna nimega antistafülokoki gammaglobuliin. Igal juhul on teises etapis saadud supernatandist võimalik valmistada ravim, mis sisaldab suures koguses antimikroobseid ja viirusevastaseid antikehi;
• Protsessi kolmas ja neljas etapp on vajalikud, et jõuda settesse V ( albumiin+ globuliinide segu);
• 97 – 100% albumiin tuleb välja alles viimases etapis, pärast mida peate albumiiniga pikka aega töötama, kuni see jõuab meditsiiniasutustesse (5, 10, 20% albumiini).

Kuid see on vaid lühike diagramm; selline tootmine võtab tegelikult palju aega ja nõuab paljude erineva kvalifikatsiooniga töötajate osalemist. Protsessi kõigis etappides on tulevane kõige väärtuslikum ravim erinevate laborite (kliiniline, bakterioloogiline, analüütiline) pideva kontrolli all, sest kõik veretoote parameetrid väljalaskeavas peavad rangelt vastama kõikidele transfusioonikeskkonna omadustele.

Seega võib plasma lisaks sellele, et veres tagab organismi normaalse funktsioneerimise, olla ka oluliseks tervislikku seisundit näitavaks diagnostiliseks kriteeriumiks või oma ainulaadseid omadusi kasutades päästa teiste inimeste elusid. Ja see kõik pole seotud vereplasmaga. Me ei andnud täielikku kirjeldust kõigist selle valkudest, makro- ja mikroelementidest ega kirjeldanud põhjalikult selle funktsioone, sest kõik vastused ülejäänud küsimustele on leitavad VesselInfo lehtedelt.