De toestand van plasma wordt vrijwel unaniem aanvaard wetenschappelijke gemeenschap als de vierde aggregatietoestand. Rond deze toestand is er zelfs een aparte wetenschap gevormd die dit fenomeen bestudeert: plasmafysica. De toestand van plasma of geïoniseerd gas wordt weergegeven als een reeks geladen deeltjes, waarvan de totale lading in elk volume van het systeem nul is - een quasineutraal gas.

Er is ook gasontladingsplasma, dat ontstaat tijdens een gasontlading. Wanneer een elektrische stroom door een gas gaat, ioniseert de eerste het gas, waarvan de geïoniseerde deeltjes de stroom dragen. Dit is hoe plasma wordt verkregen onder laboratoriumomstandigheden, waarvan de mate van ionisatie kan worden gecontroleerd door de huidige parameters te wijzigen. In tegenstelling tot plasma op hoge temperatuur wordt gasontladingsplasma echter verwarmd door stroom en koelt het daarom snel af bij interactie met ongeladen deeltjes van het omringende gas.

Elektrische boog - geïoniseerd quasi-neutraal gas

Eigenschappen en parameters van plasma

In tegenstelling tot een gas heeft een stof in plasmatoestand een zeer hoge elektrische geleidbaarheid. En hoewel de totale elektrische lading van het plasma doorgaans nul is, wordt deze aanzienlijk beïnvloed magnetisch veld, die in staat is om stralen van dergelijke materie te laten stromen en deze in lagen te verdelen, zoals waargenomen in de zon.

Spicules zijn stromen van zonneplasma

Een andere eigenschap die plasma van gas onderscheidt, is collectieve interactie. Als gasdeeltjes meestal met z'n tweeën botsen, en af ​​en toe slechts een botsing van drie deeltjes wordt waargenomen, dan interageren plasmadeeltjes, vanwege de aanwezigheid van elektromagnetische ladingen, gelijktijdig met meerdere deeltjes.

Afhankelijk van de parameters is plasma verdeeld in de volgende klassen:

• Op temperatuur: lage temperatuur - minder dan een miljoen Kelvin, en hoge temperatuur - een miljoen Kelvin of meer. Eén van de redenen voor het bestaan ​​van een dergelijke scheiding is dat alleen plasma op hoge temperatuur kan deelnemen aan thermonucleaire fusie.
• Evenwicht en niet-evenwicht. Een stof in plasmatoestand, waarbij de temperatuur van de elektronen aanzienlijk hoger is dan de temperatuur van de ionen, wordt niet-evenwicht genoemd. In het geval dat de temperatuur van elektronen en ionen hetzelfde is, spreken we van een evenwichtsplasma.
• Volgens de mate van ionisatie: sterk geïoniseerd en plasma met een lage ionisatiegraad. Feit is dat zelfs een geïoniseerd gas, waarvan 1% van de deeltjes geïoniseerd is, enkele eigenschappen van plasma vertoont. Plasma wordt echter gewoonlijk een volledig geïoniseerd gas genoemd (100%). Een voorbeeld van een stof in deze toestand is zonnematerie. De mate van ionisatie is rechtstreeks afhankelijk van de temperatuur.

Sollicitatie

Plasma heeft zijn grootste toepassing gevonden in de verlichtingstechnologie: in gasontladingslampen, schermen en diverse gasontladingsapparaten, zoals een spanningsstabilisator of een microgolfstralingsgenerator. Terugkerend naar verlichting - alle gasontladingslampen zijn gebaseerd op de stroom van stroom door een gas, wat ionisatie van dit laatste veroorzaakt. Een plasmascherm, populair in de technologie, is een reeks gasontladingskamers gevuld met sterk geïoniseerd gas. De elektrische ontlading die in dit gas optreedt, genereert ultraviolette straling, die door de fosfor wordt geabsorbeerd en deze vervolgens in het zichtbare bereik doet gloeien.

Het tweede toepassingsgebied van plasma is de ruimtevaart, en meer specifiek plasmamotoren. Dergelijke motoren werken op basis van een gas, meestal xenon, dat in een gasontladingskamer sterk geïoniseerd wordt. Als gevolg van dit proces vormen zware xenon-ionen, die ook worden versneld door het magnetische veld, een krachtige stroom die motorkracht creëert.

De grootste hoop wordt gevestigd op plasma – als “brandstof” voor een thermonucleaire reactor. Omdat ze de fusieprocessen van atoomkernen die op de zon voorkomen, willen herhalen, werken wetenschappers aan het verkrijgen van fusie-energie uit plasma. Binnen zo’n reactor bevindt een sterk verhitte substantie (deuterium, tritium of zelfs) zich in een plasmatoestand, en vanwege de elektromagnetische eigenschappen, wordt vastgehouden vanwege het magnetische veld. De vorming van zwaardere elementen uit het initiële plasma vindt plaats met het vrijkomen van energie.

Plasmaversnellers worden ook gebruikt in experimenten met hoge energiefysica.

Plasma in de natuur

De toestand van plasma is de meest voorkomende vorm van materie en vertegenwoordigt ongeveer 99% van de massa van het hele heelal. De materie van elke ster is een stolsel van plasma met een hoge temperatuur. Naast sterren bestaat er ook interstellair lage-temperatuurplasma dat de ruimte vult.

Het duidelijkste voorbeeld is de ionosfeer van de aarde, die een mengsel is van neutrale gassen (zuurstof en stikstof), evenals sterk geïoniseerd gas. De ionosfeer wordt gevormd als gevolg van gasbestraling zonnestraling. De interactie van kosmische straling met de ionosfeer leidt tot de aurora.

Op aarde kan plasma worden waargenomen op het moment van een blikseminslag. Een elektrische vonklading die in de atmosfeer stroomt, ioniseert het gas langs zijn pad sterk, waardoor een plasma wordt gevormd. Opgemerkt moet worden dat ‘volledig’ plasma, als een reeks individueel geladen deeltjes, wordt gevormd bij temperaturen boven 8.000 graden Celsius. Om deze reden is de bewering dat vuur (waarvan de temperatuur niet hoger is dan 4000 graden) plasma is, slechts een populaire misvatting.

De tijd dat plasma werd geassocieerd met iets onwerkelijks, onbegrijpelijks en fantastisch is al lang voorbij. Tegenwoordig wordt dit concept actief gebruikt. Plasma wordt in de industrie gebruikt. Het wordt het meest gebruikt in de verlichtingstechnologie. Een voorbeeld zijn gasontladingslampen die straten verlichten. Maar het zit ook in fluorescentielampen. Het bestaat ook bij elektrisch lassen. Een lasboog is immers een plasma dat wordt gegenereerd door een plasmatoorts. Er zijn nog veel meer voorbeelden te geven.

Plasmafysica is een belangrijke tak van de wetenschap. Daarom is het de moeite waard om de basisconcepten die ermee verband houden te begrijpen. Dit is waar ons artikel aan is gewijd.

Definitie en soorten plasma

Wat er in de natuurkunde gegeven wordt, is vrij duidelijk. Plasma is een toestand van materie wanneer deze een aanzienlijk (vergelijkbaar met het totale aantal deeltjes) aantal geladen deeltjes (dragers) bevat die zich min of meer vrij in de substantie kunnen bewegen. De volgende hoofdtypen plasma in de natuurkunde kunnen worden onderscheiden. Als de dragers tot deeltjes van hetzelfde type behoren (en deeltjes met het tegenovergestelde ladingsteken, die het systeem neutraliseren, geen bewegingsvrijheid hebben), wordt dit ééncomponent genoemd. IN tegenovergestelde geval het is twee- of meercomponenten.

Plasma-functies

Daarom hebben we het concept van plasma kort beschreven. Natuurkunde is een exacte wetenschap, dus je kunt niet zonder definities. Laten we het nu hebben over de belangrijkste kenmerken van deze toestand van de materie.

In de natuurkunde het volgende. Allereerst vindt in deze toestand, onder invloed van toch al kleine elektromagnetische krachten, een beweging van dragers plaats - een stroom die op deze manier stroomt totdat deze krachten verdwijnen als gevolg van de afscherming van hun bronnen. Daarom komt het plasma uiteindelijk in een toestand waarin het quasi-neutraal is. Met andere woorden: de volumes groter dan een bepaalde microscopische waarde hebben geen lading. Het tweede kenmerk van plasma houdt verband met het langeafstandskarakter van de Coulomb- en Ampere-krachten. Het ligt in het feit dat bewegingen in deze toestand in de regel collectief van aard zijn, waarbij een groot aantal geladen deeltjes betrokken zijn. Dit zijn de basiseigenschappen van plasma in de natuurkunde. Het zou nuttig zijn om ze te onthouden.

Beide kenmerken leiden ertoe dat de plasmafysica ongewoon rijk en divers is. De meest opvallende manifestatie ervan is het gemak waarmee verschillende soorten instabiliteiten optreden. Ze vormen een ernstig obstakel dat het moeilijk maakt praktisch gebruik plasma. Natuurkunde is een wetenschap die voortdurend evolueert. Daarom kan men hopen dat deze obstakels na verloop van tijd zullen worden geëlimineerd.

Plasma in vloeistoffen

We gaan verder met specifieke voorbeelden van structuren en beginnen met het beschouwen van plasma-subsystemen in gecondenseerde materie. Onder de vloeistoffen moet men allereerst - een voorbeeld dat overeenkomt met het plasmasubsysteem - een uit één component bestaand plasma van elektronendragers noemen. Strikt genomen zou de categorie die voor ons van belang is, elektrolytvloeistoffen moeten omvatten waarin zich dragers bevinden - ionen van beide tekens. Om verschillende redenen vallen elektrolyten echter niet in deze categorie. Eén daarvan is dat de elektrolyt geen lichte, mobiele dragers zoals elektronen bevat. Daarom zijn de bovenstaande plasma-eigenschappen veel minder uitgesproken.

Plasma in kristallen

Plasma in kristallen heeft een speciale naam: plasma in vaste toestand. Hoewel ionische kristallen ladingen hebben, zijn ze onbeweeglijk. Daarom is er daar geen plasma. In metalen zijn er geleidbaarheiden die een één-component plasma vormen. De lading wordt gecompenseerd door de lading van onbeweeglijke (meer precies, niet in staat om over lange afstanden te bewegen) ionen.

Plasma in halfgeleiders

Gezien de basisprincipes van de plasmafysica moet worden opgemerkt dat de situatie in halfgeleiders diverser is. Laten we het kort beschrijven. Eéncomponentplasma in deze stoffen kan ontstaan ​​als er geschikte onzuiverheden in worden gebracht. Als onzuiverheden gemakkelijk elektronen (donoren) afstaan, verschijnen er n-type dragers - elektronen -. Als onzuiverheden daarentegen gemakkelijk elektronen (acceptoren) selecteren, verschijnen p-type dragers - gaten (lege ruimtes in de elektronenverdeling), die zich gedragen als deeltjes met een positieve lading. In halfgeleiders ontstaat op nog eenvoudiger wijze een tweecomponentenplasma, gevormd door elektronen en gaten. Het verschijnt bijvoorbeeld onder invloed van lichtpompen, waarbij elektronen van de valentieband in de geleidingsband worden geworpen. Merk op dat onder bepaalde omstandigheden elektronen en gaten die tot elkaar worden aangetrokken een gebonden toestand kunnen vormen die lijkt op een waterstofatoom: een exciton, en als het pompen intens is en de dichtheid van excitonen hoog is, dan zullen ze samensmelten en een druppel vormen. elektron-gat vloeistof. Soms wordt deze toestand beschouwd als een nieuwe toestand van de materie.

Gasionisatie

De gegeven voorbeelden hadden betrekking op speciale gelegenheden plasmatoestand, en plasma in zijn pure vorm wordt genoemd. Veel factoren kunnen tot de ionisatie ervan leiden: elektrisch veld(gasontlading, onweer), lichtstroom (foto-ionisatie), snelle deeltjes (straling van radioactieve bronnen, kosmische straling, die werden ontdekt door de mate van ionisatie te verhogen met de hoogte). De belangrijkste factor is echter de verwarming van het gas (thermische ionisatie). In dit geval de scheiding van een elektron uit de botsing met laatstgenoemde van een ander gasdeeltje dat voldoende kinetische energie heeft vanwege de hoge temperatuur.

Plasma op hoge en lage temperatuur

De fysica van plasma bij lage temperaturen is iets waar we bijna elke dag mee in aanraking komen. Voorbeelden van een dergelijke toestand zijn vlammen, materie in een gasontlading en bliksem, verschillende soorten koud kosmisch plasma (ionen- en magnetosferen van planeten en sterren), werkstoffen in verschillende technische apparaten(MHD-generatoren, branders, enz.). Voorbeelden van plasma op hoge temperatuur zijn de materie van sterren in alle stadia van hun evolutie, behalve vroege kinderjaren en ouderdom, werkstof in gecontroleerde thermonucleaire fusie-installaties (tokamaks, laserapparaten, straalapparaten, enz.).

Vierde toestand van de materie

Anderhalve eeuw geleden geloofden veel natuur- en scheikundigen dat materie alleen uit moleculen en atomen bestond. Ze worden gecombineerd tot combinaties die ofwel volledig wanordelijk ofwel min of meer geordend zijn. Men geloofde dat er drie fasen waren: gasvormig, vloeibaar en vast. Stoffen nemen ze op onder invloed van externe omstandigheden.

Momenteel kunnen we echter zeggen dat er vier toestanden van materie zijn. Het is plasma dat als nieuw kan worden beschouwd, de vierde. Het verschil met gecondenseerde (vaste en vloeibare) toestanden is dat het, net als een gas, niet alleen een schuifelasticiteit heeft, maar ook een vast intrinsiek volume. Aan de andere kant is plasma gerelateerd aan de gecondenseerde toestand door de aanwezigheid van orde op korte afstand, dat wil zeggen de correlatie van de posities en samenstelling van deeltjes grenzend aan een gegeven plasmalading. In dit geval wordt een dergelijke correlatie niet gegenereerd door intermoleculaire, maar door Coulomb-krachten: een gegeven lading stoot ladingen met dezelfde naam af als zichzelf en trekt ladingen met dezelfde naam aan.

Plasmafysica werd door ons kort besproken. Dit onderwerp is vrij uitgebreid, dus we kunnen alleen maar zeggen dat we de basis hebben behandeld. Plasmafysica verdient zeker verdere overweging.

Dezelfde stof in de natuur heeft het vermogen om zijn eigenschappen radicaal te variëren, afhankelijk van temperatuur en druk. Een uitstekend voorbeeld hiervan is water, dat in de vorm bestaat hard ijs, vloeistoffen en stoom. Dit zijn drie geaggregeerde toestanden van een bepaalde stof, die dat wel heeft chemische formule H 2 O. Andere stoffen in Natuurlijke omstandigheden in staat zijn hun kenmerken op een vergelijkbare manier te veranderen. Maar naast de genoemde is er nog een andere aggregatietoestand in de natuur: plasma. Het is vrij zeldzaam in aardse omstandigheden en begiftigd met bijzondere eigenschappen.

Moleculaire structuur

Waarvan zijn de vier toestanden van materie waarin materie zich bevindt afhankelijk? Van de interactie van de elementen van het atoom en de moleculen zelf, begiftigd met de eigenschappen van wederzijdse afstoting en aantrekking. Deze krachten zijn zelfcompenserend in de vaste toestand, waar de atomen geometrisch correct zijn gerangschikt en een kristalrooster vormen. Tegelijkertijd is het materiële object in staat beide bovengenoemde kwalitatieve kenmerken te behouden: volume en vorm.

Maar zodra de kinetische energie van de moleculen toeneemt en chaotisch beweegt, vernietigen ze de gevestigde orde en veranderen ze in vloeistoffen. Ze zijn vloeibaar en worden gekenmerkt door de afwezigheid van geometrische parameters. Maar tegelijkertijd behoudt deze stof zijn vermogen om het totale volume niet te veranderen. In gasvormige toestand wederzijdse aantrekkingskracht tussen moleculen is volledig afwezig, dus het gas heeft geen vorm en heeft de mogelijkheid tot onbeperkte expansie. Maar de concentratie van de stof daalt aanzienlijk. De moleculen zelf veranderen niet onder normale omstandigheden. Dit is het belangrijkste kenmerk van de eerste drie van de vier toestanden van materie.

Transformatie van staten

Het proces waarbij een vaste stof in andere vormen wordt omgezet, kan worden uitgevoerd door de temperatuur geleidelijk te verhogen en de druk te variëren. In dit geval zullen overgangen abrupt plaatsvinden: de afstand tussen moleculen zal merkbaar toenemen, intermoleculaire bindingen zullen worden vernietigd met een verandering in dichtheid, entropie en de hoeveelheid vrije energie. Het is ook mogelijk dat een vaste stof direct in een gasvorm wordt omgezet, waarbij tussenstappen worden omzeild. Het heet sublimatie. Een dergelijk proces is heel goed mogelijk onder normale aardse omstandigheden.

Maar wanneer temperatuur- en drukindicatoren kritische niveaus bereiken, neemt de interne energie van de substantie zo sterk toe dat elektronen, die met een razendsnelle snelheid bewegen, hun intra-atomaire banen verlaten. In dit geval worden positieve en negatieve deeltjes gevormd, maar hun dichtheid in de resulterende structuur blijft vrijwel hetzelfde. Er ontstaat dus plasma - een aggregatietoestand van een substantie die in feite een gas is, geheel of gedeeltelijk geïoniseerd, waarvan de elementen het vermogen hebben om over lange afstanden met elkaar te communiceren.

Plasma van de ruimte op hoge temperatuur

Plasma is in de regel een neutrale substantie, hoewel het uit geladen deeltjes bestaat, omdat de positieve en negatieve elementen daarin, die qua hoeveelheid ongeveer gelijk zijn, elkaar compenseren. Deze aggregatietoestand komt onder normale aardse omstandigheden minder vaak voor dan de eerder genoemde toestanden. Maar desondanks bestaan ​​de meeste kosmische lichamen uit natuurlijk plasma.

Een voorbeeld hiervan is de zon en andere talrijke sterren van het heelal. De temperaturen zijn er fantastisch hoog. Op het oppervlak van het hoofdlichaam van ons planetenstelsel bereiken ze immers 5.500°C. Dit is ruim vijftig keer hoger dan de parameters die nodig zijn om water te laten koken. In het midden van de vuurspuwende bal bedraagt ​​de temperatuur 15.000.000°C. Het is niet verrassend dat gassen (voornamelijk waterstof) daar worden geïoniseerd en reiken staat van aggregatie plasma.

Lage temperatuur plasma in de natuur

Het interstellaire medium dat de galactische ruimte vult, bestaat ook uit plasma. Maar het verschilt van de eerder beschreven hogetemperatuurvariëteit. Zo'n stof bestaat uit geïoniseerde materie die ontstaat door straling van sterren. Dit is plasma op lage temperatuur. Op dezelfde manier creëren de zonnestralen, die de grenzen van de aarde bereiken, de ionosfeer en de stralingsgordel erboven, bestaande uit plasma. De verschillen zitten alleen in de samenstelling van de stof. Hoewel alle elementen die in het periodiek systeem worden gepresenteerd, zich in een vergelijkbare staat kunnen bevinden.

Plasma in het laboratorium en de toepassing ervan

Volgens de wetten kan dit gemakkelijk worden bereikt onder de ons bekende omstandigheden. Bij het uitvoeren van laboratoriumexperimenten zijn een condensator, diode en weerstand in serie geschakeld voldoende. Zo'n circuit wordt gedurende een seconde verbonden met een stroombron. En als je een metalen oppervlak met draden aanraakt, worden de deeltjes ervan zelf, evenals de damp- en luchtmoleculen die zich in de buurt bevinden, geïoniseerd en bevinden ze zich in de geaggregeerde toestand van plasma. Soortgelijke eigenschappen van materie worden gebruikt om xenon- en neonschermen en lasmachines te maken.

Plasma en natuurlijke fenomenen

Onder natuurlijke omstandigheden kan plasma in licht worden waargenomen Noorderlicht en tijdens een onweersbui in de vorm van bolbliksem. Uitleg voor sommigen natuurlijk fenomeen, waaraan voorheen mystieke eigenschappen werden toegeschreven, heeft nu gegeven moderne natuurkunde. Plasma dat zich vormt en gloeit aan de uiteinden van hoge en scherpe voorwerpen (masten, torens, enorme bomen) onder een bijzondere toestand van de atmosfeer, werd het eeuwen geleden door zeelieden gezien als een voorbode van geluk. Dat is de reden waarom dit fenomeen ‘St. Elmo’s Vuur’ werd genoemd.

Toen reizigers tijdens een onweersbui een corona-ontlading zagen in de vorm van lichtgevende kwastjes of balken, beschouwden ze dit als een goed voorteken, omdat ze zich realiseerden dat ze gevaar hadden vermeden. Het is niet verrassend, omdat objecten die boven het water uitstijgen en geschikt zijn voor 'tekenen van een heilige', de nadering van een schip naar de kust kunnen aangeven of een ontmoeting met andere schepen kunnen voorspellen.

Geen evenwichtsplasma

De bovenstaande voorbeelden laten op welsprekende wijze zien dat het niet nodig is om een ​​stof tot fantastische temperaturen te verwarmen om de plasmatoestand te bereiken. Voor ionisatie is het voldoende om de kracht van een elektromagnetisch veld te gebruiken. Tegelijkertijd zwaar bestanddelen materie (ionen) verwerven geen noemenswaardige energie, omdat de temperatuur tijdens dit proces wellicht niet hoger is dan enkele tientallen graden Celsius. Onder dergelijke omstandigheden bewegen lichte elektronen, die zich losmaken van het hoofdatoom, veel sneller dan meer inerte deeltjes.

Dergelijk koud plasma wordt niet-evenwicht genoemd. Naast plasma-tv's en neonlampen wordt het ook gebruikt bij de water- en voedselzuivering en wordt het gebruikt voor desinfectie voor medische doeleinden. Bovendien kan koud plasma chemische reacties helpen versnellen.

Principes van gebruik

Een uitstekend voorbeeld van hoe kunstmatig gecreëerd plasma wordt gebruikt ten behoeve van de mensheid is de vervaardiging van plasmamonitors. De cellen van een dergelijk scherm zijn begiftigd met het vermogen om licht uit te zenden. Het paneel is een soort “sandwich” van dicht bij elkaar geplaatste glasplaten. Daartussen zijn dozen geplaatst met een mengsel van inerte gassen. Ze kunnen neon, xenon, argon zijn. En blauwe, groene en rode fosforen worden op het binnenoppervlak van de cellen aangebracht.

Buiten de cellen worden geleidende elektroden aangesloten, waartussen een spanning ontstaat. Hierdoor ontstaat er een elektrisch veld en worden gasmoleculen geïoniseerd. Het resulterende plasma zendt ultraviolette stralen uit, die worden geabsorbeerd door fosforen. Hierdoor treedt het fenomeen fluorescentie op via de uitgezonden fotonen. Vanwege complexe verbinding stralen in de ruimte verschijnen een helder beeld van een grote verscheidenheid aan tinten.

Plasma-verschrikkingen

Deze vorm van materie krijgt een dodelijk uiterlijk tijdens nucleaire explosie. Tijdens dit ongecontroleerde proces met de afgifte wordt plasma in grote volumes gevormd enorme hoeveelheid verschillende types energie. Als gevolg van de activering van de ontsteker barst deze uit en verwarmt de omringende lucht in de eerste seconden tot gigantische temperaturen. Op deze plaats een dodelijke vuur bal, die in een indrukwekkend tempo groeit. Het zichtbare gebied van de heldere bol wordt vergroot door geïoniseerde lucht. Stolsels, trekjes en stralen explosieplasma vormen een schokgolf.

In eerste instantie absorbeert de lichtgevende bal, die vooruitgaat, onmiddellijk alles op zijn pad. Niet alleen menselijke botten en weefsels veranderen in stof, maar ook vaste rotsen, en zelfs de meest duurzame kunstmatige structuren en voorwerpen worden vernietigd. Gepantserde deuren naar veilige schuilplaatsen redden je niet; tanks en ander militair materieel worden verpletterd.

Plasma lijkt qua eigenschappen op een gas omdat het geen specifieke vorm en volume heeft, waardoor het voor onbepaalde tijd kan uitzetten. Om deze reden zijn veel natuurkundigen van mening dat dit niet als een afzonderlijke aggregatietoestand moet worden beschouwd. De aanzienlijke verschillen met alleen heet gas zijn echter duidelijk. Deze omvatten: het vermogen om elektrische stromen te geleiden en blootstelling aan magnetische velden, instabiliteit en het vermogen van de samenstellende deeltjes om verschillende snelheden en temperaturen te hebben, terwijl ze collectief met elkaar interageren.

Bloedplasma: samenstellende elementen (stoffen, eiwitten), functies in het lichaam, gebruik

Bloedplasma is de eerste (vloeibare) component van het meest waardevolle biologische medium dat bloed wordt genoemd. Bloedplasma neemt tot 60% van het totale bloedvolume in beslag. Het tweede deel (40 - 45%) van de vloeistof die in de bloedbaan circuleert, wordt opgenomen door gevormde elementen: rode bloedcellen, leukocyten, bloedplaatjes.

De samenstelling van bloedplasma is uniek. Wat is er niet? Verschillende eiwitten, vitamines, hormonen, enzymen - in het algemeen alles dat elke seconde het leven van het menselijk lichaam verzekert.

Samenstelling van bloedplasma

De geelachtige transparante vloeistof die vrijkomt bij de vorming van een bundel in een reageerbuis is plasma? Nee dit is bloed serum, waarin geen gecoaguleerd eiwit (factor I) aanwezig is, gaat het in een stolsel. Als je echter bloed in een reageerbuisje met een antistollingsmiddel doet, zal het (het bloed) niet stollen, en na een tijdje zullen de zwaar gevormde elementen naar de bodem zinken en zal er ook een gelige vloeistof bovenop blijven. maar enigszins troebel, in tegenstelling tot serum, hier is het en daar is bloed plasma, waarvan de troebelheid wordt veroorzaakt door de eiwitten die het bevat, in het bijzonder fibrinogeen (FI).

De samenstelling van bloedplasma valt op door zijn diversiteit. Naast water, dat 90-93% uitmaakt, bevat het componenten van eiwit- en niet-eiwitachtige aard (tot 10%):

plasma in de algemene samenstelling van bloed

• , die 7-8% van het totale volume van het vloeibare deel van het bloed in beslag nemen (1 liter plasma bevat 65 tot 85 gram eiwitten, de norm van het totale eiwit in het bloed in een biochemische analyse: 65-85 g /l). De belangrijkste plasma-eiwitten worden herkend (tot 50% van alle eiwitten of 40 - 50 g/l), (≈ 2,7%) en fibrinogeen;
• Andere eiwitsubstanties (complementcomponenten, koolhydraat-eiwitcomplexen, enz.);
• Biologisch actieve stoffen(enzymen, hematopoietische factoren - hemocytokines, hormonen, vitamines);
• Peptiden met een laag molecuulgewicht zijn cytokinen. Dit zijn in principe eiwitten, maar met een laag molecuulgewicht worden ze voornamelijk door lymfocyten geproduceerd, hoewel hierbij ook andere bloedcellen betrokken zijn. Ondanks hun “kleine gestalte” zijn cytokines begiftigd met de belangrijkste functies; ze interageren tussen het immuunsysteem en andere systemen bij het teweegbrengen van een immuunrespons;
• Koolhydraten die deelnemen aan metabolische processen die voortdurend plaatsvinden in een levend organisme;
• Producten verkregen als gevolg van deze metabolische processen, die vervolgens door de nieren worden verwijderd (enz.);
• De overgrote meerderheid van de elementen van de tabel van Mendelejev worden verzameld in bloedplasma. Het is waar dat sommige vertegenwoordigers van anorganische aard (kalium, jodium, calcium, zwavel, enz.) in de vorm van circulerende kationen en anionen gemakkelijk kunnen worden geteld, andere (vanadium, kobalt, germanium, titanium, arseen, enz.) - vanwege hun kleine hoeveelheden zijn moeilijk te berekenen. Ondertussen bedraagt ​​het aandeel van alle chemische elementen in plasma 0,85 tot 0,9%.

Plasma is dus een zeer complex colloïdaal systeem waarin alles wat zich in het menselijk lichaam en het zoogdierlichaam bevindt en alles dat wordt voorbereid om daaruit te worden verwijderd, “zweeft”.

Water is een bron van H2O voor alle cellen en weefsels, omdat het in zulke grote hoeveelheden in het plasma aanwezig is, dat het zorgt voor een normaal bloeddrukniveau (BP) en een min of meer constant circulerend bloedvolume (CBV) in stand houdt.

Verschillend in aminozuurresiduen, fysische en chemische eigenschappen en andere kenmerken: eiwitten vormen de basis van het lichaam en voorzien het van leven. Door plasma-eiwitten in fracties te verdelen, kun je de inhoud van individuele eiwitten, met name albuminen en globulinen, in het bloedplasma achterhalen. Dit gebeurt voor diagnostische doeleinden in laboratoria, en dit gebeurt op industriële schaal om zeer waardevolle medicijnen te verkrijgen.

Van de minerale verbindingen behoort het grootste aandeel in de samenstelling van bloedplasma tot natrium en chloor (Na en Cl). Deze twee elementen nemen elk ≈0,3% van de minerale samenstelling van plasma in beslag, dat wil zeggen dat ze als het ware de belangrijkste zijn, die vaak worden gebruikt om het circulerende bloedvolume (CBV) aan te vullen tijdens bloedverlies. In dergelijke gevallen wordt een toegankelijk en goedkoop medicijn bereid en getransfundeerd: een isotone natriumchloride-oplossing. Tegelijkertijd wordt een 0,9% NaCl-oplossing fysiologisch genoemd, wat niet helemaal waar is: een fysiologische oplossing moet naast natrium en chloor ook andere macro- en micro-elementen bevatten (overeenkomend met minerale samenstelling plasma).

Video: wat is bloedplasma

De functies van bloedplasma worden verzorgd door eiwitten

De functies van bloedplasma worden bepaald door de samenstelling ervan, voornamelijk eiwitten. Deze kwestie zal in meer detail worden besproken in de onderstaande paragrafen die zijn gewijd aan de belangrijkste plasma-eiwitten, maar let er kort op de belangrijkste taken die deze oplost biologisch materiaal, niet voorkomen. De belangrijkste functies van bloedplasma zijn dus:

1. Transport (albumine, globulinen);
2. Ontgifting (albumine);
3. Beschermend (globulinen – immunoglobulinen);
4. Stolling (fibrinogeen, globulinen: alfa-1-globuline - protrombine);
5. Regulering en coördinatie (albumine, globulinen);

Dit gaat kort over het functionele doel van de vloeistof, die als onderdeel van het bloed voortdurend door de bloedvaten beweegt en de normale werking van het lichaam garandeert. Maar toch hadden sommige componenten ervan meer aandacht moeten krijgen, wat heeft de lezer bijvoorbeeld geleerd over bloedplasma-eiwitten, nadat hij zo weinig informatie had ontvangen? Maar zij zijn het die vooral de genoemde problemen (functies van bloedplasma) oplossen.

bloedplasma-eiwitten

Natuurlijk is het waarschijnlijk moeilijk om de meest volledige hoeveelheid informatie te geven, waarbij alle kenmerken van de eiwitten die in plasma aanwezig zijn, worden besproken in een klein artikel gewijd aan het vloeibare deel van het bloed. Ondertussen is het heel goed mogelijk om de lezer kennis te laten maken met de kenmerken van de belangrijkste eiwitten (albumine, globulinen, fibrinogeen - ze worden beschouwd als de belangrijkste plasma-eiwitten) en de eigenschappen van enkele andere stoffen van eiwitaard te noemen. Bovendien zorgen ze (zoals hierboven vermeld) voor de hoogwaardige uitvoering van hun functionele taken met deze waardevolle vloeistof.

De belangrijkste plasma-eiwitten zullen hieronder worden besproken, maar ik zou graag onder de aandacht van de lezer een tabel willen presenteren die laat zien welke eiwitten de belangrijkste bloedeiwitten vertegenwoordigen, evenals hun hoofddoel.

Tabel 1. Belangrijkste bloedplasma-eiwitten

Albumine

Albuminen zijn eenvoudige eiwitten die, vergeleken met andere eiwitten:

albumine structuur

• Ze vertonen de hoogste stabiliteit in oplossingen, maar zijn zeer oplosbaar in water;
• Ze verdragen temperaturen onder het vriespunt vrij goed, zonder bijzonder beschadigd te raken door herhaalde bevriezing;
• Zakt niet in tijdens het drogen;
• Als ze 10 uur op een temperatuur blijven die voor andere eiwitten vrij hoog is (60ᵒC), verliezen ze hun eigenschappen niet.

De capaciteiten van deze belangrijke eiwitten zijn te danken aan de aanwezigheid in het albuminemolecuul van zeer grote hoeveelheden polaire rottende zijketens, die de hoofdketen bepalen functionele verantwoordelijkheden eiwitten – deelname aan het metabolisme en antitoxisch effect. De functies van albumine in bloedplasma kunnen als volgt worden weergegeven:

1. Deelname aan het watermetabolisme (albumine handhaaft het vereiste vloeistofvolume, aangezien ze tot 80% van de totale colloïd-osmotische druk van het bloed leveren);
2. Deelname aan het transport van verschillende producten en vooral producten die moeilijk in water op te lossen zijn, bijvoorbeeld vetten en galpigment - bilirubine (bilirubine, gebonden aan albuminemoleculen, wordt onschadelijk voor het lichaam en wordt in deze toestand overgebracht naar de lever);
3. Interactie met macro- en micro-elementen die het plasma binnendringen (calcium, magnesium, zink, enz.), evenals met veel medicijnen;
4. Binding van toxische producten in weefsels waar deze eiwitten gemakkelijk binnendringen;
5. Koolhydraatoverdracht;
6. Binding en overdracht van vrije vetzuren - FA (tot 80%), verzonden naar de lever en andere organen vanuit vetopslagplaatsen en, omgekeerd, FA vertonen geen agressie tegen rode bloedcellen (erytrocyten) en er vindt geen hemolyse plaats;
7. Bescherming tegen vette hepatosis van leverparenchymcellen en degeneratie (vet) van andere parenchymale organen, en bovendien een obstakel voor de vorming van atherosclerotische plaques;
8. Regulatie van het “gedrag” van bepaalde stoffen in het menselijk lichaam (aangezien de activiteit van enzymen, hormonen, antibacteriële geneesmiddelen in gebonden vorm valt, helpen deze eiwitten hun actie in de goede richting te sturen);
9. Zorgen voor optimale niveaus van kationen en anionen in plasma, bescherming tegen negatieve impact zouten van zware metalen die per ongeluk het lichaam binnendringen (ze zijn ermee gecomplexeerd met behulp van thiolgroepen), neutralisatie van schadelijke stoffen;
10. Katalyse van immunologische reacties (antigeen → antilichaam);
11. Het handhaven van een constante pH van het bloed (de vierde component van het buffersysteem zijn plasma-eiwitten);
12. Helpt bij de “constructie” van weefseleiwitten (albumine vormt samen met andere eiwitten een reserve aan “bouwmaterialen” voor zo’n belangrijke taak).

Albumine wordt gesynthetiseerd in de lever. Midden periode De halfwaardetijd van dit eiwit is 2 à 2,5 weken, hoewel sommige een week ‘leven’, terwijl andere wel 3 à 3,5 weken ‘werken’. Door eiwitten uit donorplasma te fractioneren wordt een zeer waardevol therapeutisch medicijn (5%, 10% en 20% oplossing) met dezelfde naam verkregen. Albumine is de laatste fractie in het proces, dus de productie ervan vergt aanzienlijke arbeids- en materiaalkosten, vandaar de kosten van het middel.

Indicaties voor het gebruik van donoralbumine zijn verschillende (in de meeste gevallen vrij ernstige) aandoeningen: groot, levensbedreigend bloedverlies, een daling van de albuminespiegels en een daling van de colloïdosmotische druk als gevolg van verschillende ziekten.

Globulinen

Deze eiwitten nemen een kleiner aandeel in dan albumine, maar het is wel duidelijk merkbaar bij andere eiwitten. Onder laboratoriumomstandigheden worden globulines verdeeld in vijf fracties: α-1, α-2, β-1, β-2 en γ-globulinen. Onder productieomstandigheden worden gammaglobulinen geïsoleerd uit fractie II + III om medicijnen te verkrijgen, die vervolgens zullen worden gebruikt voor de behandeling van verschillende ziekten die gepaard gaan met stoornissen in het immuunsysteem.

verscheidenheid aan vormen van plasma-eiwitsoorten

In tegenstelling tot albuminen is water niet geschikt voor het oplossen van globulinen, omdat ze er niet in oplossen, maar neutrale zouten en zwakke basen zijn heel geschikt voor het bereiden van een oplossing van dit eiwit.

Globulinen zijn zeer belangrijke plasma-eiwitten; in de meeste gevallen zijn het acute fase-eiwitten. Ondanks het feit dat hun gehalte binnen 3% van alle plasma-eiwitten ligt, lossen ze de belangrijkste taken voor het menselijk lichaam op:

• Alfaglobulinen zijn betrokken bij alle ontstekingsreacties (een toename van de α-fractie wordt opgemerkt bij een biochemische bloedtest);
• Alfa- en bètaglobulinen, die deel uitmaken van lipoproteïnen, vervullen transportfuncties (vrije vetten verschijnen zeer zelden in plasma, behalve na een ongezonde vette maaltijd, en in normale omstandigheden cholesterol en andere lipiden zijn gebonden aan globulinen en vormen een in water oplosbare vorm die gemakkelijk van het ene orgaan naar het andere wordt getransporteerd);
• α- en β-globulinen zijn betrokken bij het cholesterolmetabolisme (zie hierboven), wat hun rol in de ontwikkeling van atherosclerose bepaalt, dus het is niet verrassend dat bij pathologie die optreedt bij lipidenophoping, de waarden van de bètafractie naar boven veranderen ;
• Globulinen (alfa-1-fractie) transporteren vitamine B12 en bepaalde hormonen;
• Alfa-2-globuline maakt deel uit van haptoglobine, dat zeer actief betrokken is bij redoxprocessen - dit acutefase-eiwit bindt vrij hemoglobine en voorkomt zo de verwijdering van ijzer uit het lichaam;
• Sommige bètaglobulinen lossen, samen met gammaglobulinen, de problemen van de immuunafweer van het lichaam op, dat wil zeggen dat het immunoglobulinen zijn;
• Vertegenwoordigers van de alfa-, bèta-1- en bèta-2-fracties transporteren steroïde hormonen, vitamine A (caroteen), ijzer (transferrine), koper (ceruloplasmine).

Het is duidelijk dat globulinen binnen hun groep enigszins van elkaar verschillen (vooral wat betreft hun functionele doel).

Opgemerkt moet worden dat met het ouder worden of bij bepaalde ziekten de lever niet geheel normale alfa- en bètaglobulinen kan gaan produceren, terwijl ruimtelijke structuur macromoleculen van eiwitten zijn dat niet op de best mogelijke manier zal de functionele capaciteiten van globulinen beïnvloeden.

Gammaglobulinen

Gammaglobulinen zijn bloedplasma-eiwitten met de laagste elektroforetische mobiliteit; deze eiwitten vormen het grootste deel van de natuurlijke en verworven (immuun) antilichamen (AT). Gammaglobulinen die in het lichaam worden gevormd na contact met een vreemd antigeen, worden immunoglobulinen (Ig) genoemd. Momenteel is het, met de komst van cytochemische methoden in de laboratoriumdienst, geworden mogelijk onderzoek serum om de immuuneiwitten en hun concentraties te bepalen. Niet alle immunoglobulinen, en er zijn er 5, hebben dezelfde klinische betekenis; bovendien is hun gehalte in plasma afhankelijk van de leeftijd en veranderingen in verschillende situaties (ontstekingsziekten, allergische reacties).

Tabel 2. Klassen van immunoglobulinen en hun kenmerken

Immunoglobulineconcentratie verschillende groepen heeft merkbare schommelingen bij kinderen van jongere en middelbare leeftijd leeftijdscategorie(voornamelijk als gevolg van klasse G-immunoglobulinen, waarbij vrij hoge concentraties worden waargenomen – tot 16 g/l). Na ongeveer 10 jaar neemt het Ig-gehalte (inclusief IgG) echter af en bereikt het niveau voor volwassenen, wanneer de vaccinaties zijn voltooid en ernstige kinderinfecties zijn overwonnen:

IgM – 0,55 – 3,5 g/l;

IgA – 0,7 – 3,15 g/l;

IgG – 0,7 – 3,5 g/l;

Fibrinogeen

De eerste stollingsfactor (FI - fibrinogeen), die, wanneer zich een stolsel vormt, verandert in fibrine, dat een stolsel vormt (de aanwezigheid van fibrinogeen in plasma onderscheidt het van serum), verwijst in wezen naar globulinen.

Fibrinogeen wordt gemakkelijk neergeslagen door 5% ethanol, dat wordt gebruikt bij de fractionering van eiwitten, evenals door een halfverzadigde oplossing van natriumchloride, behandeling van plasma met ether en herhaaldelijk invriezen. Fibrinogeen is thermolabiel en stolt volledig bij een temperatuur van 56 graden.

Zonder fibrinogeen wordt fibrine niet gevormd en zonder fibrinogeen stopt het bloeden niet. De overgang van dit eiwit en de vorming van fibrine wordt uitgevoerd met de deelname van trombine (fibrinogeen → Tussenproduct– fibrinogeen B → bloedplaatjesaggregatie → fibrine). Beginfases polymerisatie van de stollingsfactor kan worden omgekeerd, maar onder invloed van het fibrine-stabiliserende enzym (fibrinase) vindt stabilisatie plaats en wordt de omgekeerde reactie geëlimineerd.

Deelname aan de bloedstollingsreactie is het belangrijkste functionele doel van fibrinogeen, maar heeft ook andere doeleinden gunstige eigenschappen Tijdens het uitvoeren van zijn taken versterkt het bijvoorbeeld de vaatwand, voert het kleine "reparaties" uit, hecht het zich aan het endotheel en sluit daardoor kleine defecten af ​​die zo nu en dan tijdens iemands leven ontstaan.

Plasma-eiwitten als laboratoriumindicatoren

Om de concentratie van plasma-eiwitten te bepalen, kunt u onder laboratoriumomstandigheden werken met plasma (bloed wordt in een reageerbuis met een antistollingsmiddel gebracht) of met testserum verzameld in een droge container. Serumeiwitten verschillen niet van plasma-eiwitten, met uitzondering van fibrinogeen, dat, zoals bekend, afwezig is in bloedserum en dat zonder antistollingsmiddel wordt gebruikt om een ​​stolsel te vormen. Basiseiwitten veranderen hun digitale waarden in het bloed tijdens verschillende pathologische processen.

Een verhoging van de albumineconcentratie in serum (plasma) is een zeldzaam fenomeen dat optreedt bij uitdroging of bij overmatige inname (intraveneuze toediening) van hoge concentraties albumine. Een verlaging van de albuminespiegels kan wijzen op een verminderde leverfunctie, nierproblemen of stoornissen in het maag-darmkanaal.

Een toename of afname van eiwitfracties is kenmerkend voor een aantal pathologische processen, Zo kunnen de acute-fase-eiwitten alfa-1- en alfa-2-globulinen, die hun waarden verhogen, wijzen op een acuut ontstekingsproces dat gelokaliseerd is in de ademhalingsorganen (bronchiën, longen), waardoor de uitscheidingsstelsel(nieren) of hartspier (myocardinfarct).

Een speciale plaats bij de diagnose van verschillende aandoeningen wordt gegeven aan de gamma-globuline (immunoglobuline) fractie. Bepaling van antilichamen helpt niet alleen om te herkennen infectie, maar ook om het stadium ervan te differentiëren. Meer gedetailleerde informatie over veranderingen in de waarden van verschillende eiwitten (proteïnogram) vindt de lezer in een aparte sectie.

Afwijkingen van de norm van fibrinogeen manifesteren zich als stoornissen in het hemocoagulatiesysteem, daarom is dit eiwit de belangrijkste laboratoriumindicator voor bloedstollingsvermogen (coagulogram, hemostasiogram).

Wat betreft andere eiwitten die belangrijk zijn voor het menselijk lichaam, kun je bij het onderzoeken van serum met behulp van bepaalde technieken vrijwel alle eiwitten vinden die interessant zijn voor het diagnosticeren van ziekten. Als u bijvoorbeeld de concentratie (bètaglobuline, acute fase-eiwit) in een monster berekent en dit niet alleen als een “ voertuig“(hoewel dit waarschijnlijk het eerste is), zal de arts de mate van eiwitbinding van ferri-ijzer ontdekken die vrijkomt door rode bloedcellen, omdat Fe 3+, zoals bekend, wanneer het in vrije vorm in het lichaam aanwezig is, een uitgesproken toxisch effect.

De studie van serum om de inhoud te bepalen (acute fase-eiwit, metalloglycoproteïne, kopertransporteur) helpt bij het diagnosticeren van een dergelijke ernstige pathologie als de ziekte van Konovalov-Wilson (hepatocerebrale degeneratie).

Door plasma (serum) te onderzoeken, is het dus mogelijk om daarin het gehalte te bepalen van zowel de eiwitten die van vitaal belang zijn als de eiwitten die in een bloedtest verschijnen als indicator van een pathologisch proces (bijvoorbeeld).

Bloedplasma is een therapeutisch middel

De bereiding van plasma als therapeutisch middel begon in de jaren dertig van de vorige eeuw. Nu wordt natuurlijk plasma, verkregen door spontane sedimentatie van gevormde elementen binnen 2 dagen, al lange tijd niet meer gebruikt. Nieuwe methoden voor bloedscheiding (centrifugatie, plasmaferese) hebben verouderde methoden vervangen. Na afname wordt het bloed gecentrifugeerd en gescheiden in componenten (plasma + gevormde elementen). Het vloeibare deel van het bloed dat op deze manier wordt verkregen, wordt meestal ingevroren (vers ingevroren plasma) en om infectie met hepatitis te voorkomen, in het bijzonder hepatitis C, dat een vrij lange incubatietijd heeft, wordt het in quarantaine geplaatst. Dit biologische medium bevriezen op ultraviolet lage temperaturen Met ah kunt u het een jaar of langer bewaren en vervolgens gebruiken voor de bereiding van medicijnen (cryoprecipitaat, albumine, gammaglobuline, fibrinogeen, trombine, enz.).

Momenteel wordt het vloeibare deel van bloed voor transfusies steeds vaker bereid door plasmaferese, wat het veiligst is voor de gezondheid van donoren. Na centrifugeren worden de gevormde elementen geretourneerd door intraveneuze toediening, en de eiwitten die verloren gaan in het plasma in het lichaam van de persoon die bloed heeft gedoneerd, worden snel geregenereerd en keren terug naar fysiologisch normaal, zonder de functies van het lichaam zelf te verstoren.

Naast vers ingevroren plasma, dat voor veel pathologische aandoeningen wordt getransfundeerd, wordt immuunplasma verkregen na immunisatie van een donor met een bepaald vaccin, bijvoorbeeld stafylokokkentoxoïde, als therapeutisch middel gebruikt. Dergelijk plasma, dat een hoge titer aan anti-stafylokokken-antilichamen heeft, wordt ook gebruikt voor de bereiding van anti-stafylokokken-gammaglobuline (humaan anti-stafylokokken-immunoglobuline) - het medicijn is vrij duur, omdat de productie ervan (eiwitfractionering) aanzienlijke arbeid en materiaal vereist kosten. En de grondstof daarvoor is bloedplasma geïmmuniseerd donoren.

Anti-verbrandingsplasma is een soort immuunomgeving. Er is al lang opgemerkt dat het bloed van mensen die dergelijke gruwel hebben meegemaakt aanvankelijk met zich meedraagt giftige eigenschappen Na een maand beginnen er echter antitoxinen (bèta- en gamma-globulinen) in te worden gedetecteerd, die 'vrienden in tegenspoed' kunnen helpen in de acute periode van brandwondenziekte.

Natuurlijk gaat het verkrijgen van een dergelijke remedie gepaard met bepaalde moeilijkheden, ondanks het feit dat tijdens de herstelperiode het verloren vloeibare deel van het bloed wordt aangevuld met donorplasma, omdat het lichaam van verbrande mensen een eiwituitputting ervaart. Echter donor moet volwassen en verder gezond zijn, en zijn plasma moet een bepaalde antilichaamtiter hebben (minimaal 1:16). De immuunactiviteit van herstellend plasma duurt ongeveer twee jaar en een maand na herstel kan het zonder compensatie worden afgenomen van herstellende donoren.

Een hemostatisch middel genaamd cryoprecipitaat wordt bereid uit gedoneerd bloedplasma voor mensen die lijden aan hemofilie of andere stollingspathologie, wat gepaard gaat met een afname van de antihemofiele factor (FVIII), von Willebrand-factor (VWF) en fibrinase (factor XIII, FXIII). Het actieve ingrediënt is stollingsfactor VIII.

Video: over de inzameling en het gebruik van bloedplasma

Fractionering van plasma-eiwitten op industriële schaal

Ondertussen is het gebruik van heel plasma in moderne omstandigheden is niet altijd gerechtvaardigd. Bovendien, zowel vanuit therapeutisch als economisch oogpunt. Elk van de plasma-eiwitten heeft zijn eigen, unieke, fysisch-chemische en biologische eigenschappen. En het gedachteloos inbrengen van zo'n waardevol product in een persoon die een specifiek plasma-eiwit nodig heeft, en niet al het plasma, heeft geen zin, en bovendien is het in materiële termen duur. Dat wil zeggen dat dezelfde dosis van het vloeibare deel van het bloed, verdeeld in componenten, ten goede kan komen aan meerdere patiënten, en niet aan één patiënt die een afzonderlijk medicijn nodig heeft.

De industriële productie van medicijnen werd in de wereld erkend na de ontwikkeling in deze richting door wetenschappers aan de Harvard Universiteit (1943). De fractionering van plasma-eiwitten is gebaseerd op de Kohn-methode, waarvan de essentie het neerslaan van eiwitfracties is door stapsgewijze toevoeging ethylalcohol(concentratie in de eerste fase - 8%, in de laatste fase - 40%) onder lage temperatuuromstandigheden (-3ºС - fase I, -5ºС - laatste). Natuurlijk is de methode verschillende keren aangepast, maar zelfs nu (in verschillende aanpassingen) wordt deze gebruikt om bloedproducten over de hele planeet te verkrijgen. Hier is het korte schets:

• In de eerste fase wordt het eiwit neergeslagen fibrinogeen(sediment I) - dit product zal, na speciale verwerking, onder zijn eigen naam naar het medische netwerk gaan of worden opgenomen in een set om bloedingen te stoppen, genaamd "Fibrinostat");
• De tweede fase van het proces wordt weergegeven door supernatant II + III ( protrombine-, bèta- en gammaglobulinen) - deze fractie zal worden gebruikt voor de productie van een medicijn genaamd normaal menselijk gammaglobuline, of zal worden uitgebracht als remedie gerechtigd antistafylokokken gammaglobuline. In ieder geval is het mogelijk om uit het supernatant verkregen in de tweede fase een medicijn te bereiden dat een grote hoeveelheid antimicrobiële en antivirale antilichamen bevat;
• De derde en vierde fase van het proces zijn nodig om sediment V te bereiken ( eiwit+ mengsel van globulinen);
• 97 – 100% eiwit komt pas in de laatste fase naar buiten, waarna je lange tijd met albumine zult moeten werken totdat het medische instellingen bereikt (5, 10, 20% albumine).

Maar dit is slechts een kort schema; een dergelijke productie kost in werkelijkheid veel tijd en vereist de deelname van een groot aantal personeelsleden met verschillende kwalificaties. In alle stadia van het proces staat het toekomstige meest waardevolle medicijn onder constante controle van verschillende laboratoria (klinisch, bacteriologisch, analytisch), omdat alle parameters van het bloedproduct aan de uitlaat strikt moeten voldoen aan alle kenmerken van transfusiemedia.

Plasma kan dus, naast het feit dat het als onderdeel van het bloed de normale werking van het lichaam verzekert, ook een belangrijk diagnostisch criterium zijn dat de gezondheidstoestand aantoont, of de levens van andere mensen redden met behulp van zijn plasma. unieke eigenschappen. En het gaat niet alleen om bloedplasma. Wij hebben niet gegeven volledige beschrijving al zijn eiwitten, macro- en micro-elementen beschrijven zijn functies grondig, omdat alle antwoorden op de resterende vragen te vinden zijn op de VesselInfo-pagina's.

Menselijk bloed wordt weergegeven door 2 componenten: een vloeibare basis of plasma en cellulaire elementen. Wat is plasma en wat is de samenstelling ervan? Wat is het functionele doel van plasma? Laten we alles in volgorde bekijken.

Alles over plasma

Plasma is een vloeistof gevormd door water en droge stoffen. Het vormt het grootste deel van het bloed: ongeveer 60%. Dankzij plasma heeft bloed een vloeibare toestand. Hoewel fysieke indicatoren(door dichtheid) plasma is zwaarder dan water.

Macroscopisch gezien is plasma een transparante (soms troebele) homogene vloeistof met een lichtgele kleur. Het verzamelt zich in het bovenste deel van de vaten wanneer de gevormde elementen bezinken. Histologische analyse toont aan dat plasma de intercellulaire substantie is van het vloeibare deel van het bloed.

Plasma wordt troebel nadat iemand vet voedsel heeft geconsumeerd.

Waaruit bestaat plasma?

Plasmasamenstelling wordt gepresenteerd:

• Water;
• Zouten en organische stoffen.

• Eiwitten;
• Aminozuren;
• Glucose;
• Hormonen;
• Enzymstoffen;
• Mineralen (Na, Cl-ionen).

Hoeveel procent van het plasmavolume bestaat uit eiwit?

Dit is de meest talrijke component van plasma; het beslaat 8% van al het plasma. Plasma bevat eiwitten van verschillende fracties.

De belangrijkste:

• Albumine (5%);
• Globulinen (3%);
• Fibrinogeen (behoort tot globulinen, 0,4%).

Samenstelling en doelstellingen van niet-eiwitverbindingen in plasma

Plasma bevat:

• Organische verbindingen op basis van stikstof. Vertegenwoordigers: urinezuur, bilirubine, creatine. Een toename van de hoeveelheid stikstof duidt op de ontwikkeling van azotomie. Deze aandoening treedt op als gevolg van problemen met de uitscheiding van metabolische producten in de urine of als gevolg van de actieve vernietiging van eiwitten en het binnendringen van grote hoeveelheden stikstofhoudende stoffen in het lichaam. Het laatste geval is typisch voor diabetes, vasten en brandwonden.
• Organische verbindingen die geen stikstof bevatten. Dit omvat cholesterol, glucose en melkzuur. Lipiden houden ze ook gezelschap. Al deze componenten moeten worden gecontroleerd, omdat ze nodig zijn om volledig te blijven functioneren.
• Anorganische stoffen (Ca, Mg). Na- en Cl-ionen zijn verantwoordelijk voor het handhaven van een constante pH van het bloed. Ze monitoren ook de osmotische druk. Ca-ionen nemen deel aan de spiercontractie en stimuleren de gevoeligheid van zenuwcellen.

Eiwit

Albumine in plasmabloed is het hoofdbestanddeel (meer dan 50%). Het heeft een klein molecuulgewicht. De plaats waar dit eiwit wordt gevormd is de lever.

Doel van albumine:

• Transporteert vetzuren, bilirubine, geneesmiddelen, hormonen.
• Neemt deel aan de stofwisseling en eiwitvorming.
• Reserveert aminozuren.
• Vormt oncotische druk.

Artsen beoordelen de toestand van de lever aan de hand van de hoeveelheid albumine. Als het albuminegehalte in plasma wordt verlaagd, duidt dit op de ontwikkeling van pathologie. Lage niveaus van dit plasma-eiwit bij kinderen verhogen het risico op het ontwikkelen van geelzucht.

Globulinen

Globulinen worden weergegeven door grote moleculaire verbindingen. Ze worden geproduceerd door de lever, de milt en de thymus.

Er zijn verschillende soorten globulinen:

• α – globulinen. Ze interageren met thyroxine en bilirubine en binden ze. Katalyseer de vorming van eiwitten. Verantwoordelijk voor het transport van hormonen, vitamines en lipiden.
• β – globulinen. Deze eiwitten binden vitamines, Fe en cholesterol. Ze transporteren Fe- en Zn-kationen, steroïde hormonen, sterolen en fosfolipiden.
• γ – globulinen. Antilichamen of immunoglobulinen binden histamine en nemen deel aan beschermende immuunreacties. Ze worden geproduceerd door de lever, het lymfeweefsel, het beenmerg en de milt.

Er zijn 5 klassen γ-globulinen:

• IgG(ongeveer 80% van alle antilichamen). Het wordt gekenmerkt door een hoge aviditeit (verhouding antilichaam tot antigeen). Kan de placentabarrière binnendringen.
• IgM- het eerste immunoglobuline dat bij de ongeboren baby wordt gevormd. Het eiwit heeft een hoge aviditeit. Het is de eerste stof die na vaccinatie in het bloed wordt aangetroffen.
• IgA.
• IgD.
• IgE.

Fibrinogeen is een oplosbaar plasma-eiwit. Het wordt gesynthetiseerd door de lever. Onder invloed van trombine wordt het eiwit omgezet in fibrine, een onoplosbare vorm van fibrinogeen. Dankzij fibrine vormt zich een bloedstolsel op plaatsen waar de integriteit van de bloedvaten is aangetast.

Andere eiwitten en functies

Kleine fracties van plasma-eiwitten na globulinen en albuminen:

• Protrombine;
• Transferrine;
• Immuuneiwitten;
• C-reactief eiwit;
• Thyroxine-bindend globuline;
• Haptoglobine.

De taken van deze en andere plasma-eiwitten komen neer op:

• Het handhaven van de homeostase en de aggregatieve toestand van het bloed;
• Controle van immuunreacties;
• Transport van voedingsstoffen;
• Activering van het bloedstollingsproces.

Functies en taken van plasma

Waarom heeft het menselijk lichaam plasma nodig?

De functies zijn gevarieerd, maar komen in principe neer op drie hoofdfuncties:

• Transport van bloedcellen en voedingsstoffen.
• Het tot stand brengen van communicatie tussen alle lichaamsvloeistoffen die zich buiten de bloedsomloop bevinden. Deze functie is mogelijk vanwege het vermogen van plasma om de vaatwanden te penetreren.
• Zorgen voor hemostase. Dit omvat het controleren van de vloeistof die het bloeden stopt en het verwijderen van het resulterende bloedstolsel.

Het gebruik van plasma bij donatie

Tegenwoordig wordt volbloed niet getransfundeerd: plasma en gevormde componenten worden afzonderlijk geïsoleerd voor therapeutische doeleinden. Bij bloeddonatiepunten doneren mensen meestal bloed specifiek voor plasma.

Hoe plasma te verkrijgen?

Plasma wordt door middel van centrifugatie uit het bloed verkregen. Met deze methode kunt u plasma van cellulaire elementen scheiden met behulp van een speciaal apparaat zonder ze te beschadigen. De bloedcellen worden teruggegeven aan de donor.

De plasmadonatieprocedure heeft een aantal voordelen ten opzichte van eenvoudige bloeddonatie:

• Het volume bloedverlies is kleiner, waardoor er minder schade aan de gezondheid wordt toegebracht.
• Na 2 weken kan er weer bloed gedoneerd worden voor plasma.

Er zijn beperkingen op plasmadonatie. Een donor kan dus maximaal twaalf keer per jaar plasma doneren.

Plasmadonatie duurt maximaal 40 minuten.

Plasma is de bron van belangrijk materiaal als bloedserum. Serum is hetzelfde plasma, maar zonder fibrinogeen, maar met dezelfde set antilichamen. Zij zijn degenen die ziekteverwekkers van verschillende ziekten bestrijden. Immunoglobulinen dragen bij aan de snelle ontwikkeling van passieve immuniteit.

Om bloedserum te verkrijgen wordt steriel bloed gedurende 1 uur in een incubator geplaatst. Vervolgens wordt het resulterende bloedstolsel van de wanden van de reageerbuis gepeld en gedurende 24 uur in de koelkast geplaatst. De resulterende vloeistof wordt met behulp van een Pasteur-pipet aan een steriel vat toegevoegd.

Bloedpathologieën die de aard van plasma beïnvloeden

In de geneeskunde zijn er verschillende ziekten die de samenstelling van plasma kunnen beïnvloeden. Ze vormen allemaal een bedreiging voor de menselijke gezondheid en het leven.

De belangrijkste zijn:

• Hemofilie. Dit is een erfelijke pathologie wanneer er een tekort is aan eiwitten, die verantwoordelijk zijn voor de stolling.
• Bloedvergiftiging of sepsis. Een fenomeen dat optreedt als gevolg van een infectie die rechtstreeks in de bloedbaan terechtkomt.
• DIC-syndroom. Een pathologische aandoening veroorzaakt door shock, sepsis en ernstige verwondingen. Het wordt gekenmerkt door bloedstollingsstoornissen, die tegelijkertijd leiden tot bloedingen en de vorming van bloedstolsels in kleine bloedvaten.
• Diepe veneuze trombose. Bij de ziekte wordt de vorming van bloedstolsels in de diepe aderen (voornamelijk in de onderste ledematen) waargenomen.
• Hypercoagulatie. Patiënten worden gediagnosticeerd met overmatige bloedstolling. De viscositeit van deze laatste neemt toe.

Plasmatest of Wasserman-reactie is een onderzoek dat de aanwezigheid van antilichamen in plasma tegen Treponema pallidum detecteert. Op basis van deze reactie wordt syfilis berekend, evenals de effectiviteit van de behandeling.

Plasma is een vloeistof met een complexe samenstelling die een belangrijke rol speelt in het menselijk leven. Het is verantwoordelijk voor immuniteit, bloedstolling, homeostase.

Video - gezondheidsgids (Bloedplasma)