Что такое плазма простым языком

28.10.202322.04.2022 admin 0 Comments

Что такое плазма простым языком

Люди, которые переболели и вылечились от COVID-19, могут помочь в борьбе с пандемией так, как не могут многие другие: сдать плазму крови.

Что такое донорство плазмы, почему это важно, и кто может стать донором?

Что такое плазма крови

Плазма — это жидкая часть крови, она переносит клетки крови и белки по всему телу. 55% крови состоит из плазмы; остальные 45% — это форменные элементы: эритроциты, лейкоциты и тромбоциты.

У плазмы четыре основные функции:

Поддержание кровяного давления и объёма циркулирующей крови.

Участие в свёртывании крови и иммунных процессах.

Снабжение тканей электролитами (Na, K), поддержание pH баланса.

Кому нужна плазма

Обычно плазму переливают пациентам с травмами, обширными ожогами, тем, кто страдает тяжёлыми заболеваниями печени, иммунодефицитом или нарушениями свёртываемости крови. Детям и взрослым, страдающим лейкемией и другими видами рака, перенёсшим трансплантацию костного мозга, тоже может потребоваться переливание плазмы.

Как плазма помогает при COVID-19

После заражения COVID-19, в организме начинают вырабатываться антитела для борьбы с вирусом. Но, происходит это не сразу, а занимает от 7 до 14 дней. Выздоровление наступит только после того, как сформируется иммунный ответ к инфекции. После перенесённой болезни, в крови остаются специфические антитела.

Когда болезнь протекает тяжело, и самочувствие только ухудшается, вероятно, антител вырабатывается недостаточно. Логика подсказывает, что, если бы антител было побольше, то и выздоровление наступило быстрее. Но где их взять? Нет таблетки с дополнительными антителами. Но можно перелить больному человеку плазму уже переболевшего и выздоровевшего от COVID-19, и содержащиеся в ней антитела сразу приступят к борьбе с вирусами.

Кто может стать донором

Сдать плазму может каждый, если соответствует следующим требованиям:

Возраст от 18 до 55 лет

Есть подтверждение перенесённой инфекции COVID-19 в лёгкой или среднетяжёлой форме. Это может быть выписка из больницы или поликлиники, результаты КТ или лабораторных исследований.

Нет противопоказаний к донорству.

На момент сдачи плазмы- хорошее самочувствие.

В любом случае, окончательное решение о допуске к донорству может принять только врач-трансфузиолог.

Как проходит процедура

Во время сдачи плазмы донор сидит в удобном донорском кресле. Сам процесс занимает примерно 40 минут.

Кровь берётся из руки и проходит через специальный аппарат, который собирает плазму, а затем возвращает эритроциты и тромбоциты обратно донору. Процедура совершенно безопасна, после неё возможно лёгкое обезвоживание и усталость, в месте укола может появиться синяк.

Сразу после сдачи плазмы можно отправляться домой. Один день после процедуры лучше не заниматься спортом, не курить, воздержаться от алкоголя, пить побольше жидкости.

Если вы перенесли COVID-19, сдача плазмы — это то, что действительно может помочь тем, кто прямо сейчас борется с инфекцией.

Источник

Спасающая жизни: плазма крови

Плазма крови является универсальным лекарственным средством, обладающим выраженными дезинтоксикационными и гемостатическими свойствами. Она выполняет различные функции (питательная, транспортная, буферная и другие)

Плазма крови: «Живая вода»

Плазма крови — жидкое межклеточное вещество (рН 7,34–7,36), в котором во взвешенном состоянии находятся форменные элементы крови. Ее процентное содержание в крови составляет 52–61%.

Согласно существующей гипо-тезе, состав плазмы крови напоминает состав воды доисторических морей, в которых зародилась жизнь. Около 93% плазмы — вода, остальное — белки, липиды, угле-воды, минеральные вещества, гормоны, витамины и др. Основные белки — альбумины, глобулины и фибриноген. Их физиологическая роль поистине многогранна: они поддерживают коллоидно-осмотическое (онкоти-ческое) давление, постоянный объем и рН крови, принимают активное участие в свертывании крови, определяют ее вязкость, играют важную роль в иммунных процессах и служат резервом аминокислот.

Переливание плазмы с гепарином в сочетании с антибиотиками эффективно снижает риск летальных исходов при сепсисе (при условии, что у пациента нет сопутствующих тяжелых заболеваний)

С точки зрения фармакологии, транспортная функция белков плазмы крови имеет особое значение: соединяясь с рядом веществ (холестерин, билирубин и др.), а также с лекарственными средствами (пенициллин, салицилаты и др.), они переносят их к тканям.

Переливая плазму

Массовое исследование вопросов применения плазмы при лечении раненых и больных было проведено во время Великой Отечественной войны. Плазма и сыворотка оказались хорошей заместительной средой, которая не только восстанавливает объем циркулирующей крови (ОЦК), но и удерживает его уровень.

Гибель человека в результате кровопотери до недавнего времени связывали исключительно со снижением обеспе-чения органов тканей кислородом (гипоксией). Терапия кровопотери заключалась в остановке кровотечения и переливании донорской крови или эритроцитной массы «капля за каплю». Однако переливание крови зачастую, напротив, приводило к рецидиву кровотечения.

Английские ученые считают, что периодический анализ циркулирующей в крови опухолевой ДНК создает новую парадигму в изучении эволюции рака. Расшифровав ее последовательность, можно понять, как именно опухоль вырабатывает лекарственную устойчивость и, соответственно, более эффективно ей противостоять

Исследования последних лет показали, что донорские эритроциты должны лишь компенсировать недостаточное снабжение тканей кислородом. Острая массивная кровопотеря ведет не только к снижению кислородообеспечения, но и к глубоким нарушениям системы свертывания крови.

Плазма крови: сегодня и завтра

Плазма устраняет белковый дефицит и повышает онкотическое давление крови, способствуя усилению диуреза и устранению отеков; служит прекрасным дополнением к комплексной терапии инфекционно-токсического шока, печеночной комы, геморраги-ческих синдромов и др.

Продукты переработки плазмы донорской крови — высокотехнологичные современные лечебные препараты, своевременное применение которых спасает жизнь и здоровье многих людей.

Плазма донорской крови — сложная смесь белков (около 500), лечебные свойства многих из которых установлены. Однако срок хранения препаратов крови ограничен, а их производство требует длительного времени. Потребность же в этих препаратах очень высока.

В настоящее время стало возможным получение и применение отдельных белков плазмы, обладающих специфическим дей-ствием, — альбумина, фибриногена, фибрино-лизина (плаз-мина) и др. Активно разрабатываются методы удаления из плазмы (инактивации) вирусов гепатитов, ВИЧ и пр. С помощью генно-инженерных методов ученые трудятся над получением искус-ственно синтезированных белков плазмы крови, что в конечном итоге позволит свести на нет потребность в донорах.

Источник

Плазма

Пла́зма (от греч. πλάσμα «вылепленное», «оформленное») — частично или полностью ионизированный газ, образованный из нейтральных атомов (или молекул) и заряженных частиц (ионов и электронов). Важнейшей особенностью плазмы является ее квазинейтральность, это означает, что объемные плотности положительных и отрицательных заряженных частиц, из которых она образована, оказываются почти одинаковыми. Плазма иногда называется четвёртым (после твёрдого, жидкого и газообразного) агрегатным состоянием вещества.

Слово «ионизированный» означает, что от электронных оболочек значительной части атомов или молекул отделён по крайней мере один электрон. Слово «квазинейтральный» означает, что, несмотря на наличие свободных зарядов (электронов и ионов), суммарный электрический заряд плазмы приблизительно равен нулю. Присутствие свободных электрических зарядов делает плазму проводящей средой, что обуславливает её заметно большее (по сравнению с другими агрегатными состояниями вещества) взаимодействие с магнитным и электрическим полями. Четвёртое состояние вещества было открыто У. Круксом в 1879 году и названо «плазмой» И. Ленгмюром в 1928 году, возможно из-за ассоциации с плазмой крови. Ленгмюр писал:

Исключая пространство около электродов, где обнаруживается небольшое количество электронов, ионизированный газ содержит ионы и электроны практически в одинаковых количествах, в результате чего суммарный заряд системы очень мал. Мы используем термин «плазма», чтобы описать эту в целом электрически нейтральную область, состоящую из ионов и электронов.

Философы античности, начиная с Эмпедокла, утверждали, что мир состоит из четырёх стихий: земли, воды, воздуха и огня. Это положение с учётом некоторых допущений укладывается в современное научное представление о четырёх агрегатных состояниях вещества, причем плазме, очевидно, соответствует огонь. [1] Свойства плазмы изучает физика плазмы.

Содержание

Формы плазмы

По сегодняшним представлениям, фазовым состоянием большей части вещества (по массе ок. 99,9 %) во Вселенной является плазма. [2] Все звёзды состоят из плазмы, и даже пространство между ними заполнено плазмой, хотя и очень разреженной (см. межзвездное пространство). К примеру, планета Юпитер сосредоточила в себе практически все вещество Солнечной системы, находящееся в «неплазменном» состоянии (жидком, твердом и газообразном). При этом масса Юпитера составляет всего лишь около 0,1 % массы Солнечной системы, а объём — и того меньше: всего 10 −15 %. При этом мельчайшие частицы пыли, заполняющие космическое пространство и несущие на себе определенный электрический заряд, в совокупности могут быть рассмотрены как плазма, состоящая из сверхтяжелых заряженных ионов (см. пылевая плазма).

Свойства и параметры плазмы

Определение плазмы

Плазма — частично или полностью ионизированный газ, в котором плотности положительных и отрицательных зарядов практически одинаковы. [4] Не всякую систему заряженных частиц можно назвать плазмой. Плазма обладает следующими свойствами: [5] [6] [7]

Классификация

Плазма обычно разделяется на идеальную и неидеальную, низкотемпературную и высокотемпературную, равновесную и неравновесную, при этом довольно часто холодная плазма бывает неравновесной, а горячая равновесной.

Температура

При чтении научно-популярной литературы читатель зачастую видит значения температуры плазмы порядка десятков, сотен тысяч или даже миллионов °С или К. Для описания плазмы в физике удобно измерять температуру не в °С, а в единицах измерения характерной энергии движения частиц, например, в электрон-вольтах (эВ). Для перевода температуры в эВ можно воспользоваться следующим соотношением: 1 эВ = 11600 K (Кельвин). Таким образом становится понятно, что температура в «десятки тысяч °С» достаточно легко достижима.

В неравновесной плазме электронная температура существенно превышает температуру ионов. Это происходит из-за различия в массах иона и электрона, которое затрудняет процесс обмена энергией. Такая ситуация встречается в газовых разрядах, когда ионы имеют температуру около сотен, а электроны около десятков тысяч K.

В равновесной плазме обе температуры равны. Поскольку для осуществления процесса ионизации необходимы температуры, сравнимые с потенциалом ионизации, равновесная плазма обычно является горячей (с температурой больше нескольких тысяч K).

Понятие высокотемпературная плазма употребляется обычно для плазмы термоядерного синтеза, который требует температур в миллионы K.

Степень ионизации

Для того, чтобы газ перешел в состояние плазмы, его необходимо ионизировать. Степень ионизации пропорциональна числу атомов, отдавших или поглотивших электроны, и больше всего зависит от температуры. Даже слабо ионизированный газ, в котором менее 1 % частиц находятся в ионизированном состоянии, может проявлять некоторые типичные свойства плазмы (взаимодействие с внешним электромагнитным полем и высокая электропроводность). Степень ионизации α определяется как α = n_i/(n_i + n_a), где n_i — концентрация ионов, а n_a — концентрация нейтральных атомов. Концентрация свободных электронов в незаряженной плазме n_e определяется очевидным соотношением: n_e= n_i, где — среднее значение заряда ионов плазмы.

Для низкотемпературной плазмы характерна малая степень ионизации (до 1 %). Так как такие плазмы довольно часто употребляются в технологических процессах, их иногда называют технологичными плазмами. Чаще всего их создают при помощи электрических полей, ускоряющих электроны, которые в свою очередь ионизируют атомы. Электрические поля вводятся в газ посредством индуктивной или емкостной связи (см. индуктивно-связанная плазма). Типичные применения низкотемпературной плазмы включают плазменную модификацию свойств поверхности (алмазные пленки, нитридирование металлов, изменение смачиваемости), плазменное травление поверхностей (полупроводниковая промышленность), очистку газов и жидкостей (озонирование воды и сжигание частичек сажи в дизельных двигателях).

Горячая плазма почти всегда полностью ионизирована (степень ионизации

100 %). Обычно именно она понимается под «четвертым агрегатным состоянием вещества». Примером может служить Солнце.

Плотность

Помимо температуры, которая имеет фундаментальную важность для самого существования плазмы, вторым наиболее важным свойством плазмы является плотность. Словосочетание плотность плазмы обычно обозначает плотность электронов, то есть число свободных электронов в единице объёма (строго говоря, здесь, плотностью называют концентрацию — не массу единицы объёма, а число частиц в единице объёма). В квазинейтральной плазме плотность ионов связана с ней посредством среднего зарядового числа ионов : . Следующей важной величиной является плотность нейтральных атомов . В горячей плазме мала, но может тем не менее быть важной для физики процессов в плазме. При рассмотрении процессов в плотной, неидеальной плазме характерным параметром плотности становится , который определяется как отношение среднего межчастичного расстояния к радиусу Бора.

Квазинейтральность

Так как плазма является очень хорошим проводником, электрические свойства имеют важное значение. Потенциалом плазмы или потенциалом пространства называют среднее значение электрического потенциала в данной точке пространства. В случае если в плазму внесено какое-либо тело, его потенциал в общем случае будет меньше потенциала плазмы вследствие возникновения дебаевского слоя. Такой потенциал называют плавающим потенциалом. По причине хорошей электрической проводимости плазма стремится экранировать все электрические поля. Это приводит к явлению квазинейтральности — плотность отрицательных зарядов с хорошей точностью равна плотности положительных зарядов (). В силу хорошей электрической проводимости плазмы разделение положительных и отрицательных зарядов невозможно на расстояниях больших дебаевской длины и временах больших периода плазменных колебаний.

Примером неквазинейтральной плазмы является пучок электронов. Однако плотность не-нейтральных плазм должна быть очень мала, иначе они быстро распадутся за счёт кулоновского отталкивания.

Отличия от газообразного состояния

Плазму часто называют четвертым состоянием вещества. Она отличается от трёх менее энергетичных агрегатных состояний материи, хотя и похожа на газовую фазу тем, что не имеет определённой формы или объёма. До сих пор идёт обсуждение того, является ли плазма отдельным агрегатным состоянием, или же просто горячим газом. Большинство физиков считает, что плазма является чем-то большим, чем газ по причине следующих различий:

Электрические поля имеют другое влияние на скорости частиц чем столкновения, которые всегда ведут к максвеллизации распределения по скоростям. Зависимость сечения кулоновских столкновений от скорости может усиливать это различие, приводя к таким эффектам, как двухтемпературные распределения и убегающие электроны.

Тип взаимодействийБинарные
Как правило двухчастичные столкновения, трёхчастичные крайне редки.Коллективные
Каждая частица взаимодействует сразу со многими. Эти коллективные взаимодействия имеют гораздо большее влияние чем двухчастичные.

Сложные плазменные явления

Хотя основные уравнения, описывающие состояния плазмы, относительно просты, в некоторых ситуациях они не могут адекватно отражать поведение реальной плазмы: возникновение таких эффектов — типичное свойство сложных систем, если использовать для их описания простые модели. Наиболее сильное различие между реальным состоянием плазмы и её математическим описанием наблюдается в так называемых пограничных зонах, где плазма переходит из одного физического состояния в другое (например, из состояния с низкой степенью ионизации в высокоионизационное). Здесь плазма не может быть описана с использованием простых гладких математических функций или с применением вероятностного подхода. Такие эффекты как спонтанное изменение формы плазмы являются следствием сложности взаимодействия заряженных частиц, из которых состоит плазма. Подобные явления интересны тем, что проявляются резко и не являются устойчивыми. Многие из них были изначально изучены в лабораториях, а затем были обнаружены во Вселенной.

Математическое описание

Плазму можно описывать на различных уровнях детализации. Обычно плазма описывается отдельно от электромагнитных полей. Совместное описание проводящей жидкости и электромагнитных полей даётся в теории магнитогидродинамических явлений или МГД теории.

Флюидная (жидкостная) модель

Во флюидной модели электроны описываются в терминах плотности, температуры и средней скорости. В основе модели лежат: уравнение баланса для плотности, уравнение сохранения импульса, уравнение баланса энергии электронов. В двухжидкостной модели таким же образом рассматриваются ионы.

Кинетическое описание

Иногда жидкостная модель оказывается недостаточной для описания плазмы. Более подробное описание даёт кинетическая модель, в которой плазма описывается в терминах функции распределения электронов по координатам и импульсам. В основе модели лежит уравнение Больцмана. Уравнение Больцмана неприменимо для описания плазмы заряженных частиц с кулоновским взаимодействием вследствие дальнодействующего характера кулоновских сил. Поэтому для описания плазмы с кулоновским взаимодействием используется уравнение Власова с самосогласованным электромагнитным полем, созданным заряженными частицами плазмы. Кинетическое описание необходимо применять в случае отсутствия термодинамического равновесия либо в случае присутствия сильных неоднородностей плазмы.

Particle-In-Cell (частица в ячейке)

Модели Particle-In-Cell являются более подробными, чем кинетические. Они включают в себя кинетическую информацию путём слежения за траекториями большого числа отдельных частиц. Плотности электрического заряда и тока определяются путём суммирования числа частиц в ячейках, которые малы по сравнению с рассматриваемой задачей, но, тем не менее, содержат большое число частиц. Электрическое и магнитное поля находятся из плотностей зарядов и токов на границах ячеек.

Базовые характеристики плазмы

Все величины даны в Гауссовых СГС единицах за исключением температуры, которая дана в eV и массы ионов, которая дана в единицах массы протона ; Z — зарядовое число; k — постоянная Больцмана; К — длина волны; γ — адиабатический индекс; ln Λ — Кулоновский логарифм.

Частоты

Длины

Скорости

Источник

Плазма

Содержание

Формы плазмы

По сегодняшним представлениям, фазовым состоянием большей части вещества (по массе ок. 99,9 %) во Вселенной является плазма. [2] Все звёзды состоят из плазмы, и даже пространство между ними заполнено плазмой, хотя и очень разреженной (см. межзвездное пространство ). К примеру, планета Юпитер сосредоточила в себе практически все вещество Солнечной системы, находящееся в «неплазменном» состоянии (жидком, твердом и газообразном). При этом масса Юпитера составляет всего лишь около 0,1 % массы Солнечной системы, а объём — и того меньше: всего 10 −15 %. При этом мельчайшие частицы пыли, заполняющие космическое пространство и несущие на себе определенный электрический заряд, в совокупности могут быть рассмотрены как плазма, состоящая из сверхтяжелых заряженных ионов (см. пылевая плазма ).