VIELMAIŅA
vielu ķīmiskās pārvērtības, kas notiek visās dzīvajās šūnās un nodrošina organismam plastisko materiālu un enerģiju. No ārējās vides ar uzturu cilvēks uzņem sarežģītas uzbūves organiskās vielas (ogļhidrātus, olbaltumvielas, taukus) un neorganiskās vielas (minerālvielas). Gremošanas procesā uzturvielas fermentatīvi šķeļas līdz vienkāršākiem savienojumiem, kas uzsūcas asinīs vai limfā un ar tām nokļūst visās šūnās. Galvenais dzīvās šūnas uzbūves materiāls ir aminoskābes, kas rodas no uztura olbaltumvielām (skatīt olbaltumvielu maiņa). Tauki un ogļhidrāti ir galvenais enerģētiskais materiāls, tie ir arī šūnas sastāvdaļas. Deficīta gadījumā tie var sintezēties viens no otra vai arī no aminoskābēm (skatīt ogļhidrātu maiņa; tauku maiņa). Minerālvielas kopā ar ūdeni nodrošina organismā skābju un bāzu līdzsvaru, kā arī pastāvīgu osmotisko spiedienu un jonu koncentrāciju (skatīt minerālvielu maiņa).
Vielmaiņai izšķir 2 savstarpēji saistītas un līdzsvarotas norises - anabolismu un katabolismu. Par anabolismu sauc tās reakcijas, kurās no samērā vienkāršiem savienojumiem veidojas sarežģītākas vielas - šūnu un audu sastāvdaļas. Katabolisma procesos sarežģītas uzbūves savienojumi, kas ietilpst audos un ir to uzbūves elementi vai rezerves materiāls, noārdās, atbrīvojoties enerģijai. Uzturvielu ķīmiskā enerģija šūnās pārvēršas citos organismam nepieciešamos enerģijas veidos: kinētiskajā, mehāniskajā, elektriskajā, siltuma enerģijā u.c. Zinot uzņemtās barības daudzumu un ķīmisko sastāvu, var aprēķināt, cik enerģijas atbrīvojas oksidācijas procesos. Ar šo enerģijas daudzumu medicīnā raksturo katra atsevišķa indivīda vielmaiņas intensitāti. To nosaka vai nu tieši (īpašās siltumnecaurlaidīgās kamerās izmēri izdalītā siltuma daudzumu), vai arī netieši (aprēķina pēc gāzu analīzes datiem). Nosakot netieši, mērī laika vienībā izdalītās ogļskābās gāzes (CO2) un patērētā skābekļa (O2) daudzumu. Pēc gāzu attiecības CO2/02, t.s. elpošanas koeficienta, nosaka, kādas uzturvielas organismā oksidētas. Oksidējoties ogļhidrātiem, elpošanas koeficients ir 1, olbv. - 0,8, taukiem - 0,7. Lietojot jauktu uzturu, elpošanas koeficients ir 0,85-0,9. Pēc elpošanas koeficienta nosaka skābekļa enerģētisko ekvivalentu - skaitli, kas rāda, cik enerģijas izdalās, ja oksidācija patērē 1 l skābekļa. Ja elpošanas koeficients ir 0,7, skābekļa enerģētiskais ekvivalents ir 19,7 kJ, ja elpošanas koeficients ir 1, - 20,9 kJ. Zinot elpošanā patērēto skābekļa daudzumu un skābekļa enerģētisko ekvivalentu, aprēķina, cik daudz enerģijas izdalās noteiktā laika vienībā, piem., diennaktī.
Vielmaiņu var raksturot ar 2 lielumiem: pamatmaiņu un kopējo vielmaiņu. Pamatmaiņa ir minimālais enerģijas daudzums, kas nepieciešams dzīvības pamatfunkciju uzturēšanai. Tāds enerģijas patēriņš vērojams fiziska un psihiska miera apstākļos, no rīta tukšā dūšā (12-14 st. pēc ēšanas) pēc 8 st. miega, ja cilvēkam ir normāla ķermeņa t° un telpas t° ir 20-22°. Lielākā daļa pamatmaiņas enerģijas tiek patērēta muskuļu tonusa uzturēšanai, elpošanas muskuļu un sirds kontrakcijām, kā ari minimālai nieru un aknu darbībai. Katram cilvēkam pamatmaiņa ir relatīvi pastāvīgs lielums un atkarīga no vecuma, dzimuma, auguma, masas, ķermeņa virsmas lieluma, no klimata apstākļiem, kā arī no organisma funkcionālā stāvokļa. 20-40 gadu vecumā veseliem cilvēkiem pamatmaiņa praktiski konstanta, tās svārstības vidēji nepārsniedz ±7% . Ar gadiem pamatmaiņa pazeminās. Vīriešiem pamatmaiņa ir par 10% augstāka nekā sievietēm. Ja cilvēka ķermeņa t° paaugstinās par 1°, pamatmaiņa paaugstinās par 10-11%. Bargos klimatiskajos apstākļos (ziemeļos) pamatmaiņa ir augstāka nekā mērenajā joslā, bet tropos tā pazeminās par 10-20% . Pamatmaiņas lielums pieaugušam cilvēkam vidēji ir 4,2 kJ 1 st. uz 1 kg ķermeņa masas jeb 6000-7500 kJ/24 st. Pamatmaiņas noteikšanai ir diagnostiska nozīme, it īpaši tā ļauj spriest par vairogdziedzera funkcionālo aktivitāti. Kopējā vielmaiņa ir tas enerģijas daudzums, kas organismam nepieciešams darba (fiziska vai garīgā) laikā. Tajā ietilpst pamatmaiņa un darba veikšanai vajadzīgā enerģija.
Kopējā vielmaiņa stipri pārsniedz pamatmaiņu. Vielmaiņa paaugstinās sakarā ar muskuļu darbu un pastiprinātu gremošanas trakta darbību. Garīgs darbs paaugstina vielmaiņu par 2% , bet, ja garīgā slodze saistīta ar nelielām muskuļu kustībām (runāšana, rakstīšana), tad velmaiņa paaugstinās par 10-20% . Cilvēkam strādājot fizisku darbu, enerģijas patēriņš atkarīgs no slodzes. Sēdu stāvoklī vielmaiņa paaugstinās par 5-10% salīdzinājumā ar pamatmaiņu, stāvot - par 20-30% , staigājot pa līdzenu ceļu - par 200- 300% , kāpjot kalnā - par 600- 900% . Aprēķinot enerģiju, kas izlietota tiešajam darba procesam, uzzina attiecīgā darba lietderīgo efektu. Dažos darbos, piem., iešanā un kāpšanā, maksimālais lietderīgais efekts ir tikai 30-35% . Tā kā darba veidi stipri variē, vielmaiņas līdzsvara uzturēšanai nepieciešamā diennakts uztura deva dažādiem cilvēkiem stipri atšķiras. Viegla fiziska darba laikā cilvēks diennakti patērē 9000-12 000 kJ, vidēji smaga fiziska darba laikā 12 000- 15 000 kJ, smagā fiziskā darbā 15 000- 19 000 kJ, ļoti smagā fiziskā darbā 19 000-30 000 kJ. Intensīvs darbs, kurā enerģijas maiņa pārsniedz 30 000 kJ/24 st., nav iespējams pārāk ilgi, jo cilvēka gremošanas orgāni diennaktī nespēj pārstrādāt tādu barības daudzumu, kura enerģētiskā vērtība būtu lielāka par 30 000 kJ. īslaicīgi (dažas dienas) enerģijas patēriņš var sasniegt pat 50 000-80 000 kJ/24 st. Veselā organismā pastāv līdzsvars starp vielām, ko uzņem ar uzturu, un vielām, kuras izmanto enerģijas patēriņam. Līdzsvaru nodrošina sarežģīti neirohumorāli mehānismi, kas saskaņo ēstgribu un uztura daudzumu ar darba intensitāti, siltuma ražošanu un atdevi. Šo līdzsvaru uztur galvenokārt hipotalāms un limbiskā sistēma.
