Повечето технологични системи са примитивни в сравнение със способността на човешкото тяло да регулира прецизно множество критични променливи и сложни биологични процеси. Този забележителен капацитет за поддържане на постоянна вътрешна среда се нарича хомеостаза. Дихателната система - която включва носа, устата, белите дробове и няколко други органа, участващи в дишането - участва в различни важни аспекти на хомеостазата.
Кислородът влиза, въглеродният диоксид излиза
Дихателната система участва в различни хомеостатични процеси и двата най-важни от тях са поддържането на рН и регулирането на газообмена. И двете тези хомеостатични функции са свързани с биохимичните роли, изпълнявани от двата първични дихателни газа, въглероден диоксид и кислород. Кислородът попада в тялото като компонент на въздуха, който дишаме и се преработва от белите дробове. Въглеродният диоксид, който се произвежда като страничен продукт от клетъчния метаболизъм, преминава през кръвния поток към белите дробове и се издишва.
Въглероден диоксид и кислород
Дейността на човешкото тяло е проява на комбинирания труд на трилиони микроскопични клетки. Тялото се нуждае от храна, за да се храни и въздух за дишане, а изискванията на отделните клетки са подобни. Основната реакция, която позволява клетъчния живот, превръща глюкозата и кислорода във въглероден диоксид, вода и енергия. Ето защо доставката на кислород в кръвта е критичен аспект на хомеостазата - при недостатъчно кислород клетките не могат да произвеждат енергия. Въглеродният диоксид също трябва да се управлява внимателно, така че този отпадъчен продукт да не се натрупва до проблемни нива. Чрез вдишване и издишване дихателната система е в състояние да поеме кислород и да освободи въглероден диоксид и по този начин играе доминираща роля в хомеостатичния обмен на газ.
Правилното pH
Киселинността или алкалността на дадено вещество се измерва чрез скалата на рН, която обикновено варира от 0 до 14. Много биологични структури и процеси са проектирани да работят в тесен диапазон на pH. Протеините, например, изпитват вредни структурни промени, когато са изложени на среда с неправилно pH. РН на всяко вещество зависи от неговата концентрация на водородни йони. Концентрацията на водородни йони в кръвта зависи от концентрацията на въглероден диоксид, който е пряко повлиян от дихателната система. По този начин дихателната система играе основна роля в поддържането на човешкия кръвен поток в оптимално рН.
Допълнителни дихателни роли
Дихателната система участва в няколко други процеса, свързани със способността на организма да остане постоянно здрав и функционален въпреки вътрешните и външните стресове. Издишаният дъх, който е топъл и съдържа влага, е средство за регулиране на водното съдържание и вътрешната температура на тялото, а движението на белите дробове допринася за оптималното кръвообращение. Респираторният тракт влияе върху състава на кръвта, преминаваща през белите дробове, и предпазва тялото от многобройните микроби и замърсители, които се вдишват заедно с въздуха.