Většina technologických systémů je primitivní ve srovnání se schopností lidského těla přesně regulovat četné kritické proměnné a složité biologické procesy. Tato pozoruhodná schopnost udržovat konzistentní vnitřní prostředí se označuje jako homeostáza. Dýchací systém - který zahrnuje nos, ústa, plíce a několik dalších orgánů zapojených do dýchání - se podílí na různých důležitých aspektech homeostázy.
Vstup kyslíku, výstup oxidu uhličitého
Dýchací systém se účastní různých homeostatických procesů a dva nejdůležitější z nich jsou udržování pH a regulace výměny plynů. Obě tyto homeostatické funkce souvisejí s biochemickými rolemi, které hrají dva primární dýchací plyny, oxid uhličitý a kyslík. Kyslík vstupuje do těla jako součást vzduchu, který dýcháme, a je zpracováván plícemi. Oxid uhličitý, který se produkuje jako vedlejší produkt buněčného metabolismu, cestuje krevním řečištěm do plic a je vydechován.
Oxid uhličitý a kyslík
Činnost lidského těla je projevem kombinované práce bilionů mikroskopických buněk. Tělo potřebuje jídlo a vzduch, aby dýchalo, a požadavky na jednotlivé buňky jsou podobné. Základní reakce, která umožňuje buněčný život, přeměňuje glukózu a kyslík na oxid uhličitý, vodu a energii. To je důvod, proč je přísun kyslíku do krevního oběhu kritickým aspektem homeostázy - s nedostatkem kyslíku nemohou buňky vyrábět energii. S oxidem uhličitým musí být také pečlivě nakládáno, aby se tento odpadní produkt nehromadil na problematickou úroveň. Vdechováním a vydechováním je dýchací systém schopen přijímat kyslík a uvolňovat oxid uhličitý, a tak hraje dominantní roli při homeostatické výměně plynů.
Správné pH
Kyselost nebo zásaditost látky se měří pomocí stupnice pH, která se obvykle pohybuje od 0 do 14. Mnoho biologických struktur a procesů je navrženo tak, aby fungovaly v úzkém rozmezí pH. Například proteiny pociťují škodlivé strukturální změny, když jsou vystaveny prostředí s nesprávným pH. PH jakékoli látky závisí na její koncentraci vodíkových iontů. Koncentrace vodíkových iontů v krvi závisí na koncentraci oxidu uhličitého, která je přímo ovlivněna dýchacím systémem. Dýchací systém tedy hraje hlavní roli při udržování lidského krevního řečiště na optimálním pH.
Další respirační role
Dýchací systém se účastní několika dalších procesů souvisejících se schopností těla zůstat trvale zdravý a funkční i přes vnitřní a vnější napětí. Vydechovaný dech, který je teplý a obsahuje vlhkost, je prostředkem k regulaci obsahu vody a vnitřní teploty v těle a pohyb plic přispívá k optimálnímu prokrvení. Dýchací trakt ovlivňuje složení krve procházející plícemi a chrání tělo před mnoha mikroby a nečistotami, které jsou inhalovány spolu se vzduchem.