De fleste teknologiske systemer er primitive sammenlignet med menneskekroppens evne til nøjagtigt at regulere adskillige kritiske variabler og indviklede biologiske processer. Denne bemærkelsesværdige evne til at opretholde et konsistent internt miljø kaldes homeostase. Åndedrætssystemet - som omfatter næsen, munden, lungerne og flere andre organer, der er involveret i vejrtrækning - er involveret i forskellige vigtige aspekter af homeostase.
Oxygen ind, kuldioxid ud
Åndedrætssystemet deltager i en række homeostatiske processer, og de to vigtigste af disse er opretholdelse af pH og regulering af gasudveksling. Begge disse homeostatiske funktioner er relateret til de biokemiske roller, der spilles af de to primære åndedrætsgasser, kuldioxid og ilt. Oxygen trænger ind i kroppen som en komponent i luften, vi trækker vejret og behandles af lungerne. Kuldioxid, der produceres som et biprodukt af cellulær metabolisme, bevæger sig gennem blodbanen til lungerne og udåndes.
Kuldioxid og ilt
Menneskekroppens aktivitet er en manifestation af det kombinerede arbejde på billioner af mikroskopiske celler. Kroppen har brug for mad at spise og luft til at trække vejret, og kravene til de enkelte celler er ens. Den grundlæggende reaktion, der muliggør cellulært liv, omdanner glukose og ilt til kuldioxid, vand og energi. Derfor er iltforsyningen i blodbanen et kritisk aspekt af homeostase - med utilstrækkelig ilt kan celler ikke producere energi. Kuldioxid skal også håndteres omhyggeligt, så dette affaldsprodukt ikke akkumuleres til problematiske niveauer. Ved indånding og udånding er åndedrætsorganerne i stand til at optage ilt og frigive kuldioxid, og dermed spiller det en dominerende rolle i homeostatisk gasudveksling.
Den korrekte pH
Stoffets surhedsgrad eller alkalinitet måles ved hjælp af pH-skalaen, som typisk varierer fra 0 til 14. Mange biologiske strukturer og processer er designet til at fungere inden for et snævert pH-område. Proteiner oplever for eksempel skadelige strukturelle ændringer, når de udsættes for et miljø med ukorrekt pH. PH af ethvert stof afhænger af dets koncentration af brintioner. Koncentrationen af brintioner i blod afhænger af koncentrationen af kuldioxid, som er direkte påvirket af luftvejene. Åndedrætssystemet spiller således en vigtig rolle i at opretholde den menneskelige blodbane ved den optimale pH.
Yderligere åndedrætsroller
Åndedrætssystemet deltager i flere andre processer relateret til kroppens evne til at forblive konstant sund og funktionel på trods af interne og eksterne belastninger. Udåndet ånde, som er varm og indeholder fugt, er et middel til at regulere kroppens vandindhold og indre temperatur, og lungernes bevægelse bidrager til optimal blodcirkulation. Luftvejene påvirker sammensætningen af blod, der passerer gennem lungerne, og det beskytter kroppen mod de mange mikrober og forurenende stoffer, der inhaleres sammen med luft.