Ποιος είναι ο ρόλος του αναπνευστικού συστήματος στην ομοιόσταση;

Τα περισσότερα τεχνολογικά συστήματα είναι πρωτόγονα σε σύγκριση με την ικανότητα του ανθρώπινου σώματος να ρυθμίζει με ακρίβεια πολλές κρίσιμες μεταβλητές και περίπλοκες βιολογικές διαδικασίες. Αυτή η αξιοσημείωτη ικανότητα διατήρησης ενός σταθερού εσωτερικού περιβάλλοντος αναφέρεται ως ομοιόσταση. Το αναπνευστικό σύστημα - το οποίο περιλαμβάνει τη μύτη, το στόμα, τους πνεύμονες και πολλά άλλα όργανα που εμπλέκονται στην αναπνοή - εμπλέκεται σε διάφορες σημαντικές πτυχές της ομοιόστασης.

Το αναπνευστικό σύστημα συμμετέχει σε μια ποικιλία ομοιοστατικών διεργασιών, και οι δύο πιο σημαντικές από αυτές είναι η διατήρηση του pH και η ρύθμιση της ανταλλαγής αερίων. Και οι δύο αυτές ομοιοστατικές λειτουργίες σχετίζονται με τους βιοχημικούς ρόλους που διαδραματίζουν τα δύο πρωτογενή αναπνευστικά αέρια, το διοξείδιο του άνθρακα και το οξυγόνο. Το οξυγόνο εισέρχεται στο σώμα ως συστατικό του αέρα που αναπνέουμε και υποβάλλεται σε επεξεργασία από τους πνεύμονες. Το διοξείδιο του άνθρακα, το οποίο παράγεται ως υποπροϊόν του κυτταρικού μεταβολισμού, ταξιδεύει μέσω της κυκλοφορίας του αίματος στους πνεύμονες και εκπνέεται.

Η δραστηριότητα του ανθρώπινου σώματος είναι μια εκδήλωση των συνδυασμένων εργασιών τρισεκατομμυρίων μικροσκοπικών κυττάρων. Το σώμα χρειάζεται τροφή για φαγητό και αέρα για να αναπνέει και οι απαιτήσεις των μεμονωμένων κυττάρων είναι παρόμοιες. Η θεμελιώδης αντίδραση που επιτρέπει την κυτταρική ζωή μετατρέπει τη γλυκόζη και το οξυγόνο σε διοξείδιο του άνθρακα, νερό και ενέργεια. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η παροχή οξυγόνου στην κυκλοφορία του αίματος είναι μια κρίσιμη πτυχή της ομοιόστασης - με ανεπαρκές οξυγόνο, τα κύτταρα δεν μπορούν να παράγουν ενέργεια. Το διοξείδιο του άνθρακα πρέπει επίσης να αντιμετωπίζεται προσεκτικά, έτσι ώστε αυτό το απόβλητο προϊόν να μην συσσωρεύεται σε προβληματικά επίπεδα. Με την εισπνοή και την εκπνοή, το αναπνευστικό σύστημα είναι ικανό να λαμβάνει οξυγόνο και να απελευθερώνει διοξείδιο του άνθρακα, και έτσι παίζει κυρίαρχο ρόλο στην ανταλλαγή αερίων ομοιοστατικού.

Η οξύτητα ή η αλκαλικότητα μιας ουσίας μετράται με την κλίμακα του ρΗ, η οποία συνήθως κυμαίνεται από 0 έως 14. Πολλές βιολογικές δομές και διαδικασίες έχουν σχεδιαστεί για να λειτουργούν εντός στενού εύρους pH. Οι πρωτεΐνες, για παράδειγμα, βιώνουν επιζήμιες δομικές αλλαγές όταν εκτίθενται σε περιβάλλον με ακατάλληλο pH. Το pH οποιασδήποτε ουσίας εξαρτάται από τη συγκέντρωση ιόντων υδρογόνου. Η συγκέντρωση ιόντων υδρογόνου στο αίμα εξαρτάται από τη συγκέντρωση διοξειδίου του άνθρακα, η οποία επηρεάζεται άμεσα από το αναπνευστικό σύστημα. Έτσι, το αναπνευστικό σύστημα παίζει σημαντικό ρόλο στη διατήρηση της κυκλοφορίας του ανθρώπου στο βέλτιστο pH.

Το αναπνευστικό σύστημα συμμετέχει σε πολλές άλλες διαδικασίες που σχετίζονται με την ικανότητα του σώματος να παραμένει σταθερά υγιές και λειτουργικό παρά τις εσωτερικές και εξωτερικές πιέσεις. Η εκπνεόμενη αναπνοή, η οποία είναι ζεστή και περιέχει υγρασία, είναι ένα μέσο ρύθμισης της περιεκτικότητας σε νερό και της εσωτερικής θερμοκρασίας του σώματος και η κίνηση των πνευμόνων συμβάλλει στη βέλτιστη κυκλοφορία του αίματος. Η αναπνευστική οδός επηρεάζει τη σύνθεση του αίματος που διέρχεται από τους πνεύμονες και προστατεύει το σώμα από τα πολυάριθμα μικρόβια και μολυσματικές ουσίες που εισπνέονται μαζί με τον αέρα.