Enamik tehnoloogilisi süsteeme on primitiivsed, võrreldes inimese keha võimega täpselt reguleerida arvukaid kriitilisi muutujaid ja keerukaid bioloogilisi protsesse. Seda tähelepanuväärset võimet püsiva sisekeskkonna säilitamiseks nimetatakse homöostaasiks. Hingamissüsteem - mis koosneb ninast, suust, kopsudest ja mitmetest teistest hingamisega seotud organitest - on seotud homöostaasi erinevate oluliste aspektidega.
Hapnik sisse, süsinikdioksiid välja
Hingamissüsteem osaleb erinevates homöostaatilistes protsessides ja neist kaks kõige olulisemat on pH säilitamine ja gaasivahetuse reguleerimine. Mõlemad homöostaatilised funktsioonid on seotud kahe peamise hingamisgaasi - süsinikdioksiidi ja hapniku - biokeemiliste rollidega. Hapnik satub kehasse hingatava õhu komponendina ja seda töödeldakse kopsudes. Rakus ainevahetuse kõrvalproduktina tekkiv süsinikdioksiid liigub vereringe kaudu kopsudesse ja hingatakse välja.
Süsinikdioksiid ja hapnik
Inimkeha tegevus on triljonite mikroskoopiliste rakkude kombineeritud töö ilming. Keha vajab söömiseks toitu ja hingamiseks õhku ning üksikute rakkude nõuded on sarnased. Põhiline reaktsioon, mis võimaldab raku elu, muudab glükoosi ja hapniku süsinikdioksiidiks, veeks ja energiaks. Seetõttu on vereringes olev hapnikuvarustus homöostaasi kriitiline aspekt - ebapiisava hapniku korral ei suuda rakud energiat toota. Samuti tuleb süsinikdioksiidi hoolikalt hallata, et see jääkaine ei koguneks probleemse tasemeni. Sissehingamise ja väljahingamise kaudu suudab hingamissüsteem hapnikku omastada ja eraldada süsinikdioksiidi ning seega mängib see domineerivat rolli homöostaatilises gaasivahetuses.
Õige pH
Aine happesust või aluselisust mõõdetakse pH-skaala järgi, mis tavaliselt jääb vahemikku 0 kuni 14. Paljud bioloogilised struktuurid ja protsessid on kavandatud toimima kitsas pH-vahemikus. Näiteks valkudel on vale pH-ga keskkonnaga kokkupuutel kahjulikud struktuurimuutused. Iga aine pH sõltub selle vesinikioonide kontsentratsioonist. Vesinikioonide kontsentratsioon veres sõltub süsinikdioksiidi kontsentratsioonist, mida hingamissüsteem otseselt mõjutab. Seega on hingamissüsteemil oluline roll inimese vereringe optimaalse pH taseme hoidmisel.
Täiendavad hingamisteede rollid
Hingamissüsteem osaleb mitmetes teistes protsessides, mis on seotud keha võimega püsida püsivalt terve ja funktsionaalne vaatamata sisemistele ja välistele pingetele. Soe ja niiskust sisaldav väljahingatav hingamine on keha veesisalduse ja sisetemperatuuri reguleerimise vahend ning kopsude liikumine aitab kaasa optimaalsele vereringele. Hingamisteed mõjutavad kopse läbiva vere koostist ja see kaitseb keha arvukate mikroobide ja saasteainete eest, mida koos õhuga sisse hingatakse.
