Većina tehnoloških sustava primitivni su u usporedbi sa sposobnošću ljudskog tijela da precizno regulira brojne kritične varijable i zamršene biološke procese. Ova izvanredna sposobnost održavanja dosljednog unutarnjeg okruženja naziva se homeostazom. Dišni sustav - koji obuhvaća nos, usta, pluća i nekoliko drugih organa koji sudjeluju u disanju - uključen je u razne važne aspekte homeostaze.
Ulaz kisika, izlaz ugljičnog dioksida
Dišni sustav sudjeluje u raznim homeostatskim procesima, a dva najvažnija od njih su održavanje pH i regulacija razmjene plinova. Obje ove homeostatske funkcije povezane su s biokemijskim ulogama dvaju primarnih respiratornih plinova, ugljičnog dioksida i kisika. Kisik ulazi u tijelo kao komponenta zraka koji udišemo i pluća ga obrađuju. Ugljični dioksid, koji se proizvodi kao nusprodukt staničnog metabolizma, putuje kroz krvotok do pluća i izdiše se.
Ugljični dioksid i kisik
Djelatnost ljudskog tijela manifestacija je kombiniranog rada bilijuna mikroskopskih stanica. Tijelu je potrebna hrana za jelo i zrak za disanje, a zahtjevi pojedinih stanica su slični. Temeljna reakcija koja omogućuje stanični život pretvara glukozu i kisik u ugljični dioksid, vodu i energiju. Zbog toga je opskrba kisikom u krvotoku kritičan aspekt homeostaze - s nedostatkom kisika, stanice ne mogu stvarati energiju. Ugljičnim dioksidom također se mora pažljivo upravljati kako se taj otpadni otpad ne bi akumulirao do problematične razine. Udišući i izdišući, dišni sustav je sposoban uzimati kisik i oslobađati ugljični dioksid, te stoga ima dominantnu ulogu u homeostatskoj izmjeni plinova.
Ispravan pH
Kiselost ili lužnatost tvari mjeri se pH ljestvicom, koja se obično kreće od 0 do 14. Mnoge biološke strukture i procesi dizajnirani su za rad u uskom rasponu pH. Na primjer, proteini doživljavaju štetne strukturne promjene kada su izloženi okolišu s neprikladnim pH. PH bilo koje tvari ovisi o koncentraciji vodikovih iona. Koncentracija vodikovih iona u krvi ovisi o koncentraciji ugljičnog dioksida, na koji izravno utječe dišni sustav. Dakle, dišni sustav igra glavnu ulogu u održavanju ljudskog krvotoka na optimalnom pH.
Dodatne respiratorne uloge
Dišni sustav sudjeluje u nekoliko drugih procesa povezanih sa sposobnošću tijela da ostane dosljedno zdrav i funkcionalan usprkos unutarnjim i vanjskim stresovima. Dah koji je izdahnuo, topao je i sadrži vlagu, sredstvo je za regulaciju tjelesnog sadržaja vode i unutarnje temperature, a kretanje pluća doprinosi optimalnoj cirkulaciji krvi. Respiratorni trakt utječe na sastav krvi koja prolazi kroz pluća i štiti tijelo od brojnih mikroba i onečišćenja koji se udišu zajedno sa zrakom.