Dauguma technologinių sistemų yra primityvios, palyginti su žmogaus kūno gebėjimu tiksliai reguliuoti daugybę kritinių kintamųjų ir sudėtingus biologinius procesus. Šis nepaprastas gebėjimas palaikyti pastovią vidinę aplinką vadinamas homeostaze. Kvėpavimo sistema, kurią sudaro nosis, burna, plaučiai ir keletas kitų kvėpavimo organų, yra susijusi su įvairiais svarbiais homeostazės aspektais.
Deguonis, anglies dioksidas
Kvėpavimo sistema dalyvauja įvairiuose homeostatiniuose procesuose, o du svarbiausi iš jų yra pH palaikymas ir dujų mainų reguliavimas. Abi šios homeostatinės funkcijos yra susijusios su dviejų pagrindinių kvėpavimo dujų - anglies dioksido ir deguonies - biocheminiais vaidmenimis. Deguonis patenka į kūną kaip kvėpuojamo oro komponentas ir jį apdoroja plaučiai. Anglies dioksidas, kuris susidaro kaip šalutinis ląstelių metabolizmo produktas, kraujotaka keliauja į plaučius ir iškvepiamas.
Anglies dioksidas ir deguonis
Žmogaus kūno veikla yra trilijonų mikroskopinių ląstelių sujungtų darbų apraiška. Organizmui reikia valgyti maisto ir kvėpuoti oro, o atskirų ląstelių reikalavimai yra panašūs. Pagrindinė reakcija, įgalinanti ląstelių gyvenimą, gliukozę ir deguonį paverčia anglies dioksidu, vandeniu ir energija. Štai kodėl deguonies tiekimas kraujyje yra kritinis homeostazės aspektas - esant nepakankamam deguonies kiekiui, ląstelės negali pagaminti energijos. Anglies dioksidas taip pat turi būti kruopščiai valdomas, kad šie atliekos nesikauptų iki probleminio lygio. Įkvėpdama ir iškvėpdama, kvėpavimo sistema sugeba įsisavinti deguonį ir išskirti anglies dvideginį, taigi ji atlieka pagrindinį vaidmenį keičiantis homeostatinėmis dujomis.
Tinkamas pH
Medžiagos rūgštingumas ar šarmingumas matuojamas pagal pH skalę, kuri paprastai svyruoja nuo 0 iki 14. Daugelis biologinių struktūrų ir procesų yra skirti veikti siaurame pH diapazone. Pavyzdžiui, baltymai patiria žalingus struktūrinius pokyčius, kai juos veikia netinkamos pH aplinkos. Bet kurios medžiagos pH priklauso nuo vandenilio jonų koncentracijos. Vandenilio jonų koncentracija kraujyje priklauso nuo anglies dioksido koncentracijos, kuriai tiesioginę įtaką daro kvėpavimo sistema. Taigi kvėpavimo sistema vaidina svarbų vaidmenį palaikant optimalų žmogaus kraujotaką.
Papildomos kvėpavimo funkcijos
Kvėpavimo sistema dalyvauja keliuose kituose procesuose, susijusiuose su kūno gebėjimu išlikti nuolat sveikiems ir funkcionaliems, nepaisant vidinių ir išorinių įtampų. Švelnus ir drėgmės turintis iškvėpimas yra kūno vandens kiekio ir vidaus temperatūros reguliavimo priemonė, o plaučių judėjimas prisideda prie optimalios kraujotakos. Kvėpavimo takai daro įtaką kraujo, praeinančio per plaučius, sudėčiai ir apsaugo kūną nuo daugybės mikrobų ir teršalų, kurie įkvepiami kartu su oru.