Večina tehnoloških sistemov je primitivnih v primerjavi s sposobnostjo človeškega telesa, da natančno uravnava številne kritične spremenljivke in zapletene biološke procese. Ta izjemna sposobnost vzdrževanja doslednega notranjega okolja se imenuje homeostaza. Dihalni sistem - ki zajema nos, usta, pljuča in več drugih organov, ki sodelujejo pri dihanju - je vključen v različne pomembne vidike homeostaze.
Vstop kisika, izpust ogljikovega dioksida
Dihalni sistem sodeluje v različnih homeostatičnih procesih, med katerimi sta najpomembnejša vzdrževanje pH in uravnavanje izmenjave plinov. Obe homeostatski funkciji sta povezani z biokemijskimi vlogama primarnih dihalnih plinov, ogljikovega dioksida in kisika. Kisik vstopi v telo kot sestavni del zraka, ki ga vdihavamo, in ga pljuča predelajo. Ogljikov dioksid, ki nastaja kot stranski produkt celične presnove, potuje skozi krvni obtok do pljuč in se izdihne.
Ogljikov dioksid in kisik
Dejavnost človeškega telesa je manifestacija kombiniranega dela bilijonov mikroskopskih celic. Telo potrebuje hrano za jesti in zrak za dihanje, potrebe posameznih celic pa so podobne. Temeljna reakcija, ki omogoča celično življenje, pretvori glukozo in kisik v ogljikov dioksid, vodo in energijo. Zato je oskrba s kisikom v krvnem obtoku ključni vidik homeostaze - ob premajhnem kisiku celice ne morejo proizvajati energije. Tudi z ogljikovim dioksidom je treba skrbno ravnati, da se ta odpadni produkt ne kopiči na problematične ravni. Z vdihom in izdihom dihalni sistem lahko sprejme kisik in sprosti ogljikov dioksid, zato ima dominantno vlogo pri homeostatski izmenjavi plinov.
Ustrezen pH
Kislost ali alkalnost snovi merimo s pH lestvico, ki se običajno giblje od 0 do 14. Številne biološke strukture in procesi so zasnovani tako, da delujejo v ozkem območju pH. Beljakovine na primer doživljajo škodljive strukturne spremembe, če so izpostavljene okolju z neustreznim pH. PH katere koli snovi je odvisen od koncentracije vodikovih ionov. Koncentracija vodikovih ionov v krvi je odvisna od koncentracije ogljikovega dioksida, na katero dihalni sistem neposredno vpliva. Tako ima dihalni sistem glavno vlogo pri vzdrževanju človeškega krvnega obtoka na optimalnem pH.
Dodatne dihalne vloge
Dihalni sistem sodeluje v številnih drugih procesih, povezanih s sposobnostjo telesa, da kljub notranjim in zunanjim stresom ostane dosledno zdravo in funkcionalno. Izdihnjen vdih, ki je topel in vsebuje vlago, je sredstvo za uravnavanje vsebnosti vode v telesu in notranje temperature, gibanje pljuč pa prispeva k optimalni prekrvavitvi. Dihala vplivajo na sestavo krvi, ki prehaja skozi pljuča, in ščiti telo pred številnimi mikrobi in onesnaževalci, ki se vdihavajo skupaj z zrakom.