Vad är andningssystemets roll i homeostas?

De flesta tekniska system är primitiva jämfört med människokroppens förmåga att exakt reglera många kritiska variabler och invecklade biologiska processer. Denna anmärkningsvärda förmåga att upprätthålla en konsekvent intern miljö kallas homeostas. Andningsorganen - som omfattar näsan, munnen, lungorna och flera andra organ som är inblandade i andningen - är involverade i olika viktiga aspekter av homeostas.

Andningsorganen deltar i en mängd homeostatiska processer, och de två viktigaste av dessa är att upprätthålla pH och reglera gasutbytet. Båda dessa homeostatiska funktioner är relaterade till de biokemiska rollerna som spelas av de två primära andningsgaserna, koldioxid och syre. Syre kommer in i kroppen som en del av luften vi andas in och bearbetas av lungorna. Koldioxid, som produceras som en biprodukt av cellulär metabolism, färdas genom blodomloppet till lungorna och andas ut.

Människokroppens aktivitet är en manifestation av det kombinerade arbetet med biljoner mikroskopiska celler. Kroppen behöver mat att äta och luft att andas, och kraven på individuella celler är likartade. Den grundläggande reaktionen som möjliggör cellulärt liv förvandlar glukos och syre till koldioxid, vatten och energi. Det är därför som syretillförseln i blodomloppet är en kritisk aspekt av homeostas - med otillräckligt syre kan celler inte producera energi. Koldioxid måste också hanteras noggrant så att denna avfallsprodukt inte ackumuleras till problematiska nivåer. Genom inandning och andning kan andningsorganen ta in syre och släppa ut koldioxid, och därmed spelar det en dominerande roll i homeostatisk gasutbyte.

Ett ämnes surhet eller alkalinitet mäts med pH-skalan, som vanligtvis sträcker sig från 0 till 14. Många biologiska strukturer och processer är utformade för att fungera inom ett smalt pH-område. Proteiner upplever till exempel skadliga strukturförändringar när de utsätts för en miljö med fel pH. PH för alla ämnen beror på dess koncentration av vätejoner. Koncentrationen av vätejoner i blod beror på koncentrationen av koldioxid, som påverkas direkt av andningsorganen. Andningssystemet spelar sålunda en viktig roll för att upprätthålla den mänskliga blodomloppet vid det optimala pH-värdet.

Andningsorganen deltar i flera andra processer relaterade till kroppens förmåga att förbli genomgående friska och funktionella trots inre och yttre påfrestningar. Andad andning, som är varm och innehåller fukt, är ett sätt att reglera kroppens vatteninnehåll och inre temperatur, och lungernas rörelse bidrar till optimal blodcirkulation. Andningsvägarna påverkar blodsammansättningen som passerar genom lungorna och skyddar kroppen från de många mikrober och föroreningar som inandas tillsammans med luft.