Hvad er forbindelsen mellem åndedrætssystemet og homeostase?
Åndedrætsorganerne styrer vejrtrækningsprocesser i kroppen. To mindre kendte processer involverer luftvejene og homeostase. Dele af luftvejene kan hjælpe med at stabilisere pH-niveauer i blodet og regulere kroppens temperatur. Derudover kan gasudvekslingsprocesserne og faktiske vejrtrækningsmekanismer, der er lettet af luftvejene, betragtes som en form for homeostase.
Homeostase kan betragtes som den interne termostat for en levende organisme. Det repræsenterer mekanismer, der hjælper med at holde organismens kropssystemer i en stabil, behagelig og funktionel tilstand. Nogle af de faktorer, som homeostase er ansvarlige for inden for et menneske, inkluderer kropstemperatur, blodsukkerniveau og surhedsniveauer.
Alle homeostatiske processer er afhængige af sensoriske, kontrol- og motoriske komponenter. Den sensoriske komponent, kaldet en receptor, katalogiserer miljøændringer eller -stimulering og sender denne information til et kommandocenter, som regel hjernen. Denne kontrolmekanisme gengiver på sin side instruktioner til at reagere på ændringen mod organer, muskler eller andre komponenter, der udfører handlinger. Den relaterede handling kan have form af enten at øge eller reducere produktionen af et stof eller indlede en anden proces. Disse homeostatiske handlinger er henholdsvis kendt som positiv feedback og negativ feedback.
Negativ feedback hjælper med at lette vejrtrækning, så det brænder luftvejsprocesserne og homeostase-processerne. Brystkassen og en muskel, der kaldes membranen, kan begge ændre størrelsen og volumen på de vigtigste åndedrætsorganer, lungerne. Gennem åndedræt stimulering, enten lavere eller stige disse komponenter op. Når ribbeholderen stiger, udvides lungerne, hvilket reducerer lufttrykket. Dette tryk gendannes eller afbalanceres derefter ved indånding af luft ind i lungerne.
En anden direkte forbindelse findes mellem luftvejene og homeostase, da førstnævnte skal holde sig i sidstnævnte tilstand. Hele gasudvekslingsprocessen mellem kuldioxid og ilt, der opretholder luftvejene, er et eksempel på homeostase. Lungerne, luftrøret og andre komponenter hjælper kroppen med at slippe af med spildt kuldioxid. På samme tid får kroppen behov for ilt til vitale processer gennem luftvejene.
Processen med at føre kuldioxid ind i åndedrætssystemet til udånding hjælper med en anden forbindelse mellem åndedrætssystemet og homeostase: blodets pH-balance. Åndedrætssystemet udfører konverteringer på kuldioxidpartikler, der bringes til det via blod. Disse omdannelser mindsker brintpartikler. Som et resultat når syre- og base- eller pH-spektret af blodet mere af en mellemtilstand. Unormale pH-niveauer kan skabe en række uheldige og endda livsfarlige sundhedsmæssige konsekvenser, så kontrol af denne homeostase-mekanisme er afgørende.
Denne effekt muliggør mere effektivt iltindtagelse i blodet. Derfor hjælper åndedrætsorganerne ikke med at opretholde homeostatiske pH-funktioner, men den resulterende homeostase hjælper åndedrætsorganerne med at arbejde mere effektivt. På en lignende måde kan pH påvirke hvor og når blod afsætter ilt til respiration på det cellulære niveau.
Cellulær respiration består af de kemiske processer, der giver celler energi. Disse cellulære metaboliske reaktioner er stort set ansvarlige for at skabe kropsvarme. Derfor spiller åndedrætsorganerne også en rolle i kropstemperaturhomeostase.
Sammensmeltningen af åndedrætssystemet og homeostase i kropstemperaturregulering er især udtalt i organismer som krybdyr. For disse dyr stiger og falder kropstemperaturen som svar på det omgivende miljø. I sådanne tilfælde kan organismerne trække vejret langsommere i varme miljøer for at spare energi og regulere kropstemperaturen bedre.