Wat is het verband tussen het ademhalingssysteem en homeostase?
Het ademhalingssysteem regelt ademhalingsprocessen in het lichaam. Twee minder bekende processen betreffen het ademhalingssysteem en homeostase. Delen van de luchtwegen kunnen helpen de pH-waarden in het bloed te stabiliseren en de lichaamstemperatuur te reguleren. Bovendien kunnen de gasuitwisselingsprocessen en daadwerkelijke ademhalingsmechanismen die door het ademhalingssysteem worden vergemakkelijkt, worden beschouwd als een vorm van homeostase.
Homeostase kan worden gezien als de interne thermostaat voor een levend organisme. Het vertegenwoordigt mechanismen die helpen het lichaamssysteem van het organisme in een stabiele, comfortabele en functionele staat te houden. Sommige van de factoren waarvoor homeostase verantwoordelijk is in een mens zijn lichaamstemperatuur, bloedsuikerspiegel en zuurgraad.
Alle homeostatische processen zijn afhankelijk van sensorische, controle- en motoronderdelen. De sensorische component, een receptor genaamd, catalogiseert veranderingen in de omgeving of stimulatie en stuurt deze informatie naar een commandocentrum, meestal de hersenen. Dit bedieningsmechanisme geeft op zijn beurt instructies door om te reageren op de verandering in de richting van organen, spieren of andere componenten die acties uitvoeren. De gerelateerde actie kan de vorm aannemen van het verhogen of verlagen van de productie van een stof of het starten van een ander proces. Deze homeostatische acties worden respectievelijk positieve feedback en negatieve feedback genoemd.
Negatieve feedback helpt de ademhaling te vergemakkelijken, dus het voedt het ademhalingssysteem en homeostase-processen. De ribbenkast en een spier die het middenrif wordt genoemd, kunnen beide de grootte en het volume van de belangrijkste ademhalingsorganen, de longen, veranderen. Door ademhalingsstimulatie dalen of stijgen deze componenten. Wanneer de ribbenkast omhoog gaat, zetten de longen uit, waardoor de luchtdruk afneemt. Deze druk wordt vervolgens hersteld of gecompenseerd bij het inademen van lucht in de longen.
Een ander direct verband bestaat tussen het ademhalingssysteem en homeostase, omdat de eerste zichzelf in de laatste toestand moet houden. Het hele gasuitwisselingsproces tussen kooldioxide en zuurstof dat het ademhalingssysteem in stand houdt, is een voorbeeld van homeostase. De longen, luchtpijp en andere componenten helpen het lichaam om verspillende koolstofdioxide kwijt te raken. Tegelijkertijd krijgt het lichaam de benodigde zuurstof voor vitale processen via het ademhalingssysteem.
Het proces van het vervoeren van koolstofdioxide naar het ademhalingssysteem voor uitademingshulpmiddelen met een ander verband tussen het ademhalingssysteem en homeostase: pH-bloedbalans. Het ademhalingssysteem voert omzettingen uit op koolstofdioxide-deeltjes die er via bloed naartoe worden gebracht. Deze omzettingen verminderen waterstofdeeltjes. Als gevolg hiervan bereikt het zuur- en base- of pH-spectrum van het bloed meer een middentoestand. Abnormale pH-waarden kunnen een aantal nadelige en zelfs fatale gevolgen voor de gezondheid hebben, dus beheersing van dit homeostase-mechanisme is van vitaal belang.
Dit effect zorgt voor een efficiëntere zuurstofopname in het bloed. Daarom helpt het ademhalingssysteem niet alleen de homeostatische pH-functies te behouden, maar de resulterende homeostase helpt het ademhalingssysteem efficiënter te werken. Op een vergelijkbare manier kan de pH invloed hebben op waar en wanneer bloed zuurstof afzet voor ademhaling op cellulair niveau.
Cellulaire ademhaling bestaat uit de chemische processen die cellen energie leveren. Deze cellulaire metabolische reacties zijn grotendeels verantwoordelijk voor het creëren van lichaamswarmte. Daarom speelt het ademhalingssysteem ook een rol bij homeostase van de lichaamstemperatuur.
Het samenvoegen van het ademhalingssysteem en homeostase bij de regeling van de lichaamstemperatuur is vooral duidelijk in organismen zoals reptielen. Voor deze dieren stijgt en daalt de lichaamstemperatuur als reactie op de buitenomgeving. In dergelijke gevallen kunnen de organismen langzamer ademen in warme omgevingen om energie te besparen en de lichaamstemperatuur beter te reguleren.