De meeste technologische systemen zijn primitief vergeleken met het vermogen van het menselijk lichaam om tal van kritische variabelen en ingewikkelde biologische processen nauwkeurig te reguleren. Dit opmerkelijke vermogen om een consistente interne omgeving te handhaven wordt homeostase genoemd. Het ademhalingssysteem - dat bestaat uit de neus, de mond, de longen en verschillende andere organen die bij de ademhaling betrokken zijn - is betrokken bij verschillende belangrijke aspecten van homeostase.
Zuurstof in, Koolstofdioxide uit

De luchtwegen systeem neemt deel aan verschillende homeostatische processen, en de twee belangrijkste hiervan zijn het handhaven van de pH en het reguleren van de gasuitwisseling. Beide homeostatische functies zijn gerelateerd aan de biochemische rol van de twee primaire ademhalingsgassen, koolstofdioxide en zuurstof. Zuurstof komt het lichaam binnen als een onderdeel van de lucht die we inademen en wordt verwerkt door de longen. Koolstofdioxide, dat wordt geproduceerd als bijproduct van het cellulaire metabolisme, reist via de bloedbaan naar de longen en wordt uitgeademd.
Koolstofdioxide en zuurstof

De activiteit van het menselijk lichaam is een manifestatie van de gecombineerde arbeid van triljoenen microscopische cellen. Het lichaam heeft voedsel nodig om te eten en lucht om te ademen, en de eisen van individuele cellen zijn vergelijkbaar. De fundamentele reactie die cellulair leven mogelijk maakt, zet glucose en zuurstof om in koolstofdioxide, water en energie. Daarom is de toevoer van zuurstof in de bloedbaan een cruciaal aspect van homeostase - met onvoldoende zuurstof kunnen cellen geen energie maken. Koolstofdioxide moet ook zorgvuldig worden beheerd, zodat dit afvalproduct zich niet ophoopt tot problematische niveaus. Door in te ademen en uit te ademen, kan het ademhalingssysteem zuurstof opnemen en koolstofdioxide vrijgeven, en speelt het dus een dominante rol in de homeostatische gasuitwisseling.
De juiste pH

De zuurgraad of alkaliteit van een stof wordt gemeten door de pH-schaal, die meestal varieert van 0 tot 14. Veel biologische structuren en processen zijn ontworpen om te werken binnen een smal pH-bereik. Eiwitten ondervinden bijvoorbeeld schadelijke structurele veranderingen bij blootstelling aan een omgeving met een onjuiste pH. De pH van elke stof hangt af van de concentratie waterstofionen. De concentratie waterstofionen in het bloed is afhankelijk van de concentratie koolstofdioxide, die rechtstreeks wordt beïnvloed door de luchtwegen. Het ademhalingssysteem speelt dus een belangrijke rol bij het handhaven van de menselijke bloedstroom op de optimale pH.
Aanvullende ademhalingsrollen

Het ademhalingssysteem neemt deel aan verschillende andere processen die verband houden met het vermogen van het lichaam om consistent gezond en functioneel te blijven ondanks interne en externe spanningen. Uitademing, die warm is en vocht bevat, is een manier om het watergehalte en de interne temperatuur van het lichaam te reguleren, en de beweging van de longen draagt bij aan een optimale bloedcirculatie. De luchtwegen beïnvloeden de samenstelling van het bloed dat door de longen gaat en beschermt het lichaam tegen de vele microben en verontreinigingen die samen met lucht worden ingeademd.