动脉血中二氧化碳分压升高，氧分压下降会导致呼吸加深加快，先呼吸加深加快到呼吸变浅直到停止。 二氧化碳分压升高及氧分压下降可刺激外周及中枢化学感受器，反射性引起呼吸加深加快，增加肺通气量。低氧主要刺激外周化学感受器，中枢化学感受器对其刺激不敏感。而二氧化碳主要刺激中枢化学感受器（通过影响脑脊液中H离子浓度），其对外周化学感受器敏感性<中枢化学感受器。但低氧对呼吸运动的刺激不明显，仅当PO2低于80mmHg时才表现出来，低氧对呼吸运动的直接效应是抑制，而二氧化碳时强有力的呼吸兴奋剂，但如果PCO2过高，会出现二氧化碳麻醉即肺性脑病。
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