二氧化碳是主調鈕
問大多數人是什麼驅動呼吸,他們會說氧氣。在健康人身上,真正的答案是二氧化碳。腦幹時刻監測血中二氧化碳的水平——即PaCO2——並調節呼吸以使其幾乎完美地保持穩定。二氧化碳的微小上升會引起呼吸的大幅增加;微小下降則使呼吸減慢。
原因微妙而精巧。感測器檢測的並非二氧化碳本身。二氧化碳溶解後與水反應生成酸,因此二氧化碳升高會使感測器周圍的體液更偏酸性——即降低pH。身體真正捍衛的是它的酸度,而呼吸是它做到這一點最快的工具。這正是*呼吸*與*酸鹼平衡*之間的關鍵聯繫,本系列其餘部分都建立在此基礎上。
兩類化學感受器
身體有兩套傳感系統。中樞化學感受器位於延髓內部,浸浴在腦周圍的液體中。它們對二氧化碳引起的pH變化作出反應,承擔了絕大部分時刻性的二氧化碳驅動。外周化學感受器位於頸動脈分叉處的頸動脈體(以及主動脈)。它們也感知二氧化碳和pH,但唯有它們能夠察覺氧氣的下降。
氧氣是備用警報
只有當PaO2降到遠低於正常時——大約低於60 mmHg——氧氣才會成為強刺激。在此之上,血紅蛋白幾乎仍處於飽和狀態,因此氧氣的小幅波動幾乎不會觸動頸動脈體。這就是低氧驅動:一種僅在氧氣真正稀缺時(如高海拔或嚴重肺病時)才接管的備用機制。