呼吸系统药理
平喘药的分类：
| 支气管平滑肌松弛药 | B肾上腺素受体激动药 | 沙丁胺醇、福莫特罗（首选药） | |
| 茶碱类 | 氨茶碱 | ||
| M胆碱受体拮抗剂 | 异丙托溴铵 | ||
| 抗炎平喘药 | 糖皮质激素 | 倍氯米松 | |
| 抗白三烯药 | 竞争性白三烯受体阻断药 | 扎鲁司特 | |
| 5脂氧酶抑制药 | 齐留通 | ||
| 抗过敏平喘药 | 过敏介质阻释剂 | 色甘酸钠 | |
| H1受体阻断药 | 酮替芬 | ||
| 糖皮质激素：治疗哮喘最有效的一线药，局部强，全身副作用多。 | |
| 作用机制 | a、抑制多种参与哮喘发病的炎症细胞及免疫细胞； b、抑制细胞因子与炎症介质的产生； c、增强儿茶酚胺对AC的激活作用→间接使胞内cAMP/cGMP↑。 |
| 应用 | 重症哮喘或哮喘持续状态 |
| 副作用 | 常见为口咽念珠菌感染、声音嘶哑或呼吸道不适。 |
抗白三烯药物用于阿司匹林哮喘患者。
| 抗过敏平喘药:粉雾剂，起效慢。 | |
| 机制 | a、稳定肥大细胞膜→Ca2+内流↓→炎症介质释放↓； b、抑制非特异性支气管痉挛。 |
| 作用 | 哮喘的预防，特别是过敏性哮喘。轻、重度哮喘的一线药。 |
| 副作用 | 因显效慢，应向病人交待，以防随意停药，诱发哮喘发作。 |
酮替酚：对儿童疗效好（12周以上）。口服给药。驾驶员、精密仪器操纵者甚用。
以下均为选择性b2受体激动药，口服有效，心血管不良反应少。其中沙丁胺醇、克仑特罗 口服维持4-6小时，吸入给药显效快、维持短；特布他林为唯一可供皮下注射者；福莫特罗和沙美特罗均为长效药物，吸入给药可维持12小时，较适于慢性哮喘，尤其是夜间发作者。急性哮喘的一线药。
| 茶碱类 | |
| 机制 | a、抑制磷酸二酯酶，使cAMP的含量增加，引起气管舒张； b、抑制过敏性介质的释放、降低细胞内钙，减轻炎症反应； c、阻断腺苷受体，对腺苷或腺苷受体激动剂有明显的抑制作用； d、促进内源性肾上腺素和去甲肾上腺素的释放，间接导致气道扩张。 |
| 作用 | 支气管哮喘；慢性阻塞性肺病；缓释制剂可用于夜间哮喘 |
| 副作用 | 安全范围较窄，不良反应较多。胃肠道反应：饭后服药可减轻。中枢兴奋：不安、失眠，易激动。急性中毒，儿童尤易发生。应充分稀释后缓慢推注。 |
异丙托溴胺：选择性阻断支气管平滑肌的M胆碱受体，吸入给药，用于支气管哮喘及喘息型慢性支气管炎
| 可待因：镇痛镇咳 | 喷托维林：兼外周性镇咳和局麻，不成瘾 | |
| 机制 | 中枢抑制阿片受体 | 阻断M受体，局部麻醉 |
| 作用 | 其他镇咳药无效的激烈干咳及胸膜炎干咳胸痛 | 呼吸道感染引起的无痰干咳和阵咳 |
| 副作用 | 多痰者禁用，久用成瘾 | 青光眼和多痰者禁用 |
右美沙芬（右甲吗南）中枢镇咳，强度相当可待因，不镇痛；干咳，无成瘾性。
苯佐那酯（退咳露）作用于外周，通过局麻作用抑制肺牵张感受器和感觉神经末梢。主要用于刺激性干咳、阵咳。 也用于支气管镜检查或支气管造影前预防咳嗽。具有较强的局部麻醉作用，服用时勿将药丸咬碎，否则口腔内可产生麻木感。多痰者禁用。
| 氯化铵
| 口服后刺激胃粘膜，引起轻度恶心，反射性兴奋迷走神经，使呼吸道腺体分泌增加，痰液变稀，易于咳出。 |
| 乙酰半胱氨酸
| 以巯基攻击引起二硫键断裂，粘蛋白分子裂解，痰粘度下降，易于咳出。适用于大量粘痰阻塞气道的病例。 |
| 溴己新 | 裂解痰中酸性粘多糖，并抑制其合成。兼有恶心性祛痰作用。 |
第二十七章 组胺受体阻断药
认真领会上面的表格。
胺促进胃酸分泌的作用可用于诊断真假性胃酸缺乏症。注射组胺后无胃酸分泌者为真性胃酸缺乏症，常见胃癌及恶性贫血。
组三联反应（tripleresponse）：皮下注射少量组胺因毛细血管扩张出现红斑，随后因毛细血管通透性增加形成丘疹，继而组胺刺激神经末梢引起的冲动通过轴索反应引起小动脉舒张出现广泛的红晕。
H1受体阻断药第一代与组胺竞争H1受体而拮抗组胺的作用，但不能阻断过敏介质的释放，对中枢抑制作用强，代表药苯海拉明、异丙嗪、氯苯那敏（扑尔敏）。第二代阻断H1受体，并能阻断过敏介质的释放无中枢抑制作用或较弱，代表药氯雷他定（开瑞坦）、阿司咪唑（息斯敏）。
| H1受体阻断药 | |
| 作用 | a、H1受体阻断作用：对抗组胺引起的支气管、胃肠道和子宫平滑肌痉挛性收缩的作用；对抗组胺引起的血管扩张，毛细血管通透性增加，局限性水肿作用；对H2受体兴奋所致的胃酸分泌无影响。 b、中枢抑制作用：主要是以苯海拉明和异丙嗪为代表，拮抗觉醒作用产生镇静催眠作用。 C、抗胆碱作用表现为镇静、镇吐。 d、较弱的α受体阻断作用和局麻作用。 |
| 应用 | 1. 变态反应性疾病：防止荨麻疹、变应性鼻炎、可减轻症状 、昆虫咬伤所致瘙痒和水肿。 2. 2. 晕动病、呕吐。 3. 镇静催眠。 |
| 副作用 | 多见镇静，嗜睡，乏力等中枢抑制现象，以苯海拉明和异丙嗪最为明显；口干、厌食、恶心、呕吐、便秘或腹泻；视物模糊、尿潴留；美克洛嗪可致动物畸胎、孕妇禁用；阿司咪唑、特非那定 过量可致严重心律失常。 |
| H2受体阻断药 | |
| 作用 | 阻断H2受体抑制胃酸分泌对，五肽胃泌素、胆碱受体激动剂及迷走神经兴奋所致胃酸分泌也有明显的抑制作用；用药数周后出现胃酸和胃蛋白酶下降；拮抗组胺的舒血管作用。 |
| 应用 | 胃和十二指肠溃疡、胃肠道出血、胃酸分泌过多症、反流性食道炎、胃肠吻合口溃疡、卓－艾综合症（胃泌素瘤） |
| 副作用 | 胃肠道反应、 中枢神经系统反应：头痛、眩晕、幻觉等、 粒细胞缺乏和再障、 抗雄性激素作用、抑制肝药酶（西咪替丁） |
肝药酶抑制剂：西咪替丁、异烟肼、红霉素、
肝药酶诱导剂：利福平、
第四节 呼吸运动的调节
呼吸运动是整个呼吸过程的基础，是呼吸肌的一种节律性的舒缩活动，其节律性起源于呼吸中枢。呼吸运动的深度和频率可随体内外环境的改变而发生相应改变，以适应机体代谢的需要。例如在肌肉活动时，代谢增强，呼吸运动加深加快，肺通气量增大，机体可摄取更多O2，排出更多CO2。此外，机体在完成其他某些功能活动 (如说话、唱歌、吞咽以及喷嚏反射、咳嗽反射等)时，呼吸运动也将受到相应调控，使机体得以实现其他功能活动。
一、呼吸中枢与呼吸节律的形成
(一)呼吸中枢
中枢神经系统内，产生和调节呼吸运动的神经元群称为呼吸中枢 (respiratory center)。呼吸中枢广泛分布于中枢神经系统内，包括大脑皮质、间脑、脑桥、延髓和脊髓等，但它们在呼吸节律 (respilatory rhythm)的产生和调节中所起的作用不同，正常节律性呼吸运动是在各级呼吸中枢的共同作用下实现的。
1．脊髓 脊髓中有支配呼吸肌的运动神经元，它们的胞体位于第3~5颈段脊髓前角 (支配膈肌)和胸段脊髓前角 (支配肋间肌和腹肌等)。呼吸肌在相应脊髓前角运动神经元支配下，发生节律性收缩、舒张运动，即呼吸运动。据文献记载，早在公元2世纪，Galen就观察到，斗剑士或动物在高位颈脊髓受到损伤时，呼吸运动便停止。在动物实验中，如果在延髓和脊髓之间做一横切，呼吸运动也会立即停止。这些现象清楚地说明，脊髓本身以及呼吸肌和支配呼吸肌的传出神经不能产生呼吸节律，脊髓的呼吸运动神经元是联系高位呼吸中枢和呼吸肌的中继站。另外，脊髓在某些呼吸反射活动的初级整合中可能具有一定作用。
2．低位脑干 低位脑干指脑桥和延髓。1923年，英国生理学家Lumsden用横切脑干的方法，对猫进行实验研究，观察到在不同平面横切脑干，可使呼吸运动发生不同的变化。在中脑和脑桥之间 (图5-17，A平面)横断脑干，呼吸节律无明显变化；在延髓和脊髓之间 (图5-17，D平面)横断，则呼吸运动停止。这些结果表明呼吸节律产生于低位脑干，而高位脑对节律性呼吸运动的产生不是必需的。如果在脑桥的上、中部之间 (图5-16，B平面)横断，呼吸将变慢变深；如果再切断双侧迷走神经，吸气动作便大大延长，仅偶尔为短暂的呼气所中断，这种形式的呼吸称为长吸式呼吸 (apneusis)。这一结果提示，脑桥上部有抑制吸气活动的中枢结构，称为呼吸调整中枢 (pneumotaxic center)；来自肺部的迷走神经传入冲动也有抑制吸气和促进吸气转换为呼气的作用。当失去来自脑桥上部和迷走神经传入这两方面的抑制作用后，吸气活动便不能及时被中断而转为呼气，于是出现长吸式呼吸。如果再在脑桥和延髓之间 (图5-17，C平面)横断，不论迷走神经是否完整，长吸式呼吸都消失，出现喘息样呼吸 (gasping)，表现为不规则的呼吸节律。这些结果表明，在脑桥中下部可能存在能兴奋吸气活动的长吸中枢；在延髓内有喘息中枢 (gasping center)。于是，在20世纪20~50年代期间，便形成了所谓三级呼吸中枢学说，即在延髓内，有喘息中枢产生最基本的呼吸节律；在脑桥下部，有长吸中枢，对吸气活动产生紧张性易化作用；在脑桥上部，有呼吸调整中枢，对长吸中枢产生周期性抑制作用，在三者的共同作用下，形成正常的呼吸节律。后来的研究肯定了关于延髓有呼吸节律基本中枢和脑桥上部有呼吸调整中枢的结论，但未能证实脑桥中下部存在长吸中枢。
在20世纪60年代后的大约二十多年中，微电极技术研究揭示，在中枢神经系统内，有的神经元呈节律性自发放电，且其节律性与呼吸周期相关，这些神经元称为呼吸相关神经元 (respiratory-related neuron)或呼吸神经元 (respiratory neuron)。呼吸神经元有不同的类型，就其自发放电相对于呼吸的时相而言，在吸气相放电的为吸气神经元 (inspiratory neuron)，在呼气相放电的为呼气神经元 (expiratory neuron)，在吸气相开始放电并延续到呼气相的为吸气-呼气跨时相神经元(inspiratory-expiratory phase spanning neuron)，而在呼气相开始放电并延续到吸气相的则为呼气-吸气跨时相神经元(expiratory-inspiratory phase spanning neuron)。在低位脑干，呼吸神经元主要集中分布于左右对称的三个区域 (图5-17左)。①延髓背内侧的背侧呼吸组 (dorsal respiratory group，DRG)，相当于孤束核腹外侧部，其中主要含吸气神经元，其主要作用是使吸气肌收缩而引起吸气。②延髓腹外侧的腹侧呼吸组 (ventral respiratory group，VRG)，从尾端到头端相当于后疑核、疑核和面神经后核及其邻近区域。该区含有多种类型的呼吸神经元，主要作用是使呼气肌收缩而引起主动呼气，还可调节咽喉部辅助呼吸肌的活动以及延髓和脊髓内呼吸神经元的活动。③脑桥头端背侧分的脑桥呼吸组 (pontine respiratory group，PRG)，相当于臂旁内侧核(NPBM)及其相邻的K?lliker-Fuse(KF)核，二者合称为PBKF核群，为呼吸调整中枢所在部位，主要含呼气神经元，其作用是限制吸气，促使吸气向呼气转换。
20世纪90年代初以来，有学者发现，在VRG中，相当于疑核头端平面，存在一个被称为前包钦格复合体(pre-B?tzinger complex)的区域 (图5-17左)，该区可能是哺乳动物呼吸节律起源的关键部位。
在脑损伤、脑脊液压力升高、脑膜炎等病理情况下，可出现比奥呼吸 (Biot breathing)。比奥呼吸是一种病理性的周期性呼吸，表现为一次或多次强呼吸后，继以长时间呼吸停止，之后又再次出现数次强呼吸，其周期变动较大，短则仅10s，长则可达1min。比奥呼吸常是死亡前出现的危急症状，其发生原因尚不清楚，可能是疾病已侵及延髓，呼吸中枢受损所致。
3．高位脑 呼吸运动还受脑桥以上中枢部位的影响，如大脑皮质、边缘系统、下丘脑等。大脑皮质可通过皮层脊髓束和皮层脑干束在一定程度上随意控制低位脑干和脊髓呼吸神经元的活动，以保证其他呼吸运动相关活动的完成，例如说话、唱歌、哭笑、咳嗽、吞咽、排便等等。一定程度的随意屏气或加深加快呼吸也靠大脑皮质的控制而实现。大脑皮质对呼吸运动的调节系统是随意的呼吸调节系统，而低位脑干的呼吸运动调节系统则为不随意的自主呼吸节律调节系统。这两个系统的下行通路是分开的。临床上有时可观察到自主呼吸和随意呼吸分离的现象。例如，在脊髓前外侧索下行的自主呼吸通路受损后，自主节律性呼吸运动出现异常甚至停止，而病人仍可进行随意呼吸。但这种病人常需依靠人工呼吸机来维持其肺通气，如果不进行人工呼吸，病人一旦入睡，呼吸运动就会停止。
(二)呼吸节律的形成
关于正常呼吸节律的形成机制，目前主要有两种学说，即起步细胞学说和神经元网络学说。
起步细胞学说认为，节律性呼吸犹如窦房结起搏细胞的节律性兴奋引起整个心脏产生节律性收缩一样，是由延髓内具有起步样活动的神经元的节律性兴奋引起的，上述前包钦格复合体可能就是呼吸节律起步神经元的所在部位。
神经元网络学说认为，呼吸节律的产生依赖于延髓内呼吸神经元之间的相互联系和相互作用。有学者在大量实验研究资料基础上提出了多种模型，其中最有影响的是20世纪70年代提出的中枢吸气活动发生器 (central inspiratoryactivity generator)和吸气切断机制 (inspiratory off-switch mechanism)模型 (图5-18)。该模型认为，在延髓内存在一些起中枢吸气活动发生器和吸气切断机制作用的神经元。中枢吸气活动发生器神经元的活动引起吸气神经元呈渐增性的放电，继而兴奋吸气肌运动神经元，引起吸气过程；中枢吸气活动发生器神经元的活动还能增强脑桥PBKF神经元和延髓吸气切断机制神经元的活动。吸气切断机制神经元在接受来自吸气神经元、PBKF神经元和迷走神经中肺牵张感受器的传入信息时活动增强，当其活动增强到一定阈值时，就能抑制中枢吸气活动发生器神经元的活动，使吸气活动及时终止，即吸气被切断，于是吸气过程转为呼气过程。在呼气过程中，吸气切断机制神经元因接受的兴奋性影响减少而活动减弱，中枢吸气活动发生器神经元的活动便逐渐恢复，导致吸气活动的再次发生。如此周而复始，形成节律性的呼吸运动。由于脑桥PBKF神经元的活动和迷走神经肺牵张感受器的传入活动可增强吸气切断机制的活动，促进吸气转为呼气，所以在实验中如果损毁PBKF并切断迷走神经，动物便出现长吸式呼吸。该模型仍有许多不完善之处，尚待进一步研究。
由于方法学的限制，有关起搏细胞学说的实验依据多来自新生动物，而关于神经元网络学说的依据主要来自成年动物。两种学说中哪一种是正确的或是否两种都正确，至今尚不清楚。很可能两种机制都起作用，只是在动物的不同发育阶段，各自的地位有所不同，在新生期以起步细胞的活动起主导作用，而随着动物的生长发育，呼吸神经元之间的相互作用加强，网络的作用更加重要。但无论如何，即使呼吸节律的产生依赖于起步细胞的活动，神经元网络的作用对于完整机体正常节律性呼吸活动的样式和频率的维持也是必需的。
二、呼吸运动的反射性调节
呼吸节律虽起源于脑，但呼吸运动的频率、深度和样式等都受到来自呼吸器官自身以及血液循环等其他器官系统感受器传入冲动的反射性调节。下面讨论几种重要的反射。
(二)化学感受性呼吸反射
化学因素对呼吸运动的调节是一种反射性活动，称为化学感受性反射 (chemoreceptive reflex)。这里的化学因素是指动脉血液、组织液或脑脊液中的O2、CO2和H+。机体通过呼吸运动调节血液中O2、CO2和H+的水平，而血液中的O2、CO2和H+水平的变化又通过化学感受性反射调节呼吸运动，从而维持机体内环境中这些化学因素的相对稳定和机体代谢活动的正常进行。
1．化学感受器 化学感受器 (chemoreceptor)是指其适宜刺激是O2、CO2和H+等化学物质的感受器考根据所在部位的不同，化学感受器分为外周化学感受器 (peripheral chemoreceptor)和中枢化学感受器 (central chemoreceptor)。
(1)外周化学感受器：外周化学感受器位于颈动脉体和主动脉体，在呼吸运动和心血管活动的调节中具有重要作用。外周化学感受器在动脉血PO2降低、PCO2或H+浓度升高时受到刺激，冲动分别经窦神经 (舌咽神经的分支，分布于颈动脉体)和迷走神经 (分支分布于主动脉体)传入延髓，反射性地引起呼吸加深加快和血液循环功能的变化 (后者见第四章)。虽然颈动脉体和主动脉体二者都参与呼吸和循环的调节，但是颈动脉体主要参与呼吸调节，而主动脉体在循环调节方面较为重要。由于颈动脉体的解剖位置有利于研究，所以对外周化学感受器的研究主要集中在颈动脉体。
颈动脉体和主动脉体的血液供应非常丰富，其每分钟血流量约为其重量的20倍，100g该组织的血流量约每分钟2 000ml (每100g脑组织每分钟血流量约54ml)。其动、静脉PO2差几乎为零，即在一般情况下，外周化学感受器始终处于动脉血液的环境之中。
记录游离的颈动脉体的传入神经单纤维动作电位，观察改变灌流液成分时动作电位频率的变化，可了解颈动脉体所感受的刺激的性质和刺激与反应之间的关系。结果表明，当灌流液中的PO2下降，Pco,升高或H+浓度升高时，传入神经纤维放电频率增加，反射性使呼吸运动增强增快，肺通气量增加。
如果保持灌流液的PO2在10mmHg，仅减少灌流量，其传入冲动频率也增加。当血流量下降时，颈动脉体从单位体积血液中摄取的O2量相对增加，细胞外液的PO2因供O2少于耗O2而下降。然而，在贫血或CO中毒时，血液氧含量虽然下降，但是其PO2仍正常，只要血流量充分，化学感受器传入神经放电频率并不增加。所以，当机体缺氧时，化学感受器所感受的刺激是其所处环境中PO2的下降，而不是动脉血氧含量的降低。
当血液中PCO2升高和H+浓度升高时，外周化学感受器还可因H+进入其细胞内而受到刺激，引起传入神经动作电位频率增高，进而兴奋呼吸运动。CO2容易扩散进入外周化学感受器细胞，使细胞内H+浓度升高；而血液中的H+则不易进入细胞，因而，血液H+浓度升高时，感受器细胞内的H+浓度变化较小。因此，相对而言，CO2对外周化学感受器的刺激作用比H+强。
在实验中还可观察到，上述三种因素对化学感受器的刺激作用有相互增强的现象，两种因素同时作用比单一因素的作用强。这种协同作用的意义在于，当机体发生循环或呼吸衰竭时，PCO2升高和PO2降低常常同时存在，它们协同刺激外周化学感受器，共同促进代偿性呼吸增强反应。
颈动脉体含I型细胞 (球细胞)和Ⅱ型细胞 (鞘细胞)，它们周围包绕以毛细血管窦，血液供应十分丰富。I型细胞呈球形，有大量囊泡，内含递质，如乙酰胆碱、儿茶酚胺、某些神经肽等，这类细胞起感受器的作用。Ⅱ型细胞数量较少，没有囊泡，功能上类似神经胶质细胞。窦神经的传入纤维末梢分支穿插于I、Ⅱ型细胞之间，与I型细胞形成特化的接触，包括单向突触、交互突触、缝隙连接等 (图5-19)，传入神经末梢可为突触前和 (或)突触后成分。交互突触在I型细胞与传入神经之间构成一种反馈环路，通过释放递质调节化学感受器的敏感性。此外，颈动脉体还受传出神经支配，通过调节血流和化学感受器的敏感性来改变化学感受器的活动。目前认为，I型细胞受到刺激时，细胞内Ca2+浓度升高，由此而触发递质释放，引起传入神经纤维兴奋。
(2)中枢化学感受器：摘除动物外周化学感受器或切断其传入神经后，吸入CO2仍能增加肺通气量；增加脑脊液CO2和H+浓度，也能刺激呼吸。起初认为这是CO2直接刺激呼吸中枢所致。后来大量动物实验研究表明，在延髓还存在一些不同于呼吸中枢但可影响呼吸活动的化学感受区，这些区域被称为中枢化学感受器，以别于外周化学感受器。
中枢化学感受器位于延髓腹外侧部的浅表部位，左右对称，可分为头、中、尾三个区 (图5-20A)。头端和尾端区都有化学感受性；中间区不具有化学感受性，可能是头端区和尾端区传入冲动向脑干呼吸中枢投射的中继站。
中枢化学感受器的生理性刺激是脑脊液和局部细胞外液中的H+，而不是CO2。但血液中的CO2能迅速通过血-脑屏障，使化学感受器周围细胞外液中的H+浓度升高，从而刺激中枢化学感受器，再引起呼吸中枢兴奋 (图5-20B)。由于脑脊液中碳酸酐酶含量很少，CO2与水的水合反应很慢，所以对CO2的反应有一定的时间延迟。血液中的H+不易通过血-脑屏障，故血液pH的变动对中枢化学感受器的作用较小，也较缓慢。
当体内CO2持续增多时，在最初数小时内，呼吸兴奋反应很明显，但是在随后1~2天内，呼吸兴奋反应逐渐减弱到原先的1/5左右。这是因为：①肾对血液pH具有调节作用；②血液中的HCO3-也可缓慢透过血-脑屏障和血-脑脊液屏障，降低H+浓度，减弱H+对呼吸运动的刺激作用。由于这些调节机制的存在，血液中的CO2对呼吸运动的急性驱动作用较强，而慢性刺激作用则较弱。
中枢化学感受器与外周化学感受器不同，它不感受低氧的刺激，但对H+的敏感性比外周化学感受器高，反应潜伏期较长。中枢化学感受器的生理功能可能是调节脑脊液的H+浓度，使中枢神经系统有一稳定的pH环境；而外周化学感受器的作用则主要是在机体低氧时驱动呼吸运动。
2．CO2、H+和低氧对呼吸运动的调节
(1)CO2对呼吸运动的调节：CO2是调节呼吸运动最重要的生理性化学因素。很早就知道，在麻醉动物或人，当动脉血液PCO2降到很低水平时，可出现呼吸暂停。因此，一定水平的PCO2对维持呼吸中枢的基本活动是必需的。
吸入气中CO2增加时，肺泡气PCO2随之升高，动脉血PCO2也升高，因而呼吸加深、加快，肺通气量增加 (图5-21)。肺通气增加可使CO2排出增加，使肺泡气和动脉血PCO2重新接近诈常水平．侣当吸入气CO2含量超过一定水平时，肺通气量不能相应增加，使肺泡气和动脉血PCO2湿著升高，导致中枢神经系统包括呼吸中枢活动的抑制，引起呼吸困难、头痛、头昏，甚至昏迷，出现CO2麻醉。总之，CO2在呼吸调节中经常起作用，动脉血PCO2在一定范围内升高，可加强对呼吸的刺激作用，但超过一定限度则有抑制和麻醉效应。
CO2刺激呼吸运动是通过两条途径实现的：一是通过刺激中枢化学感受器再兴奋呼吸中枢；二是刺激外周化学感受器，冲动经窦神经和迷走神经传入延髓，反射性地使呼吸加深、加快，肺通气量增加。去除外周化学感受器的作用之后，CO2引起的通气反应仅下降20％左右；动脉血PCO2只需升高2mmHg就可刺激中枢化学感受器，出现肺通气增强的反应；而刺激外周化学感受器，动脉血PCO2需升高10mmHg。可见，中枢化学感受器在CO2引起的通气反应中起主要作用。不过，因为中枢化学感受器的反应较慢，所以当动脉血PCO2突然增高时，外周化学感受器在引起快速呼吸反应中可起重要作用。另外，当中枢化学感受器受到抑制，对CO2的敏感性降低或产生适应后，外周化学感受器的作用就显得很重要。
因某种原因使呼吸受到刺激时，例如，心力衰竭或脑干损伤引起呼吸中枢的反应增强，可使肺通气量增加，呼出的CO2增多，因此肺泡气PCO2下降，血液PCO2也下降，这种低PCO2的血液到达脑部，呼吸中枢因缺少足够的CO2刺激而受到抑制，于是呼吸变慢、变浅甚至停止；呼吸的抑制又使CO2的排出减少，血液PCO2升高，PCO2升高的血液到达脑部后，又刺激呼吸中枢，引起呼吸运动变快、变深，再次使PCO2下降，呼吸运动再次受到抑制。如此周而复始，出现病理性的周期性呼吸，每个周期约45s至3min，这种形式的呼吸称为陈-施呼吸 (Cheyne-Stokes breathing)。
(2)H+对呼吸运动的凋节：动脉血液H+浓度升高时，呼吸运动加深、加快，肺通气量增加；H+浓度降低时，呼吸运动受到抑制，肺通气量降低 (图5-21)。
H+对呼吸的调节也是通过外周化学感受器和中枢化学感受器实现的。中枢化学感受器对H+的敏感性较外周化学感受器高，约为后者的25倍。但是H+通过血-脑屏障的速度较慢，限制了它对中枢化学感受器的作用。因此，血液中的H+主要通过刺激外周化学感受器而起作用，而脑脊液中的H+才是中枢化学感受器最有效的刺激物。
(3)低氧对呼吸运动的调节：吸入气PO2降低时，肺泡气和动脉血PO2都随之降低，因而呼吸运动加深、加快，肺通气量增加 (图5-21)。通常在动脉血PCO2下降到80mmHg以下时，肺通气量才出现可觉察到的增加。可见，动脉血PO2的改变对正常呼吸运动的调节作用不大，仅在特殊情况下低氧刺激才有重要意义。在严重肺气肿、肺心病患者，由于肺换气功能障碍，导致低氧和CO2潴留，长时间的CO2潴留能使中枢化学感受器对CO2的刺激作用发生适应，而外周化学感受器对低氧刺激的适应则很慢，在这种情况下，低氧对外周化学感受器的刺激就成为驱动呼吸运动的主要刺激因素。因此，如果在因为慢性肺通气或肺换气功能障碍而引起机体缺氧的情况下给病人吸入纯氧，则可能由于低氧的刺激作用被解除，反而引起呼吸运动暂停，所以在临床应用氧疗时应给予高度注意。
低氧对呼吸运动的刺激作用完全是通过外周化学感受器实现的。切断动物外周化学感受器的传入神经后，急性低氧对呼吸运动的刺激效应完全消失。低氧对中枢的直接作用是抑制性的。低氧通过外周化学感受器对呼吸中枢的兴奋作用可对抗其直接抑制作用。但是，在严重缺氧时，如果外周化学感受器的反射效应不足以克服低氧的直接抑制作用，将导致呼吸运动的抑制。
3．CO2、H+和低氧在呼吸运动调节中的相互作用 图5-21显示的是CO2、H+和O2三个因素中只改变一个因素而保持其他两个因素不变时的肺通气效应。由图中可见，三者引起的肺通气反应的程度大致接近。然而，在自然呼吸情况下，不可能只有一个因素改变而其他因素不变，一种因素的改变往往会引起另外一种或两种因素相继改变或几种因素的同时改变。三者之间具有相互作用，对肺通气的影响既可因总和而增强，也可因相互抵消而减弱。图5-22所示为一种因素改变而对另外两种因素不加控制时的情况。可见，CO2对呼吸的刺激作用最强，且比其单因素作用时 (图5-21)更明显；H+的作用次之；低氧的作用最弱。PCO2升高时，H+浓度也随之升高，两者的作用发生总和，使肺通气反应比单纯PCO2升高时更强。H+浓度增加时，因肺通气增加而使CO2排出增加，导致PCO2下降，H+浓度也有所降低，因此可部分抵消H+的刺激作用，使肺通气量的增加比单因素H+浓度升高时小。PCO2降低时，也因肺通气量增加，呼出较多的CO2，使PCO2和H+浓度降低，从而减弱低氧的刺激作用。
(二)肺牵张反射
1868年，Breuer和Hering发现，在麻醉动物，肺扩张或向肺内充气可引起吸气活动的抑制，而肺萎陷或从肺内抽气则可引起吸气活动的加强。切断迷走神经后，上述反应消失，说明这是由迷走神经参与的反射性反应。这种由肺扩张或肺萎陷引起的吸气抑制或吸气兴奋的反射称为肺牵张反射 (pulmonary stretch reflex)或黑-伯反射(Hering-Breuer reflex)。肺牵张反射包括肺扩张反射和肺萎陷反射两种成分。
1．肺扩张反射 肺扩张反射 (pulmonary inflation reflex)是肺扩张时抑制吸气活动的反射。感受器位于从气管到细支气管的平滑肌中，是牵张感受器，其阈值低，适应慢。肺扩张时，牵拉呼吸道，使呼吸道扩张，于是牵张感受器受到刺激，其传入纤维为有髓鞘纤维，传入冲动沿迷走神经进入延髓，在延髓内通过一定的神经联系，促使吸气转为呼气。肺扩张反射的生理意义在于加速吸气过程向呼气过程的转换，使呼吸频率增加。在动物实验中，切断两侧颈迷走神经后，动物的吸气过程延长，吸气加深，呼吸变得深而慢。有人比较了8种动物的肺扩张反射，发现反射的敏感性有种属差异，兔的肺扩张反射最敏感，而人的敏感性最低。在人类，大约在出生4~5天后，该反射的敏感性显著减弱。在成年人，潮气量要超过1500ml时才能引起肺扩张反射。所以在平静呼吸时，肺扩张反射一般不参与呼吸运动的调节。在病理情况下，肺顺应性降低，肺扩张时对气道的牵张刺激较强，可引起该反射，使呼吸变浅、变快。
2．肺萎陷反射 肺萎陷反射 (pulmonary deflation reflex)是肺萎陷时增强吸气活动或促进呼气转换为吸气的反射。感受器同样位于气道平滑肌内，但其性质尚不清楚。肺萎陷反射一般在较大程度的肺萎陷时才出现，所以它在平静呼吸时并不参与调节，但在防止呼气过深以及在肺不张等情况下可能起一定作用。
(三)呼吸肌本体感受性反射
肌梭和腱器官是骨骼肌的本体感受器。；肌梭受到牵张刺激时，可反射性引起其所在的骨骼肌收缩，这种反射称为骨骼肌牵张反射 (muscle stretch reflex)，属于本体感受性反射 (proprioceptive reflex) (见第十章)。在麻醉的猫，切断双侧迷走神经并在第七颈段平面横断脊髓，以排除相应传入冲动的影响后，牵拉膈肌可引起膈肌肌电活动增强；切断动物的胸段脊神经背根后，呼吸运动减弱。在人类，呼吸肌本体感受性反射也参与正常呼吸运动的调节，在呼吸肌负荷增加时能发挥较明显的作用。
(四)防御性呼吸反射
主要的防御性呼吸反射包括咳嗽反射和喷嚏反射。
1．咳嗽反射 咳嗽反射 (cough reflex)是常见的重要的防御性反射。咳嗽反射的感受器位于喉、气管和支气管的黏膜。大支气管以上部位的感受器对机械刺激敏感，二级支气管以下部位对化学刺激敏感。传入冲动经迷走神经传入延髓，触发咳嗽反射。
咳嗽时，先是一次短促的或较深的吸气，继而声门紧闭，呼气肌强烈收缩，肺内压和胸膜腔内压急剧上升，然后声门突然开放，由于肺内压很高，气体便由肺内高速冲出，将呼吸道内的异物或分泌物排出。剧烈咳嗽时，可因胸膜腔内压显著升高而阻碍静脉回流。使静脉压和脑脊液压升高。
2．喷嚏反射 喷嚏反射 (sneeze reflex)是类似于咳嗽的反射，不同的是刺激作用于鼻黏膜的感受器，传入神经是三叉神经，反射效应是腭垂下降，舌压向软腭，而不是声门关闭，呼出气主要从鼻腔喷出，以清除鼻腔中的刺激物。
除受上述反射性调节外，呼吸运动还受其他多种感受器的传入性影响。例如，肺毛细血管充血或肺泡壁间质积液时，肺毛细血管旁感受器 (juxtacapillary receptor，简称J感受器)受到刺激，冲动经迷走神经无髓鞘纤维传入延髓，引起反射性呼吸暂停，继以呼吸浅快、血压降低、心率减慢；颈动脉窦、主动脉弓、心房、心室等处的压力感受器 (baroreceptor)受到刺激时，可反射性抑制呼吸运动。但是，这些反射活动的调节作用较弱，生理意义有限。
