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生物體的新陳代謝可分為同化作用和異化作用。從外界取得物質，轉化為體內的新物質的過程稱為同化作用，體內的固有物質轉化為環境中的物質的過程稱為異化作用。同化和異化作用都包含一連串的中間代謝反應。 體內細胞進行新陳代謝利用氧，產生二氧化碳（稱為內呼吸）。所產生的二氧化碳進入血液后與水結合成碳酸二氧化碳，碳酸迅速分解成氫離子（決定血的酸堿度）和碳酸氫根離子。當氫離子濃度增高，即引起酸中毒。從這個意義來說，二氧化碳是廢物，必須排出體外。但人體仍然離不開它，因為二氧化碳是維持呼吸中樞正常活動的重要刺激因子，它對呼吸的刺激作用是通過外周化學感受器來實現的。二氧化碳從腦血管彌散進入腦脊液后很快與水結合，并釋放出氫離子天然氣檢測儀，后者刺激中樞化學感受器而參與呼吸的調節。其中氫離子的刺激作用可能比二氧化碳的作用更為重要。肺泡腔內的殘氣中也有一部分二氧化碳，對維持肺泡的張力，避免肺泡萎陷也起一定的作用。從這個角度來說，二氧化碳不是廢物。 我們不能希望動脈血或肺泡中的二氧化碳越少越好，太少了就會形成呼吸性堿中毒，對機體同樣是不利的。問題是必須保持動脈血和肺泡中二氧化碳分壓恒定在正常水平，因而必須保證氣道的暢通無阻。 然而，較嚴重的慢阻肺患者和哮喘嚴重發作時，由于氣道狹窄和阻塞，造成吸入氣體分布不勻而引起缺氧。另一方面，肺泡內的二氧化碳不能充分呼出，導致二氧化碳分壓高于正常。如果哮喘沒有得到及時緩解，隨著時間的推移，缺氧愈來愈嚴重，體內二氧化碳越積越多，從而引起嚴重缺氧和呼吸性酸中毒。過多的二氧化碳不但對呼吸中樞沒有刺激作用二氧化碳，而且反而起抑制作用。此時，腦組織首先受到損害，出現意識模糊油漆檢測儀，甚至昏迷。其他臟器（如腎、肝）也可招致損害，發生呼吸衰竭，甚至多臟器衰竭二氧化碳，如搶救不及時還會導致死亡。

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