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生理学中，血液中的二氧化碳（CO2）浓度增加是主要的刺激呼吸的因素之一。当人体代谢过程中产生的二氧化碳不能及时通过肺部排出体外时，血液中的二氧化碳分压就会升高，这种状态被称为高碳酸血症。高碳酸血症会直接作用于脑干中的呼吸中枢以及位于颈动脉体和主动脉体的化学感受器，从而引发呼吸加深加快的反应。
除了二氧化碳之外，血液中氧分压下降也能刺激呼吸。当人体处于低氧环境或肺部气体交换功能受损时，血氧饱和度降低会激活位于颈动脉体和主动脉体中的低氧敏感性化学感受器，这些感受器将信号传递给中枢神经系统，进而促进呼吸频率和深度的增加以提高氧气摄取量。
此外，在一些特殊情况下，如剧烈运动后，血液中乳酸等代谢产物浓度升高也可能间接影响到呼吸。虽然它们不是直接作用于主要的呼吸调控机制，但可以通过改变血pH值来增强对CO2和O2变化的敏感度，从而参与调节呼吸活动。总之，维持正常的气体交换对于保持机体健康至关重要，而血液中二氧化碳、氧分压以及某些代谢产物的变化是调节这一过程的关键因素。
