CO2对脑干呼吸中枢的刺激作用有两条途径：①刺激外周化学感受器：当CO2升高,刺激颈动脉和主动脉的外周化学感受器,使窦神经和主动脉神经传入冲动增加,作用到呼吸中枢使之兴奋,导致呼吸加深加快.②刺激中枢化学感受器：中枢化学感受器位于延髓腹外侧浅表部位,对H+敏感.当血液中CO2升高时,CO2进入脑脊液,与其中的H2O结合成碳酸.随即解离出H+以刺激中枢化学感受器.在通过一定的神经联系使延髓呼吸中枢神经元兴奋,而增强呼吸.在CO2对呼吸调节的两条途径中,中枢化学感受器的途径是主要的.在一定的范围内,动脉血CO2升高,可以使呼吸加强,但超过一定限度,则可导致呼吸抑制.