二氧化碳是重要的生理分子,它完全不是廢氣,而是有很重要的生理調節作用。我過去常跟學生說生命一點一滴都不會浪費,就連一個反應殘餘的產物都有它傳遞訊息的作用,二氧化碳就是一個實例。它不單單是身體取得能量過程的廢物,在體內還有類似內分泌的作用,像是幫助血紅素釋放氧氣,還有血管擴張放鬆的效果。氧氣當然是重要的分子,但在一般人的理解中多少有點被過度強調,大多數時候血液裡的氧氣占滿95%以上的血紅素結合位,甚至有時佔據了99%,除非高山症或嚴重的呼吸問題,一般人並不需要去特別補充氧氣。即使量測到血氧偏低,也不見得是代表身體正在缺氧。別忘了,當血紅素將氧丟給組織使用時,血氧也會降低。二氧化碳溶于水可以轉化成碳酸氫鹽緩衝系統,一起穩定身體生理運作環境的酸鹼值。
身體本身有二氧化碳受體,也就說明二氧化碳的重要性,而需要監控它的濃度來保護身體。血液裡二氧化碳濃度高低會刺激我們呼吸多一些或少一些,這主要是透過中樞神經系統的延腦(腦離脊髓最近的那一段,也有人稱為延髓),和腦幹中的橋腦來控制的。延腦表面的化學受體會持續監控腦脊髓液的酸鹼值與二氧化碳濃度變化,而外圍的監測祇有主動脈和頸動脈的化學受體來進行。主動脈的偵測對血氧和和二氧化碳比較敏感,而頸動脈則對血氧、二氧化碳、酸鹼值都有反應。
目標很清楚,讓身體酸鹼值、動脈血、二氧化碳和氧氣的濃度保持恒定。
這些受體的信息包括酸鹼值、二氧化碳和氧氣的變化。信息被送到延腦和橋腦的呼吸控制中心,再進一步讓呼吸相關的肌肉進行非自主的伸展與收縮,來調節呼吸的速度和深度。例如偵測到血中二氧化碳增加,身體偏酸或氧氣不足,就刺激肌肉加速呼吸或加大呼吸量;如果二氧化碳降下來,身體偏鹼,呼吸肌肉就可以放鬆,讓呼吸放慢。這樣的控制有中樞神經和血管兩個層面,就像至少安排了兩道以上的保險來確保呼吸運作。
一般人會以為這種衝動反映的是身體缺氧,但其實不是如此。如果你試著閉氣同時測血氧和二氧化碳,你會發現血氧沒有降低,但二氧化碳慢慢高起來,那股受不了的衝動,對空氣的渴望其實反映的是二氧化碳已經升高。比起氧氣,二氧化碳更是調節呼吸的關鍵因子。我們並不是因為缺氧而想呼吸,而是因為二氧化碳高起來而想呼吸。
在氧氣稀薄的高海拔區域,登山呼吸也會變快加大,甚至喘不過氣。一般人可能也以為這是身體偵測到氧氣不夠,但其實是偵測到二氧化碳過多。
有些人稍微活動就會喘,除了肺部功能不夠,也有一部分是身體對二氧化碳比較敏感。運動會讓代謝加速更快,累積二氧化碳,如果對二氧化碳耐受度很低,一運動就容易喘而覺得不舒服,那麼這麼下來自然會排斥運動。
二氧化碳濃度過高對身體是一個攸關生存的信息,不止啟動呼吸的反射動作,還會引發強烈的恐懼,但我們可以通過漸進的練習,讓身體適應比較高的二氧化碳濃度丶剋服恐懼,讓身心穩定下來。