高碳酸血症会引起呼吸性酸中毒,由公式[H+] = 24 x PaCO2/HCO3-确定,其中H+是氢离子浓度(单位为nEq/L),HCO3-是碳酸氢盐浓度(单位为mEq/L)。过量的二氧化碳与水(H2O)结合形成碳酸(H2CO3),碳酸又迅速解离形成H+和HCO3-。需注意,由于碳酸反应,血清碳酸氢盐水平在急性呼吸性酸中毒时轻微升高。这种反应发生在红细胞内,是机体缓冲急性呼吸性酸中毒的重要手段;形成的质子与血红蛋白的负电荷结合,碳酸氢根离子离开红细胞。碳酸氢盐不是呼吸性酸中毒的有效缓冲剂。急性高碳酸血症患者使用碳酸氢盐会导致二氧化碳增加;如果患者已经无法通过增加通气量来维持正常的PaCO2,该反应将转为产生1个质子和1个碳酸氢盐分子。酸中毒有多种临床效应,包括心血管不稳定/心搏骤停、低血压和脑抑制,以及钙与白蛋白结合减少(即血清离子钙水平升高)和钾向细胞外转移。明确的高钾血症很少见。