中枢神经系统对缺氧十分敏感,但依缺氧的急缓或缺氧的程度而表现不同。急性缺氧对中枢神经系统影响最大,如吸入纯氮迅速冲洗功能残气中氧气造成组织无氧20秒后,即可出现昏迷和全身的抽搐,轻度缺氧可仅表现为注意力的不集中、智力的减退、定向障碍。
但随缺氧的加重对中枢神系统影响即变为明显,如果氧分压小于50mmHg,表现为烦躁不安、神志恍惚。如果氧分压小于30mmHg,表现为神志的损伤、昏迷。
如果氧分压小于20mmHg,即可产生不可逆性脑细胞损害,但各部分脑组织对缺氧的敏感性并不一致,其中皮质神经元最为敏感。