Εννοούμε τη διαταραχή της λειτουργίας του αναπνευστικού συστήματος, είτε λόγω τοπικής ανατομικής βλάβης, ή λόγω εσφαλμένης –εκ ποικίλων αιτίων- εποπτείας του κέντρου της αναπνοής, με αποτέλεσμα την ανεπαρκή, για τις συγκεκριμένες ανάγκες του οργανισμού, ανταλλαγή αερίων με το περιβάλλον. Η διαταραχή αναγνωρίζεται συνηθέστερα ως υποξαιμία, δηλαδή ως μείωση της PaO2 ( κάτω των 60 mmHg ) ή και υπερκαπνία (αύξηση της PaCO2 πάνω από 45 mmHg) και αναπνευστική οξέωση (ελάττωση του pH κι αύξηση των διττανθρακικών, στη μεν οξεία φάση πάνω από 24, μέχρι περίπου 28 mmol/l, στη δε χρόνια, πάνω από 28 μέχρι περίπου 45 mmol/l ). Η διαταραχή στην κυψελιδική ανταλλαγή αερίων συνεπάγεται απότομη ικανή αύξηση της διαφοράς της PO2 μεταξύ του κυψελιδικού χώρου και των πνευμονικών αγγείων. Μπορεί να οφείλεται [α] σε διαταραχές της ομοιογένειας αερισμού/αιματώσεως, όπως πχ., συμβαίνει σε καταστάσεις με εκεταμένη διαφυγή αίματος ή σε αύξηση του νεκρού χώρου ή, [β] σε αύξηση των αντιστάσεων διαχύσεως στο παρέγχυμα. Στους ασθενείς της κατηγορίας αυτής με σοβαρή υποξαιμία (πχ. PaO2 = 40 mmHg ), ο κορεσμός Hb (75%) και η CaO2 (15 ml O2/dl αίματος) ελαττώνονται, κάθως ο πρώτος είναι συνάρτηση της PaO2 και η δεύτερη, συνάρτηση του πρώτου. Η CV̄O2 (10 ml O2/dl αίματος), επίσης, και η PV̄O2 (27mmHg) μειώνονται σημαντικά, προκειμένου να διατηρηθεί ακέραιη η παροχή (250 ml/min) O2 στους ιστούς. Η πολύ χαμηλή PV̄O2, συντελεί στη διατήρηση της υποξαιμίας, επειδή μεγαλύτερη διαφορά PΑ-v̄O2, πρέπει να καλυφθεί, κατά την οξυγόνωση του αίματος στην κυψελιδοτριχοειδική μεμβράνη.
Μεταξύ των καταστάσεων αυτών συγκαταλέγονται εκείνες που συνεπάγονται χαμηλή περιεκτικότητα O2 στο αρτηριακό αίμα, όπως οι χρόνιες αποφρακτικές πνευμονοπάθειες, τα περιοριστικά σύνδρομα και τα σύνδρομα αναπνευστικής δυσχέρειας των νεογνών ή των ενηλίκων. Η αντιρρόπιση των διαταραχών αυτών επιδιώκεται αρχικά με αύξηση αερισμού, δηλαδή με ελάττωση της διαφοράς της μερικής πιέσεως του O2 μεταξύ του ατμοσφαιρικού περιβάλλοντος και του κυψελιδικού χώρου. Όπως προειπώθηκε, ο αερισμός μπορεί να αυξηθεί είτε με αύξηση της συχνότητας της αναπνοής ή με αύξηση του όγκου αναπνοής. Η κατάσταση εκδηλώνεται με υποξαιμία και υποκαπνία. Εάν η ανταλλαγή αερίων στους πνεύμονες δεν αποκατασταθεί με προσαρμογή αερισμού, προκαλείται [α] αύξηση της ιστικής αιματώσεως, [β] αύξηση της συγκεντρώσεως αιμοσφαιρίνης στο περιφερικό αίμα και, [γ] μεταβολή της χημικής συγγένειας της Hb με το O2. Ενεργοποιούνται, έτσι, μηχανισμοί, παρόμοιοι με εκείνους επί ελαττώσεως του αερισμού. Είναι προφανές ότι στις καταστάσεις αυτές, η αύξηση της καρδιακής παροχής συνεπάγεται βελτίωση της PV̄O2, ιδίως εάν την υποξαιμία προκάλεσαν παράγοντες άλλοι εκτός της εισπνοής χαμηλού μίγματος O2.