BM: βασική μεβράνη, ΕΝ: ενδοθηλιακό κύτταρο (αγγείου), ΕP:επιθηλιακό κύτταρο, EC ερυθροκύτταρο
Καταστάσεις, όπως το πνευμονικό εμφύσημα8, η διάμεση ίνωση και το κυψελιδικό ή διάμεσο οίδημα μπορεί να απολήξουν σε υποξαιμική μορφή υποξίας και χαμηλή PaO2, ακόμη και παρουσία φυσιολογικής ή αυξημένης PΑO2. Αυτό συμβαίνει επειδή ο διατεθιμένος χρόνος δεν είναι πλέον αρκετός για την εξισορρόπηση των αερίων και ιδίως του O2, στο κυψελιδικό χώρο και τα τριχοειδή, διαμορφώνοντας διευρυσμένη PΑ- aO2. Περισσότερο υποξαιμικό παραμένει το απομακρυνόμενο από τις κυψελίδες αίμα, σε καταστάσεις με αυξημένη αιματική ροή στους πνεύμονες ή ελατωμένη ΡV̄O2, όπως, πχ., κατά την άσκηση. Ο χρόνος διελεύσεως του αίματος από τα κυψελιδικά τριχοειδή βραχύνεται, προκαλώντας ακόμη μεγαλύτερη κυψελιδοαρτηριακή διαφορά O2. Η χορήγηση μιγμάτων με αυξημένη περιεκτικότητα O2 μπορεί να εξασφαλίσει ικανοποιητικά επίπεδα PaO2, καθώς έχει διακριβωθεί πειραματικά, ότι οι διαταραχές διαχύσεως δεν απολήγουν, συνήθως, σε μεγάλες διευρύνσεις της PΑ- aO2 . Η υποξαιμική υποξία, οφειλόμενη σε μεγάλη κυψελιδοαρτηριακή διαφορά O2, δε μπορεί να αποδοθεί αποκλειστικά σε διαταραχές διαχύσεως και πρέπει να αναζητούνται άλλα αίτια, όπως διαταραχές V̇/Q̇ ή -επί ακόμη μεγαλύτερης PΑ-aO2, καταστάσεις που συνοδεύονται με δεξιά-προς-αριστερά διαφυγή αίματος.