一定程度的氧分壓降低和二氧化碳分壓升高,可以引起反射性心率加快,心肌收縮力增強使心排出量增加。缺氧和二氧化碳潴留時,交感神經興奮引起皮膚和腹腔器官血管收縮,而冠狀動脈血管主要受局部代謝產物的影響而擴張,血流量增加。嚴重的缺氧和二氧化碳潴留可直接抑制心血管中樞,造成心臟活動受抑和血管擴張,血壓下降和心律失常等嚴重后果。
心肌對缺氧十分敏感,早期輕度缺氧即在心電圖上有表現,急性嚴重缺氧可導致心室顫動或者是心臟驟停。長期慢性缺氧,可導致心肌纖維化,心肌硬化,在呼吸衰竭的發病過程中缺氧,肺動脈高壓以及心肌受損等多種病理變化導致肺源性心臟病。