O ar expirado dos pulmões tem um teor de oxigênio inferior e um teor de dióxido de carbono mais alto do que o ar normal, levando a um aumento na frequência respiratória. Os receptores nas artérias detectam a pressão parcial de oxigênio e dióxido de carbono na corrente sanguínea e aumentar ou diminuir a taxa respiratória para estabelecer o equilíbrio, de acordo com um artigo no The Medical Journal of Australia.
Reference.com observa que os efeitos iniciais da hipercapnia, ou o aumento do dióxido de carbono nos pulmões, são menores e incluem espasmos musculares, pele ruborizada ou ligeiros aumentos na pressão arterial. No entanto, conforme os níveis de dióxido de carbono aumentam, os sintomas se tornam mais sérios.
O ar normal contém 21 por cento de oxigênio e 0,04 por cento de dióxido de carbono, de acordo com HowStuffWorks. No entanto, o ar expelido dos pulmões contém aproximadamente 4,5% de dióxido de carbono. De acordo com a The University of Chicago Medicine, a respiração reduz o conteúdo de oxigênio para 17 por cento. Essas diferenças no ar da atmosfera e no ar expelido dos pulmões levaram alguns pesquisadores a questionar a eficácia da respiração de resgate nos estágios iniciais da RCP para pacientes cardíacos. As diferenças exigem medidas especiais em áreas fechadas, como submarinos ou aviões, onde os geradores de oxigênio fornecem oxigênio substituto e a cal sodada retém o dióxido de carbono do ar. Essas etapas permitem que os humanos mantenham uma frequência respiratória normal sem aumentar a frequência respiratória.