Легочная энцефалопатия в основном вызывается гипоксией и задержкой углекислого газа.
Задержка углекислого газа может вызвать гиперкапнию, а дыхание пациентов с хронической гиперкапнией поддерживается в основном за счет стимуляции гипоксии. Если вдыхается высокая концентрация кислорода и гипоксическое состояние ослабляется, стимулирующий эффект гипоксии на дыхательный центр исчезает, что приводит к затруднению дыхания, увеличению задержки углекислого газа и ухудшению состояния пациента.