Krankheit oder erhöhter Sauerstoffbedarf können laut dem National Center for Biotechnology Information die Atemfrequenz verändern. Bei Gesunden beispielsweise steigt die Atemfrequenz aufgrund eines erhöhten Sauerstoffbedarfs bei körperlicher Anstrengung.
Die Atemfrequenz kann sich auch aufgrund von Krankheitsprozessen ändern, einschließlich Erkrankungen, die das Atmungssystem, den Stoffwechsel oder das Gehirn betreffen, stellt das National Center for Biotechnology Information fest. Bei Atemwegserkrankungen führen Veränderungen des Sauerstoff- und Kohlendioxidspiegels im Blut sowie Veränderungen des Säure-Basen-Status zur Aktivierung von Rückkopplungsmechanismen im Zentralnervensystem. Diese Mechanismen verändern die Atemfrequenz und das Atemzugvolumen.
Nicht-respiratorische Erkrankungen, die eine metabolische Azidose verursachen, verursachen eine kompensatorische Änderung der Atemfrequenz und des Atemzugvolumens, die bei der Entfernung von Kohlendioxid hilft, teilt das National Center for Biotechnology Information mit. Im Falle einer metabolischen Alkalose versucht das Atmungssystem, dies zu kompensieren, indem es die Atemfrequenz und das Atemzugvolumen ändert, um die Menge an Kohlendioxid zu reduzieren, die emittiert wird.
Neurologische Störungen können auch die Atemfrequenz beeinflussen. Eine Durchtrennung des Gehirns auf Höhe des Midpons führt laut dem National Center for Biotechnology Information zu einer Verringerung der Spontanatmung. Eine Durchtrennung am pontomedullären Übergang im Gehirn führt zu unregelmäßigen Atemmustern.