Akute Ateminsuffizienz kann durch alles verursacht werden, was zu einem unzureichenden Gasaustausch in der Lunge führt. Wenn eine Person atmet, wird Kohlendioxid (CO2) von der Lunge aus dem Blutkreislauf und Sauerstoff in das Blut aufgenommen. Ein unzureichender Gasaustausch führt zu einem hohen Kohlendioxid- oder einem niedrigen Sauerstoffgehalt im Blut. „Akut“ bezieht sich auf ein Ungleichgewicht, das sich sehr schnell entwickelt, von wenigen Minuten bis zu einer Stunde. Akute Ateminsuffizienz kann durch eine Verletzung, eine Krankheit oder Durchblutungsstörungen verursacht werden.
Die Ursachen des akuten Atemversagens werden entweder als hypoxämisch oder hyperkapnisch klassifiziert. Hypoxämisches Versagen, bekannt als Atemversagen Typ 1, bezieht sich auf Ursachen, die den Sauerstoffgehalt im Blut auf Drücke unter 60 Millimeter Quecksilber (mmHg) senken. Der normale Sauerstoffdruck im Blut liegt zwischen 85 und 100 mmHg. Hauptursachen für ein hypoxämisches akutes Atemversagen sind Blutungen oder Flüssigkeitsansammlungen in der Lunge.
Hyperkapnisches oder Typ-2-Atemversagen ist auf eine Ansammlung von Kohlendioxid im Blut zurückzuführen. Der normale Kohlendioxiddruck im Blut liegt zwischen 35 und 45 mmHg; hyperkapnische Werte sind höher, über 50 mmHg. Die Hauptursachen für ein hyperkapnisches akutes Atemversagen sind Bewusstlosigkeit, Lungenerkrankungen und Hypoventilation oder niedrige Atemfrequenz.
Mehrere Arten von Lungenerkrankungen können sowohl ein akutes Atemversagen vom Typ 1 als auch vom Typ 2 verursachen. Lungenentzündung und Mukoviszidose führen dazu, dass sich die Lunge mit Flüssigkeit füllt. Emphyseme und schweres Asthma können zu einer Ansammlung von CO2 führen, wenn die Lunge oder Lungenzellen blockiert werden. In jedem dieser Zustände ist der Sauerstoffgehalt im Blut erschöpft und CO2 kann nicht aus dem Blut freigesetzt werden.
Zustände, die den Blutfluss zur Lunge einschränken, wie beispielsweise Lungenembolien, führen ebenfalls zu einem unzureichenden Gasaustausch. Eine Lungenembolie ist eine Verstopfung der Lungenarterien, so dass das Blut die Lungenzellen nicht erreichen kann, um Kohlendioxid gegen neuen Sauerstoff auszutauschen. Im Blutkreislauf sammeln sich hohe Kohlendioxidkonzentrationen an, die schließlich Werte erreichen, die für ein Atemversagen hoch genug sind.
Verletzungen bestimmter Körperteile können sowohl hypekapnisches als auch hypoxämisches Versagen verursachen. Ein schwerer Schlag auf den Kopf oder eine Überdosis von Alkohol oder Drogen können die Gehirnfunktionen, die die Lunge kontrollieren, verändern und die Atemfrequenz senken. Ein schwerer Schlag auf die Brust kann die Rippen oder das Lungengewebe beschädigen und zu einer falschen Atmung führen. Wenn eine gebrochene Rippe die Lunge durchsticht, kann es aufgrund von Blutungen zu einem akuten Atemversagen kommen.