La maladie ou l'augmentation de la demande en oxygène peuvent modifier la fréquence respiratoire, selon le National Center for Biotechnology Information. Chez les individus en bonne santé, par exemple, la fréquence respiratoire augmente avec l'exercice en raison d'un besoin accru en oxygène.
La fréquence respiratoire peut également changer en raison de processus pathologiques, notamment des maladies qui affectent le système respiratoire, le métabolisme ou le cerveau, note le National Center for Biotechnology Information. Dans le cas des maladies respiratoires, les altérations des niveaux d'oxygène et de dioxyde de carbone dans le sang ainsi que les changements de l'état acido-basique entraînent l'activation de mécanismes de rétroaction dans le système nerveux central. Ces mécanismes modifient la fréquence respiratoire et le volume courant.
Les maladies non respiratoires qui provoquent une acidose métabolique provoquent un changement compensatoire du taux de respiration et du volume courant, ce qui aide à éliminer le dioxyde de carbone, déclare le National Center for Biotechnology Information. Dans le cas de l'alcalose métabolique, le système respiratoire essaie de compenser en modifiant la fréquence respiratoire et le volume courant pour réduire la quantité de dioxyde de carbone émise.
Les troubles neurologiques peuvent également affecter le rythme respiratoire. Une section du cerveau au niveau des midpons conduit à une réduction du taux de respiration spontanée, selon le National Center for Biotechnology Information. Une section transversale à la jonction pontomédullaire dans le cerveau entraîne des schémas respiratoires irréguliers.