チェーンストークス呼吸を引き起こす基礎疾患として、代表的なものが重症心不全と脳血管障害です。
心不全患者においては、左室収縮機能の低下によって肺から脳へ血液が到達する「循環時間」が著しく延長します。肺でガス交換された血液が脳の化学受容器に届くまでに遅延が生じるため、呼吸中枢が「二酸化炭素が増えすぎた」と感知した時点ですでに換気が過剰になり、逆に「減りすぎた」と感知して換気を止めた時にはすでに体内が酸欠状態に陥るという、制御のズレが固定化してしまいます。進行した慢性心不全患者の約30〜40％にこの呼吸パターンが合併していると推計されています。
一方、脳梗塞や脳出血、頭部外傷といった中枢神経系の障害でも同様の呼吸が現れます。呼吸リズムを統制する大脳皮質や脳幹部の神経ネットワークが損傷を受けることで、二酸化炭素分圧に対する呼吸中枢のブレーキ機能が破綻し、無呼吸と過呼吸の振れ幅を制御できなくなることが主因です。
