In caso di persistenza dell'episodio iperventilatorio, la caduta della pressione parziale di CO2 può condurre a un'alcalosi respiratoria, con innalzamento del pH del sangue e peggioramento del quadro clinico, con l'accentuazione di sintomi neurologici quali vertigini e parestesie. Avendo la CO2 attività vasodilatatrice sul circolo cerebrale, una sua riduzione dovuta a iperventilazione causa una costrizione del circolo cerebrale, il che determina la sintomatologia neurologica primaria: confusione, capogiri, vertigini, nausea, fino, in caso di grave alcalosi, al coma.