מדידת הנפח המת היא מורכבת, ולכן פותחו דרכים עקיפות לחישוב האוורור הנאדי. באחת הדרכים נעשה שימוש בייצור הפחמן הדו-חמצני. מאחר שכמעט כל הפחמן הדו-חמצני הנפלט בנשיפה – מקורו בנאדיות, קצב ייצור הפחמן הדו-חמצני שווה למכפלת האוורור הנאדי באחוז הפחמן הדו-חמצני באוויר שבנאדיות – formula_8. כמו כן, הוא שווה למכפלת האוורור הדקתי באחוז הפחמן הדו-חמצני באוויר הננשף – formula_9. מכאן, האוורור הנאדי שווה למכפלת האוורור הדקתי ביחס אחוזי הפחמן הדו-חמצני באוויר בנאדיות והאוויר הננשף – formula_10. את האוורור הדקתי ניתן למדוד באמצעות ספירומטר ואת אחוז הפחמן הדו-חמצני באוויר הננשף על ידי איסופו בשק וקביעת ריכוזו. למדידת אחוז הפחמן הדו-חמצני באוויר הנאדיות קיימות שתי שיטות: האחת באמצעות מד פחמן דו-חמצני – קפנוגרף – והשנייה המסתמכת על שוויון לחצים של פחמן דו-חמצני בנאדיות (formula_11) ובדם העורקי (formula_12). מאחר שמתקיים כי אחוז הפחמן הדו-חמצני באוויר הנאדיות שווה למנת לחץ הפחמן הדו-חמצני בלחץ האטמוספירי, בניכוי לחץ אדי המים – formula_13, הרי שבהסתמך על שוויון הלחצים formula_14, ומכאן ניתן לקבל את המשוואה formula_15.
כשם שניתן להביע את קצב ייצור הפחמן הדו-חמצני באמצעות האוורור הנאדי, ניתן גם לקשור בין קצב צריכת החמצן לאוורור: צריכת החמצן שווה למכפלת האוורור הנאדי בהפרש אחוזי החמצן באוויר הנשאף האטמוספירי והאוויר בנאדיות: formula_16. להבעת המשוואה בשימוש בלחצים ניתן להכפיל בלחץ האטמופירי בניכוי לחץ אדי המים, ובשינוי סדר האיברים: formula_17. משוואה זו מלמדת כי הלחץ החלקי של חמצן באוויר הנשאף משפיע על הלחץ החלקי של חמצן בנאדיות בשיעור זהה. כמו כן, הגברת צריכת החמצן במאמץ, או הקטנת האוורור מקטינים את הלחץ החלקי של חמצן באוויר בנאדיות.
בהצבת האוורור הנאדי, כפי שהוא מבוטא על ידי ייצור פחמן דו-חמצני, מתקבלת המשוואה: formula_18. היחס formula_19 מסומן ב-formula_20, והוא מוגדר כיחס הנשימתי. יחס זה הוא פועל יוצא של המטבוליזם ותלוי בהרכב התזונה. תזונה המתבססת על פחמימות בלבד תקנה לו ערך של 1. תזונה מאוזנת מקנה לו ערך של 0.8. הצבה של formula_20 נותנת את משוואת הגז בנאדיות: formula_22.
פעפוע גזים דרך רקמת הריאה.
פעפוע החמצן מחלל הנאדיות אל נימי הדם בריאה, וכן הפעפוע של פחמן דו-חמצני בכיוון ההפוך, מצייתים לחוק פיק. קבוע הפעפוע של פחמן דו-חמצני גדול פי 20 לערך מקבוע הפעפוע של חמצן, כאשר השטח שעל פניו מתבצע הפעפוע של שני הגזים בריאה מגיע לכ-50 מ"ר ועובי הממברנות שדרכן עוברים הגזים הוא 0.3–0.7 מיקרון.
השוואת לחצי החמצן בעת מעבר הדם בנימי הריאה מתבצעת באדם בריא במשך רבע שנייה, זמן קצר בהרבה מהזמן שלוקח לדם לזרום בנימי הריאה במנוחה – שלושה רבעי שנייה. כך, אפילו בעת מאמץ, אז הדם זורם בנימי הריאה תוך חצי שנייה, מתרחשת השוואת לחצים מלאה. אולם, באנשים שלהם פגם בפעפוע החמצן, כמו בעת התעבות הממברנות בין הנאדית לנים כפי שקורה בבצקת של הריאות או בפיברוזיס של הריאה, השוואת לחצי החמצן נמשכת על פני כל שלושת רבעי השנייה של מעבר הדם בנים. לכן, במאמץ הדם מסיים את מעברו בנימי הריאה עוד בטרם הספיק להתחמצן כולו. גם באזורים שבהם לחץ חמצן נמוך, כמו בגבהים, מתארך פרק הזמן שבו משתווים לחצי החמצן, וההפרש בין לחץ החמצן בעורקים ללחץ החמצן בנאדיות, אשר מסומן ב-, גדל.
קיבולת הפעפוע היא היכולת הכוללת של הריאה להעביר גז כלשהו באמצעות פעפוע מהנאדיות לדם בנימים. משתמשים בפחמן חד-חמצני, ששחלופו בריאות מוגבל על ידי פעפוע, לצורך מדידת הקיבולת. הגבלת הפעפוע של פחמן חד-חמצני על שחלופו בריאות נובעת מכך שהוא אינו מסיס במיוחד בדם, ולכן צריך כמויות גדולות ממנו כדי להשוות לחצים.
נשיאת גזים בדם.
נשיאת חמצן בדם.
חמצן נישא בדם על ידי חלבון ההמוגלובין שבתאי הדם האדומים ובצורה מומסת. שיעור החמצן המומס עומד ביחס ישר למסיסותו של החמצן בדם וללחץ החמצן החלקי בדם, והוא מהווה אחוז קטן מאוד מתכולת החמצן בדם. הזיקה של החמצן להמוגלובין משתנה כתלות בלחץ החמצן על מנת לאפשר קליטה גבוהה בריאות ושחרור גבוה ברקמות. תלות זו, אשר מובאת בעקומת התפרדות, מאופיינת על ידי P50, לחץ החמצן שבו מחצית מההמוגלובין רווי בחמצן, ומובעת במשוואת היל: formula_23, כאשר n הוא קבוע ניסיוני שערכו בקירוב הוא 2.8. קשר זה מושפע גם מגורמים סביבתיים ברקמה, כמו רמת חומציות, טמפרטורה וריכוז 2,3-ביספוספוגליצרט, כך שהעקומה מוסטת ימינה או שמאלה בהתאם לגורמים אלה, כפי שמתבטא באפקט בוהר או אפקט הלדיין.
כל גרם המוגלובין יכול לקשור 1.39 מ"ל של חמצן, ומכאן ניתן לגזור משוואה עבור תכולת החמצן בדם, אשר תביא בחשבון הן את האחוז הנישא על ידי המוגלובין, כתלות בריכוזו בדם וברווייתו בחמצן, והן את האחוז המומס: formula_24. תכולת החמצן בדם עורקי אצל גבר בריא היא 205 מ"ל חמצן בליטר דם ובדם ורידי היא 158 מ"ל חמצן בליטר דם. מאחר שטווח ריכוז ההמוגלובין התקין בנשים נמוך יותר, ערכים אלה בנשים הם נמוכים יותר. היחס בין צריכת החמצן להפרש תכולות החמצן בדם עורקי וורידי מבטא למעשה את תפוקת הלב.
נשיאת פחמן דו-חמצני בדם.
פחמן דו־חמצני חודר לדם מכל רקמה שבה הלחץ החלקי שלו גבוה יותר מזה שבדם. זה המצב ברקמות הגוף שאליהן מגיעים נימי דם של מחזור הדם הסיסטמי. פחמן דו־חמצני מובל לריאות בשלוש צורות: כ-10 אחוזים מהגז נותרים מומסים בפלזמה. כ-30 אחוז אחרים קשורים להמוגלובין באופן הפיך ויוצרים ַקרבָאמינוֶהמוגלובין (HbCO2). רוב הCO2 החודר לפלזמה, כ-60 אחוזים, מובל כביקרבונט (HCO3-). פחמן דו־חמצני היוצא מתא גוף לנימים, נכנס לתאי הדם האדומים. בתאי הדם האדומים יש אנזים, קרבוניק אנהידרז, (carbonic anhydrase), המזרז את הריאקציות שבהן CO2 עובר הידרציה (ִמיום) לביקרבונט או משתחרר ממנו. בנימים הסיסטמיים, שבהם הלחץ החלקי של הפחמן הדו־חמצני גבוה,  האנזים מזרז ריאקציה בין CO2 ומים ליצירת חומצה פחמתית (H2CO3), המתפרקת לביקרבונט ו- H+ . קרבוניק אנהידרז יכול לזרז את ייצורן של מיליון מולקולות ביקרבונט בשנייה. הריאקציה הזאת מתרחשת גם באופן ספונטני בפלזמה אך בקצב ִאטי בהרבה. בנימי הריאה, שבהם הלחץ החלקי של  CO2 נמוך יחסית, קרבוניק אנהידרז מזרז את התגובה ההפוכה, ויוצר מים ו־CO2 מביקרבונט. CO2 עובר בדיפוזיה דרך קרום הנשימה לאוויר שבנאדיות ונפלט מהגוף בנשיפה.
הערכות אוורור במאמץ.
במאמץ, תפוקת הלב עומדת ביחס ישר לעוצמת המאמץ. לעומת זאת, במערכת הנשימה אין קשר ישר בין מידת האוורור לבין עוצמת המאמץ: מאחר שהיא מושפעת ממספר גורמים:
מתח פנים וסורפקטנט.
הסורפקטנט התגלה כאשר חוקרים בחנו את היחסים בין לחץ לנפח בריאה: מילאו ריאה עם אוויר ועם מים- במילוי עם מים, ההיענות של הריאה הייתה גבוהה יותר (פחות אלסטית) והמילוי והריקון שלה היו שווים, שלא בדומה למילוי באוויר- שם ההיענות הייתה יותר אלסטית, והמילוי והריקון של הריאה התנהגו שונה.
תופעה זו נוצרת בריאה כתוצאה מקיומו של מתח פנים- קיימים כוחות מתח פנים במעבר פאזות בין נוזל וגז. למעשה, הנאדיות בריאה מצופות שכבה דקה של נוזל. כוח המשיכה שבין מולקולות נוזל שונות (קרוי קוהזיה) גדול מזה שבין מולקולות של גז ונוזל שונות. לכן, הקוהזיה נוטה לצמצם את אזורי המגע שבין הנוזל לגז שבנאדיות והנאדיות נוטות לקטון. הסורפקטנט או surface active agent מורכב ממולקולות שומניות (מרכיבו העיקרי הוא DPPC- פוספוליפיד בעל תכונות של דטרגנט) אשר מסתדרות בין מולקולות הנוזל שבשטח הפנים ותפקידן למזער את כוחות המשיכה בין המולקולות.
לדוגמה: כאשר נושפים אוויר דרך קשית לתוך סבון כלים נוזלי, נוצרות בנוזל בועות יציבות למדי. הן מתקיימות רק מפני שמתח הפנים בין האוויר לבין נוזל הניקוי נמוך בהרבה מזה שבין האוויר לבין המים. הגבולות בין בועות שוות קוטר הם שטוחים, כי הלחצים שבתוך הבועות הסמוכות הם שווים. לעומת זאת, לבועות החיצוניות בקצף יש שטח פנים קמור, מכיוון שכך מובטח שטח הפנים הקטן ביותר עבור נפח אוויר נתון. למעשה, סבונים ודטרגנטים שונים הם חומרים פעילי שטח פנים- הם מקטינים את מתח הפנים. הסורפקטנט הוא סוג של חומר פעיל שטח.
ללא סורפקטנט מתח הפנים גבוה מדי ויש תמט של הנאדיות- מצב המכונה תסמונת המצוקה הנשימתית (ראו אמבריולוגיה של מערכת הנשימה בפגים). הוא מיוחד בכך שהוא מאפשר למתח הפנים להשתנות עם השינויים בנפח הריאה. מתח הפנים שבנאדיות עולה עם התרחבות הריאה. כאשר מתחילה התרוקנות הריאה, מתח הפנים בנאדיות יורד בחדות, כאשר תפקיד הסורפקטנט הוא להבטיח יציבות בקרב נאדיות בעלות מבנה אנטומי שונה- לכן הנאדיות הקטנות אינן קורסות בסוף הנשיפה (הדבר מתבצע באמצעות סידור מרחבי שונה של מולקולות הסורפקטנט- ככל שהנאדית קטנה יותר, כך היחסים המרחביים בין מולקולות הסורפקטנט הם כאלה המאפשרים ירידה משמעותית יותר במתח הפנים כדי למנוע תמט).
בקרת הנשימה.
על מנת לשמור על משק חמצן יציב בגוף, ישנם מנגנונים שונים הפועלים במצבי היפוקסיה.
תגובות מיידיות להיפוקסיה.
במצב של היפוקסיה אקוטית, ה- carotid body מתחיל לירות פוטנציאלי פעולה בקצב גבוה יותר וכתוצאה מכך יש נשימת יתר. כלי הדם המספקים את האלוואולי בריאה מתכווצים, כדי למנוע מצב שבו יש חוסר התאמה בין הפרפוזיה לאוורור. הגופים הקרוטיים רגישים לשינוי בלחץ החלקי של החמצן. המנגנון הגורם לתגובה המיידית הוא כנראה מנגנון שבו רצפטור, הנמצא על תא השריר החלק שבדופן כלי הדם, מזהה את רמות החמצן ומפעיל את התהליך. מספר מנגנונים הוצעו בהקשר זה: