Həddindən artıq uzunmüddətli və davam edən hipoksiya zamanı orqanizmin uyğunlaşdırıcı imkanları tükənir.Bu zaman hipoksiyanın dekompensasiyaedici mərhələsi başlayır.Bu mərhələdə toxuma və orqanlarda funksional və morfoloji dəyişikliklər əmələ gəlir.Dəyişikliklərin dərinlik dərəcəsi toxumaların funksional vəziyyətindən və maddələr mübadiləsindən asılıdır.
Sinir sistemi
Hipoksiya zamanı sinir sisteminin həssaslığı yüksəlir.Oksigen aclığı ən çox beyinə mənfi təsir göstərir.Belə ki,2-5 dəqiqə oksigen almayan beyin qabığında nekroz ocaqlar əmələ gəlir.Hipoksiya zamanı beyində əmələ gələn dəyişikliklər nəticəsində əvvəlcə eyforiya,sonra isə ləngimələr müşahidə edilir.
Tənəffüs sistemi
Kəskin hipoksiya zamanı tənəffüs səthi və tezləşmiş olur,ağ ciyər ventilyasiyası pozulur,dövri tənəffüs meydana çıxır.
Qan dövranı
Ürək əzələsi hipoksiyaya qarşı həssaslığına görə beyindən sonra ikinci yerdə durur.Belə ki,hipoksiya şəraitində ürəkdə taxikardiya müşahidə edilir.Taxikardiya ilə birlikdə ürəyin mexaniki iş qabiiyyəti zəifləyir və sistolik həcmi artır.Hipoksiyanın ağır hallarında taxikardiya qəflətən baş verən bradikardiya ilə əvəz olunur.Bu zaman xəstənin rəngi avazıyır,ətrafları soyuyur,soyuq tər müşahidə edilir və xəstə bayılma vəziyyətinə düşür.
Həzm sistemi
Ağır hipoksiyalar zamanı mədə və bağırsaqların fəaliyyəti zəifləyir,həzm şirələrinin fəaliyyəti azalır.
Maddələr mübadiləsi
Hipoksiya zamanı bioloji oksidləşmə prosesi qısa bir zamanda orqanizmə öz təsirini göstərir.Bu səbəbdən də hüceyrələrdə ATF-in miqdarı azalır və onun parçalanma məhsullarının miqdarı artır.Enerji ehtiyyatının sürətlə sərf edilməsi nəticəsində beyin hüceyrələrində kreatinfosfatın miqdarı azalır.Hipoksiya prosesi dərinləşdikcə qlikoliz prosesinin sürəti azalır,toxumalar parçalanır.
Hipoksiyaya qarşı həssaslığı az olan orqanlar(sümüklər,əzələ,qan)kəskin oksigen aclığı şəraitində öz həyat fəaliyyətlərini uzun müddət davam etdirə bilirlər.