当发生呼吸衰竭时，肺部气体交换出现异常主要体现在以下几个方面：
1. 氧气摄入不足：正常情况下，氧气通过肺泡进入血液中。但在呼吸衰竭的情况下，由于通气功能障碍或弥散障碍等原因，导致氧分子不能有效地从肺泡转移到血液中，使得血氧饱和度下降。
2. 二氧化碳排出受阻：人体代谢产生的二氧化碳需要通过呼吸道排出体外。如果出现呼吸衰竭，肺部的气体交换效率降低，可能导致体内二氧化碳积聚过多，引起高碳酸血症。
3. 肺内分流增加：正常情况下，经过肺泡的血液大部分都能够充分与空气接触进行有效的气体交换。当呼吸衰竭发生时，部分本应参与气体交换的肺组织无法正常工作，形成所谓的“无效腔”，使得未经气体交换的静脉血直接混入动脉系统中，造成低氧血症。
综上所述，在呼吸衰竭状态下，由于各种原因导致了氧气吸入和二氧化碳排出的过程受阻，进而影响到整个机体的新陈代谢过程。
