مقدمه
هنگامی که انسانها به زیر آب فرو می‌روند فشار در اطراف آنها به مقدار فوق‌العاده زیادی افزایش می‌یابد. برای جلوگیری از رویهم خوابیدن ریه‌ها ، هوا نیز بایستی تحت فشار زیاد رسانده شود و این امر خون در ریه‌ها را در معرض فشارهای فوق‌العاده زیاد گازهای حبابچه‌ای قرار می‌دهد که هیپرباریسم نامیده می‌شود. این فشارهای بالا در صورتی که از حدود معینی تجاوز کنند می‌توانند موجب تغییرات فوق‌العاده شدیدی در فیزیولوژی بدن شوند.
رابطه عمق دریا با فشار
ستونی از آب دریا به ارتفاع 10 متر در ته خود فشاری برابر با یک اتمسفر ایجاد می‌کند. بنابراین شخصی که در 10 متری زیر سطح اقیانوس قرار داشته باشد، در معرض فشاری برابر با 2 اتمسفر قرار خواهد گرفت که یک اتمسفر آن مربوط به فشار هوای موجود در بالای آب و یک اتمسفر آن مربوط به وزن خود آب است.
اثر فشارهای سهمی زیاد گازها بر روی بدن
گازهایی که غواص در هنگام استنشاق هوا بطور عادی در معرض آنها قرار دارد عبارتند از نیتروژن ، اکسیژن و دی‌اکسید کربن. هر یک از این گازها می‌توانند گاهی موجب اثرات فیزیولوژیک جدی در فشارهای زیاد شوند. تخدیر نیتروژنی در فشارهای زیاد نیتروژن تقریبا 5/4 هوا را نیتروژن تشکیل می‌دهد. نیتروژن در فشار کنار دریا اثر شناخته شده‌ای بر روی اعمال بدن ندارد اما در فشارهای زیاد می‌تواند موجب درجات متغیری از تخدیر یا نارکوز شود. هنگامی که غواص برای یک ساعت یا بیشتر در زیر دریا باقی می‌ماند و هوای فشرده استنشاق می‌کند، عمقی که در آن نخستین علایم نارکوز خفیف ظاهر می‌شود تقریبا 36 متر است. در این عمق ، غواص شروع به احساس نشاط و از دست دادن بسیاری از ناراحتیهای خود می‌کند. در عمق 45 تا 60 متری ، غواص خواب آلود می‌شود. در عمق 60 تا 75 متری قدرت غواص بطور قابل ملاحظه‌ای کاهش می‌یابد و غالبا نمی‌تواند کارهایی را که از او خواسته می‌شود با دقت و ظرافت انجام دهد. نارکوز نیتروژنی دارای مشخصاتی بسیار مشابه مستی با الکل است و به این دلیل آن را مستی اعماق نامیده‌اند. مسمومیت با اکسیژن در فشارهای زیاد هنگامی که فشار اکسیژن به مقدار زیادی از 100 میلیمتر جیوه بالاتر می‌رود، اکسیژن محلول در آب خون افزایش می‌یابد. در محدوده طبیعی فشار اکسیژن حبابچه‌ای تقریبا هیچ مقداری از اکسیژن کل خون مربوط به اکسیژن محلول نیست اما بتدریج که فشار بطور افزاینده‌ای وارد محدوده هزاران میلیمتر جیوه می‌شود قسمت بزرگی از اکسیژن کل خون به جای اینکه به حال ترکیب با هموگلوبین باشد به حال محلول است. به علت فشار اکسیژن بافتی که هنگام استنشاق اکسیژن با فشار اکسیژن حبابچه‌ای بسیار بالا بوجود می‌آید به آسانی می‌توان درک کرد که این موضوع می‌تواند برای بسیاری از بافتهای بدن زیان‌آور باشد. این موضوع بویژه در مورد مغز صدق می‌کند. در واقع قرار گرفتن در معرض 4 اتمسفر فشار اکسیژن می‌تواند در بیشتر مردم بعد از 30 دقیقه موجب تشنجات و به دنبال آن اغما گردد. مسمومیت با کربن دی‌اکسید در اعماق زیاد در دریا هرگاه وسایل غواصی بطور مناسب طرح شده باشد و به خوبی نیز عمل کند خواص هیچگونه اشکالی از نظر مسمومیت با کربن دی‌اکسید نخواهد داشت زیرا عمق به تنهایی فشار سهمی کربن دی‌اکسید را در حبابچه‌ها افزایش نمی‌دهد. دلیل صحیح بودن این امر آن است که عمق ، میزان تشکیل کربن دی‌اکسید در بدن را افزایش نمی‌دهد و تا زمانی که غواص به استنشاق حجم جاری طبیعی ادامه می‌دهد کربن دی‌اکسید را به مجرد تشکیل از راه هوای بازدمی دفع می‌کند و در نتیجه فشار سهمی کربن دی‌اکسید حبابچه‌ای خود را در حد طبیعی حفظ می‌کند. غواص تا فشار کربن دی‌اکسید حبابچه‌ای حدود 80 میلیمتر جیوه یعنی دو برابر فشار طبیعی در حبابچه‌ها این تجمع کربن دی‌اکسید را تحمل می‌کند. در فشار کربن دی‌اکسید بالاتر از 80 میلیمتر جیوه این وضعیت غیر قابل تحمل شده و سرانجام مرکز تنفسی به علت اثرات متابولیک منفی فشار این گاز به جای تحریک شدن شروع به ضعیف شدن می‌کند و غواص دچار خواب آلودگی می‌شود. رفع فشار از غواص بعد از قرار گرفتن در معرض فشارهای زیاد هنگامی که شخصی هوا را در تحت فشار زیاد برای مدت طولانی استنشاق می‌کند، مقدار نیتروژن حل شده در مایعات بدنش زیاد می‌شود. دلیل این امر به قرار زیر است: خونی که در مویرگهای ریوی جریان می‌یابد تا همان فشار زیاد نیتروژن موجود در مخلوط گاز تنفسی از نیتروژن اشباع می‌شود. پس از گذشت چندین ساعت مقدار کافی نیتروژن به تمام بافتهای بدن حمل می‌شود تا آنها را از نیز از نیتروژن حل شده اشباع کند. چون نیتروژن بوسیله بدن متابولیزه نمی‌شود لذا به حالت محلول باقی می‌ماند تا اینکه فشار نیتروژن در ریه‌ها کاهش یابد. در اینحال ، نیتروژن بوسیله روند معکوس تنفسی خارج می‌شود اما این خروج چندین ساعت وقت لازم دارد و منشا مشکلات متعددی می‌شود که روی هم رفته بیماری رفع فشار نامیده می‌شوند.
نجات از زیر دریاییها
یکی از مشکلات اصلی نجات ، جلوگیری از آمبولی هوا است. بتدریج که شخص از زیر آب بالا می‌آید گازها در ریه‌اش متسع شده و گاهی یک رگ بزرگ ریوی را پاره می‌کنند و موجب ورود گازها به داخل سیستم گردش ریوی و ایجاد آمبولی در گردش خون می شوند. بنابراین بتدریج که شخص صعود می‌کند باید خودآگاهانه بطور مداوم بازدم انجام دهد. سرعت خارج کردن گازهای در حال اتساع از ریه‌ها در جریان صعود در زیر آب حتی بدون انجام دم ، غالبا برای دفع کربن دی‌اکسید تجمع یابنده در ریه‌ها کافی است. این امر مانع از بالا رفتن غلظت کربن دی‌اکسید در خون شده و از تمایل شخص برای انجام دم جلوگیری می‌کند. بنابراین شخص می‌تواند نفس خود را برای یک مدت فوق‌العاده طولانی اضافی در جریان صعود نگاه دارد.
