De functie van de ademhaling is: zuurstof uit de lucht opnemen en koolzuurgas uit het lichaam verwijderen.

De inademingslucht bevat circa 21% zuurstof. De uitademingslucht bevat altijd nog 17% zuurstof.

 

Het lichaam heeft voor de produktie van energie zuurstof O2 nodig, bij de produktie van deze energie wordt kooldioxide (CO2) gevormd. Zuurstof komt met de lucht de longen in via de mond/neus, luchtpijp en bronchiën in die delen van de longen waar de eigenlijke gasuitwisseling plaatsvinden, de alveoli. Deze luchtzakjes zijn zeer dunwandig, hierdoor kan er gasuitwisseling plaatsvinden. Het bloed neemt zuurstof op en geeft kooidioxide af. De lucht in de longen wordt ververst door de in- en uitademing. Normaal gesproken heerst er in de longen door de directe opening naar buiten een atmosferische druk. Dit verandert alleen als er een volume verandering plaatsvindt. Bij de inademing worden de ribben omhoog en het middenrif omlaag getrokken door de samentrekking van de ademhalings spieren. Hierdoor wordt het volume van de longen groter,ontstaat er een onderdruk en wordt er lucht in de longen gezogen.

Bij de uitademing verslappen de spieren weer waardoor ze in hun oude stand terugkeren. Hierdoor wordt het longvolume weer kleiner, ontstaat er een overdruk en ontsnapt de lucht. De ademhaling start wanneer het kooidioxide gehalte in het bloed boven een bepaalde waarde is gekomen. Wanneer receptoren in de bloedbaan een te hoog gehalte bemerken geven deze een sein aan de hersenen, de hersenen geven dan het signaal aan de ademhalings spieren om zich samen trekken en vindt er inademing plaats. Het signaal tot inademing wordt alleen bepaald door het kooldioxide gehalte in het lichaam. Wanneer het zuurstof gehalte laag is en het kooldioxide gehalte ook, vindt er toch geen ademhaling plaats, al zou dit voor het zuurstof gehalte nodig zijn. Ook andersom is dit het geval. Zijn het zuurstof gehalte en het kooldioxide gehalte hoog dan vindt er toch ademhaling plaats. Beide situaties kunnen bij het duiken voorkomen en problemen opleveren.

Een te hoog kooldioxide gehalte wordt hypercapnia genoemd en heeft in het algemeen ademnood en vermoeidheid tot gevolg. Ook verwarring, duizeligheid, spierkrampen, hoofdpijn, misselijkheid, spierpijn in de borstspieren en bewusteloosheid kunnen hierdoor veroorzaakt worden.

Een te laag kooldioxide gehalte in het bloed wordt hypocapnia genoemd en kan resulteren in spiertrillingen, kramp, duizeligheid en bewusteloosheid.

Dode luchtruimtes zijn ruimtes die tijdens de ademhaling wel met lucht gevuld worden, maar waar geen gasuitwisseling plaatsvindt. Normaal gesproken bestaan de dode luchtruimtes uit de luchtpijp en de brochieën. Bij het duiken worden deze ruimtes vergroot met de snorkel of de automaat. Bij het inademen komt altijd eerst lucht in de longen die in deze dode ruimtes was achtergebleven. Dit was het laatste beetje lucht dat bij de uitademing uit de longen was verdwenen, dit is dus onververste lucht. Wanneer er nu snel en oppervlakkig geademd zou worden zou er per ademhaling weinig verse lucht in de longen komen. Hierdoor zou het kooldioxide gehalte sterk stijgen. Hypercapnia wordt daarom meestal veroorzaakt door het niet langzaam en diep genoeg ademen.

Door het gebruik van perslucht wordt er dichtere lucht geademd. Deze lucht zorgt voor meer wrijving en dus meer weerstand door de luchtpijp. Een snelle ademhaling versterkt dit effect nog meer. Dit kost behalve meer energie ook een stijging van het kooldioxide gehalte. Ook apparatuur met een te nauwe opening en/of slechte afstelling zou dit kunnen veroorzaken. Dit effect kan ook veroorzaakt worden door (te) hard werken onder water. Ook "skip~breathing" kan hypercapnia veroorzaken. Door het verhoogde kooldioxide gehalte wordt echter sneller ademen gestimuleerd.

Door bewuste hyperventilatie, wordt het kooldioxide gehalte van het bloed verlaagd. Het duurt dus langer voordat het kooldioxide gehalte weer op zo'n niveau is dat de hersenen weer het sein tot ademen geven. Zo kan een snorkel duiker veel langer zijn adem inhouden. Wanneer een snorkelaar te veel hyperventileert voordat hij ondergaat voor een duik wordt zijn kooldioxide gehalte in zijn bloed zo laag dat het zeer lang duurt voor de ademprikkel gegeven wordt (hypocapnia). Het weefsel gebruikt tijdens de duik echter wel zuurstof. Doordat dit niet aangevuld wordt ontstaat een toestand van hypoxia. Hypoxia is te weinig zuurstof in het bloed. Doordat de duiker zijn adem inhoudt zorgt op diepte de partiële zuurstofdruk in de longen ervoor dat er nog steeds zuurstof aan de hemoglobine gebonden wordt. Doordat de ademprikkel uitblijft, blijft de duiker veel langer onder water dan hij normaal zou doen en gebruikt hij nog meer zuurstof. Wanneer hij opstijgt daalt de partiële zuurstofdruk in de longen en kan het weefsel niet langer van zuurstof worden voorzien. De duiker kan dan, zonder waarschuwing vooruit, een blackout krijgen. Hypoxia kan ook beschadiging van het zenuwweefsel tot gevolg hebben.

 

Hypercapnia = te veel kooldioxide (CO2) in het bloed
Hypocapnia = te weinig kooldioxide (CO2) in het bloed
Hypoxia = te weinig zuurstof (02) in het bloed