La procesul de respiraţie compoziţia chimică a aerului si cantitatea de vapori de apă se modifică, aerul expirat fiind practic saturat.
Compoziţia chimică a aerului în procesul respiraţiei
Azot - inspirat - 78,08; expirat - 78,26;
Oxigen - inspirat - 20,94; expirat- 16-17;
Bioxid de carbon - inspirat - 0,03 - 0,04; expirat - 3-4;
Oxigenul este unul dintre cele mai importante componente ale aerului atmosferic şi se află în cantitate relativ constantă, întrucât consumul lui este recuperat de producerea lui. Oxigenul se formează datorită acţiunii radiaţiei solare asupra plantelor în procesul de asimilare clorofiliană (1 ha de pădure produce aproximativ 2500 kg oxigen anual).
Oxigenul este consumat în procesele de oxidare şi în actul de respiraţie a organismelor vii. Cantitatea de oxigen în aer poate creşte sau scădea numai în anumite cazuri, ca: în încăperi aglomerate, în fântâni, adăposturi, submarine, în diferite mine etc. Insuficienţa de oxigen apare în legătură cu scăderea presiunii parţiale la înălţime.
Variaţiile concentraţiei de oxigen în raport cu altitudinea
Altitudinea, m - Concentraţia de oxigen, %
0 - 20,9
1000 - 18,56
3000 - 16,60
5000 - 11,48
7000 - 9,04
10000 - 6,91
Fiind un gaz de o importanţă vitală, oxigenul nimereşte prin aparatul respirator şi difuzează la nivelul alveolar de la punctul cu concentraţie mai ridicată spre cel cu concentraţie mai mică. În aerul atmosferic, la presiunea de 760 mm Hg, presiunea parţială a oxigenului este de 160 mm Hg, dar ajunge la nivelul alveolei cu o valoare de 100 mm Hg.
În sângele venos din capilarele membranei alveolare presiunea parţială a oxigenului este de 40 mm Hg, realizându-se astfel o diferenţă de 60 mm Hg, care permite un schimb satisfăcător, cu saturarea totală a hemoglobinei cu oxigen în 0,3 secunde.
Insuficienţa de oxigen la nivelul plămânilor produce stările de hipoxie, anoxemie, anoxie. Scăderea concentraţiei de oxigen până la 18% nu produce modificări în organism. La concentraţii de 18-15% apar manifestări uşoare, ca: accelerarea ritmului cardiac, creşterea presiunii arteriale.
La concentraţii de 15-10%, capacitatea de compensare scade şi apar diferite tulburări, cum sunt alcaloza, dispneea şi afecţiunile sistemului nervos. Cel mai sensibil la scăderea Concentraţiei de oxigen este ţesutul nervos şi, în primul rând, scoarţa cerebrală, de aceea primele semnale parvin de la sistemul nervos central. Apare o stare de euforie, necoordonarea mişcărilor, pierderea cunoştinţei.
Anoxia influenţează şi asupra centrilor subcorticali, mai ales asupra bulbului rahidian, unde se află o serie de centre de importanţă vitală (respiraţie, circulaţie) şi inactivitatea lor se soldează cu exitus. La o concentraţie de 10-8% de oxigen nu mai poate exista viaţă.
Prezintă interes influenţa concentraţiilor sporite de oxigen asupra organismului. S-a constatat că oxigenul curat are proprietăţi toxice. Cantităţile mari de oxigen duc la oxidarea fermenţilor şi cofermenţilor care conţin radicali - SH. Hiperoxia apare mai repede în caz de acţiune a oxigenului sub presiune mărită şi se manifestă prin dureri sau discomfort cauzat de spasmuri şi atelectaze ale bronhiilor. Acest fenomen în unele cazuri se recomandă în scop de tratament bolnavilor suferinzi de hipoxie.
Dacă în barocamere se măreşte presiunea, atunci se măreşte şi presiunea parţială a oxigenului şi ca rezultat se asigură dizolvarea oxigenului în sânge, oxigenarea tuturor ţesuturilor şi normalizarea funcţiilor vitale ale organismului. Această metodă se numeşte oxigenare hiperbarică şi se foloseşte în chirurgie, în terapia urgentă în caz de hemoragii mari, intoxicaţii cu oxid de carbon etc.