Во время водолазного погружения парциальное давление N2 возрастает, и в результате этот плохо растворимый газ накапливается в тканях. Особенно активно азот захватывается жировой тканью, в которой он растворяется лучше, чем в других. Однако, во-первых, кровоснабжение этой ткани невелико, во-вторых, кровь может переносить лишь малое количество азота, и в-третьих, он диффундирует медленно, так как малорастворим. В результате для уравновешивания концентраций N2 в тканях и окружающей среде необходимо несколько часов.
Во время подъема азот медленно удаляется из тканей. Если декомпрессия происходит слишком быстро, образуются его пузырьки подобно тому, как углекислый газ выбрасывается из открытой бутылки шампанского в виде пены. Когда таких пузырьков мало, они не вызывают осложнений, однако большое их количество сопровождается болями, особенно в области суставов («кессонная болезнь»). В тяжелых случаях могут возникать такие неврологические осложнения, как глухота, нарушение зрения и даже параличи. Это связано с закупоркой пузырьками кровеносных сосудов центральной нервной системы (ЦНС).
Для лечения декомпрессионной болезни пострадавшего необходимо снова поместить в среду с высоким давлением. При этом объем пузырьков азота уменьшается за счет растворения этого газа, что иногда приводит к резкому улучшению состояния человека. Профилактика кессонной болезни сводится к постепенному проведению декомпрессии в несколько этапов. Существуют специальные полутеоретические и полуэмпирические рекомендации по скорости декомпрессии для водолазов. Даже при очень коротком погружении на большую глубину постепенная декомпрессия порой требует нескольких часов.
Вероятность развития декомпрессионной болезни при глубоком погружении может быть снижена, если во время него человек дышит кислородно-гелиевой смесью. Поскольку растворимость гелия примерно вдвое меньше, чем у азота, он хуже накапливается в тканях. Кроме того, он быстрее диффундирует через них, так как его молекулярная масса в семь раз меньше, чем у N2. Все это снижает вероятность развития кессонной болезни. Кислородно-гелиевую смесь выгодно применять при погружениях еще и потому, что она обладает низкой плотностью, поэтому работа, затрачиваемая на дыхание, уменьшается. Чистый кислород и обогащенные кислородом смеси при погружениях использовать нельзя из-за риска кислородного отравления.
«Физиология дыхания», Дж. Уэст