無呼吸
自発的な無呼吸を始める前に意識的に過換気を行うと、その後、より長い時間安全に息を止めることができると一般に信じられている。実際には、本来なら間接的に強い呼吸困難、ひいては不随意呼吸を呼び起こすような低い血中酸素濃度に到達しているのに、呼吸をする必要がないかのような錯覚を脳が感じているだけである。
一部の人々は、過換気の影響を血液中の酸素の増加にあると誤って考えており、それが実際には血液と肺のCO2の減少によるものであることに気づいていない。
肺から出た血液は通常酸素で完全に飽和しているため、通常の空気の過呼吸では利用できる酸素量を増やすことはできない。
CO2濃度を下げると血液のpHが上昇するため、上記のように呼吸中枢が刺激されるほどに血液が酸性になるまでの時間が長くなる。過呼吸になると息止め時間が若干長くなるが、その分、低酸素になりやすいので、実感は乏しいかもしれない。この方法だと、気づかないうちに突然意識を失う。すなわち、フリーダイビング中の浅い場所でのブラックアウト(Shallow water blackout)(英語版)の原因はこれである。
人が水中で意識を失うと、溺死する危険性がかなりある。そのような人を救助するには、注意深いダイビングパートナーまたは近くのライフガードが最適である。
静的無呼吸ブラックアウトは、動かないダイバーが、息を止めた結果、血液中の循環酸素が脳が意識を維持するための下限を下回れば、水面で発生する。体内の圧力変化を伴わず、通常は息止め時間を強化するために行われる。
決して一人で練習するのではなく、ダイバーの横に安全ガードや機材を置いて、厳重な安全対策のもとで練習する必要がある。
無呼吸の酸素化は、生理学的な好奇対象以上の価値がある。無呼吸が避けられない胸部手術や、気管支鏡検査、挿管、上気道手術などの気道操作中に十分な量の酸素を供給するために使用できる。ただし、上記の制限により、無呼吸酸素療法は人工心肺を使用した体外循環に劣るため、緊急時、短時間の処置、または体外循環にアクセスできない場合にのみ使用される。PEEP弁の使用も認められた代替手段である(平均体重の患者では5cmH2O、病的肥満の患者では10cmH2Oで肺と胸壁のコンプライアンスが有意に改善される)。
1959年に、Fruminは、麻酔および手術中の無呼吸酸素化の使用について発表した。この画期的な研究に参加した8人の被験者のうち、記録されたPaCO2の最高値は250mmHgであり、53分間の無呼吸後の最低動脈pHは6.72であった。Fruminらの研究が示したように、理想的な条件下(すなわち、無呼吸の発症前に純粋な酸素を吸入して肺からすべての窒素を除去し、純粋な酸素補給を行う場合)では、理論的には、無呼吸の酸素化は健康な大人が1時間以上生存するのに十分な酸素を提供するのに十分である可能性がある。しかし、二酸化炭素の蓄積(前述)は制限要因として残る。