Absorpcja azotu
Absorpcja azotu przez ciało jest bezpośrednią konsekwencją mechanizmów, opisanych przez prawo Henry'ego które stanowi, iż ilość gazu rozpuszczona w płynie jest proporcjonalna do ciśnienia parcjalnego tego gazu. Ponieważ ludzkie ciało w przeważającej części jest cieczą, gazy rozpuszczają się w nim podobnie jak w wodzie. Ciało ludzkie jest jednak również zbiorem tkanek, stąd proces rozpuszczania się gazów w ciele ludzkim jest o wiele bardziej złożony.
Skutki prawa Henry'ego dla fizjologii nurkowania rekreacyjnego odnoszą się przede wszystkim do azotu, ponieważ ten właśnie gaz jest fizjologicznie obojętny i nie wykorzystywany przez ciało. Dyfuzja tlenu, o ile odbywa się w granicach limitów toksyczności tlenowej, nie wzbudza obaw o dekompresję, gdyż tkanki metabolizują tlen. Inne gazy w powietrzu istnieją w ilościach śladowych i ich absorpcja nie daje przykrych konsekwencji. Nurkowie komercyjni, techniczni i wojskowi często używają mieszanek gazów zwierających hel, w celu uniknięcia bądź zredukowania efektów narkozy azotowej.
Mechanizmy obejmujące absorpcję w nurkowaniu rekreacyjnym generalnie dotyczą jakiegokolwiek obojętnego gazu, używanego przez nurka, choć absorpcja i czas uwalniania się poszczególnych gazów różnią się w zależności od stopnia ich rozpuszczalności.
Prawo Henry'ego stanowi, iż azot rozpuści się w ludzkim ciele proporcjonalnie do otaczającego ciśnienia. Przy powierzchni ciało jest "nasycone", co znaczy, iż zawiera tyle azotu, ile może pomieścić pod ciśnieniem panującym na powierzchni. Ponieważ ciśnienie wzrasta wraz z zanurzaniem się, coraz więcej azotu z wdychanego gazu może przejść do tkanek i rozpoczyna się dalsze nasycanie, stosownie do prawa Henry'ego. Jeśli nurek wystarczająco długo pozostanie na danej głębokości, gaz przechodząc w stan rozpuszczony w ciele nurka osiągnie równowagę z otaczającym ciśnieniem. Ciało będzie znów nasycone.
Rozpuszczony gaz wydziela się z tkanek ciała poprzez układ krążenia i oddechowy. Gdy nurek zanurza się, ciśnienie parcjalne azotu w powietrzu pęcherzykowym wzrasta ponad wartość ciśnienia w plazmie krwi (ciśnienie azotu już rozpuszczonego). Azot dyfunduje z powietrza pęcherzykowego przez pęcherzyk i błony naczyń włosowatych aż do rozpuszczenia się w plazmie, w podobny sposób, jak tlen dyfunduje z powietrza pęcherzykowego do krwi. Im wyższa różnica ciśnień (gradient) pomiędzy azotem w powietrzu pęcherzykowym, a azotem rozpuszczonym w plazmie, tym szybciej azot rozpuszcza się w plazmie.
Gdy plazma przepływa przez tkanki ciała, ciśnienie azotu w plazmie jest wyższe, niż ciśnienie azotu w reszcie tkanek. Azot dyfunduje więc z plazmy do tkanek. Jak określono, jeśli nurek utrzymuje głębokość i pozostaje tam wystarczająco długo, tkanki w końcu staną się nasycone i niezdolne do absorpcji większej ilości azotu na tej głębokości. Nurkowie rekreacyjni, a nawet nurkowie zawodowi, w większości sytuacji nurkowych nie osiągają pełnego nasycenia ciała, które wymaga 12 i więcej godzin.
Gdy wzrasta ciśnienie w tkankach i staje się bliższe ciśnieniu otoczenia, gradient ciśnienia spada, spowalniając tempo absorpcji azotu. Teoretycznie nasycenie następuje wykładniczo, to znaczy tkankom zabiera mniej czasu osiągnięcie 50% saturacji, niż czas potrzebny na przejście z 50% do pełnej saturacji. Lekarze określają czas potrzebny do osiągnięcia 50% saturacji tkanki teoretycznej jako "półokres". Półokres to czas, jaki jest potrzebny tkance teoretycznej do absorpcji połowy azotu potrzebnego do pełnej saturacji. Stwierdzenie to jest ważną podstawą do opracowywania tabel nurkowych.
Tempo absorpcji azotu jest różne dla poszczególnych tkanek, a więc mają one różne "półokresy". Niektóre tkanki, takie jak krew, absorbują szybko, i potrzebują stosunkowo mało czasu do saturacji. Są więc (teoretycznie) "szybkimi" tkankami. Inne tkanki, takie jak tłuszcz, absorbują azot wolno, mają długi "półokres", są więc (teoretycznie) wolnymi tkankami. Stopień perfuzji (ukrwienia) tkanki oddziałuje na to, jak szybko lub jak wolno absorbuje ona azot.
Ilość absorbowanego azotu zależy bezpośrednio od głębokości i czasu nurkowania. Im głębiej schodzi nurek, tym większe jest ciśnienie otoczenia i relatywnie zwiększa się gradient ciśnienia między ciśnieniem azotu w płucach i ciśnieniem azotu w tkankach. Wraz z wyższym gradientem ciśnienia tkanki absorbują azot szybciej niż na małych głębokościach. Im dłużej nurek pozostaje pod ciśnieniem, tym więcej czasu ma ciało na absorpcję azotu.
Dodatkowy azot rozpuszczający się w tkankach nurka nie ma znaczących skutków fizjologicznych tak długo, jak nurek pozostaje pod wodą lub, bardziej dokładnie, pod zwiększonym ciśnieniem. Jednakże, gdy nurek zaczyna się wynurzać, ciśnienie maleje. Ponieważ ciało nurka absorbowało azot podczas nurkowania, nurek w końcu wynurza się na głębokość, gdzie ciśnienie tkanek przewyższa ciśnienie otoczenia. Tkanki są więc "przesycone", tzn. zawierają więcej rozpuszczonego azotu, niż mogą utrzymać przy danym ciśnieniu otoczenia. Prężność (ciśnienie rozpuszczonego azotu) w tkankach przewyższa otaczające ciśnienie, azot więc zaczyna wydzielać się z tkanek, co rodzi potencjalne problemy choroby dekompresyjnej.
