氮氣本身無明顯毒性，但具有一定脂溶性，隨氮分壓的升高而溶解量增加，易溶于富含類脂類物質(zhì)的神經(jīng)組織，使神經(jīng)細(xì)胞膨脹，進(jìn)而改變膜蛋白功能結(jié)構(gòu)，干擾三磷酸腺苷合成，抑制鈉泵作用，導(dǎo)致神經(jīng)細(xì)胞膜的興奮障礙，產(chǎn)生麻醉作用。
高分壓氮環(huán)境對腦功能的影響與吸入氣中氮分壓有直接關(guān)系。氮分壓越高，癥狀出現(xiàn)越快，程度越嚴(yán)重。此種情況多見于深潛作業(yè)水深在30m以上時，根據(jù)氮濃度不同而分別出現(xiàn)興奮性增加、動作不準(zhǔn)確、注意力不集中、感覺遲鈍、口唇麻木、眩暈、嗜睡、幻覺及恐怖感等表現(xiàn)，嚴(yán)重者神志喪失。
潛水員從水下高壓環(huán)境過快地轉(zhuǎn)入常壓環(huán)境時，可使原來溶解于血液或組織中的氮氣迅速氣化，形成氮氣氣泡（nitrogen bubbles），壓迫神經(jīng)血管或造成微血管阻塞，引起減壓?。╠ecompression sickness）或稱潛涵病（caisson disease）。皮膚直接接觸液氮則可引起嚴(yán)重凍傷。
吸入高濃度氮氣為氮氣最常見的致病原因，氮氣大量吸入可相對減少吸入氣中氧含量，從而造成機體缺氧窒息。正常情況下，空氣中氧含量約20%～21%，如吸入氣中氧含量<16%，即可引起機體缺氧癥狀；當(dāng)吸入氣氧含量降至8%，可出現(xiàn)呼吸增快、發(fā)紺；氧含量降至4%，患者數(shù)秒鐘內(nèi)失去知覺，呼吸停止，可引起腦水腫、肺水腫及大腦皮質(zhì)基底神經(jīng)節(jié)永久性病變，患者可迅速發(fā)生驚厥、昏迷、死亡。
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