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高海拔的空气组成与低海拔一样，若水蒸气除外，氧占约２１％，氮占约７９％。但高海拔空气稀薄，所以氧气的绝对浓度也跟著稀薄。高山病是高海拔空气缺氧造成。但是，不同的人在相同的高度，动脉血里面的氧气饱和度却可能不同。血氧饱和度高者适应，低者得病。

造成动脉血中氧饱和度过低的因素中，最重要的两个，第一是通气量，第二是劳累的体力活动。其中的原理机转并非显而易见。

所谓通气量意思是每分钟进出肺部的空气加起来的体积。

高山病患的动脉血中不仅氧含量较少，而且二氧化碳较多。高度适应时，血中二氧化碳含量会降得比在海平面时低很多，如果在高海拔时血中二氧化碳含量仍然与海平面时一样，就会使血中氧含量降很低而发生高山病。二氧化碳是氧减少的原因。

所谓高度适应，最主要部分就是，动脉血中二氧化碳浓度下降的幅度足够使氧提升到高山病不会发生的浓度。而减少血中二氧化碳的方法，就是增加通气量。因此，高度适应最主要就是增加通气量。

另外，在高海拔运动时，除了运动产生较多二氧化碳外，还有一项影响氧而与二氧化碳关系不大的因素，就是运动加速血流而使红血球通过肺泡微血管的时间缩短。这项时间的缩短在低海拔不会影响血红素吸收氧气，主要因为在低海拔时，氧分压够高，使得氧分子从肺泡空腔扩散到红血球的速度极快。但在高海拔的低压环境下，氧分子扩散进入血流所需时间大增，若红血球快速通过肺泡微血管，会来不及吸收足够氧气。因此，劳累的体力活动会增加高山病的发生。