인체는 어느 정도의 초과산소는 극복하며 때로는 응급상황이나 의학적인 치료에서 유익하게 사용하기도 한다. 산소를 호흡할 경우 폐 속의 산소부분압이 높아져서 조직으로 전달되어 신진대사와 상처 회복을 촉진한다. 그러나 인체의 산소에 대한 내성에는 한계가 있다.
인체는 높은 산소부분압에 노출되면 중추신경계가 방해를 받는다. 최악의 경우 중추신경계가 마비되어 경련을 일으킬 수 있다. 수중에서 경련이 일어나면 다이버가 호흡기를 놓치게 되어 익사로 이어질 수 있다.
중추신경계(CNS) 산소독성의 초기 증상은 시각 이상, 행복감, 메스꺼움, 귀울림, 따가움, 안면근육 떨림, 성격변화, 현기증, 호흡곤란 등 이다. 그러나 이런 사전 증상이 없이 갑자기 의식을 잃을 수도 있다.
우리는 초급 다이빙 과정에서 “너무 많은 산소는 해로울 수 있다”는 것과 100% 산소는 다이빙에서 사용해서는 안 된다고 배웠다. 초급 과정에서는 공기를 사용하여 스포츠 다이빙 범위인 40m 미만에서만 다이빙 하기 때문에 다이버가 산소 독성에 노출될 가능성이 없으므로 더 자세한 내용을 배울 필요가 없었다.
그러나 나이트록스를 사용할 경우 산소의 성분이 높기 때문에 레크리에이션 다이빙 범위 내에서도 산소부분압이 중추신경계에 독성을 유발할 수 있다. 산소 노출의 한계는 잘 정의되어 있으며 노출된 산소의 부분압과 노출시간에 의해 좌우된다. 이 한계에 대해서는 이후 나이트록스 다이빙 계획과 관련하여 자세하게 소개된다.
감압병에서와 마찬가지로 이산화탄소는 중추신경계 산소독성을 촉진한다. 이산화탄소는 신진대사의 부산물이며 운동량에 의해 발생량이 좌우된다. 다이빙은 육체적인 활동이다. 다이버는 찬물, 격렬한 운동 또는 그 밖의 스트레스 조건에 등에 의해 보다 높은 육체적인 활동이 요구된다. 노령, 건강, 적합성(fitness) 부족, 피로 등은 육체적인 요구에 대응하는 인체의 능력에 부정적인 영향을 주며 운동량을 증가시킨다. 호흡기와 같은 장비의 관리 불량, 기능 저하 등도 운동량에 영향을 준다.
일부 의약품도 중추신경계 산소독성을 촉진하는 것으로 알려지고 있다. 이런 의약품은 의사의 처방에 의한 약품과 처방 없이 구입할 수 있는 약품 모두에 적용될 수 있다. 일반적으로 의약품 복용과 관련해서는 다이빙 하기 전에 의사와 상담을 해야 한다.
다시 한번 강조하면 산소 독성에 의한 경련은 사전 징후 없이 나타날 수 있다. 그러므로 다이버는 사전에 산소 독성을 알아차릴 수 있는 사전 징후나 증상이 점진적으로 진행될 것이라고 예상해서는 안 된다. 오히려 나이트록스 다이버는 “무엇인가 잘못되었다고 느껴지면, 잘못된 것이다”라는 격언을 적용해서, 즉시 다이빙을 끝마쳐야 한다.
다이버가 수중에서 경련이 일어날 경우 짝은 즉시 경련이 일어난 다이버가 육체적인 통제력을 회복할 수 있도록 도와주며 적절한 속도로 상승을 시작해야 한다. 다이버의 호흡기가 입에 있는 경우에는 짝이 호흡기가 빠지지 않도록 잡아준다. 그러나 호흡기가 입에서 빠져 나와 있는 경우에는 다시 입에 넣으려고 해서는 안 된다. 오히려 시간이 지체되고 상승 도중에 다이버의 폐에서 기체가 배출되는 것을 방해하여 폐과팽창 상해가 발생할 수 있기 때문이다.
경련이 자연스럽게 진정되면 환자는 의식을 되찾기 전에 마치 잠을 자는 상태와 같아진다. 수면으로 올라오면 물에서 환자를 꺼내고 생명과 관련된 징후들을 관찰해야 하며 적절한 응급조치를 취해야 한다. 환자는 폐에 유입된 물 때문에(비록 호흡기를 입에 물고 있었더라도) 준익사와 관련된 복잡한 현상이 발생할 수 있으므로 반드시 적절한 치료를 받아야 한다.