因为它们很幸运地拥有一套和人类完全不同的呼吸系统。鲸鱼用这套系统处理下潜之前吸人的空气和分配潜水过程中身体所需的氧气。如果血液中溶解的气体分压降低过快就会引发潜水员病。鲸的呼吸方式是在水面上吸人潜水时所需的空气，然后带着这些空气潜人水底供呼吸之用，而不是呼吸水下的压力化的空气。
而且，鲸鱼也不会带着大量的空气潜水，因为它们根本用不着这么多。潜水员病又叫减压病、沉箱病。潜水员呼吸用的空气来自存储于氧气罐或是潜水设备中的加压空气。当潜水员快速上浮，气压迅速降低时，就可能引发潜水员病，其症状包括皮肤发痒、关节疼痛和神经系统损伤。
如果不及时治疗的话，可能导致身体局部瘫痪或者骨骼和关节坏死等更为严重的症状。在潜水员迅速上浮的过程中，组织中的气体会形成气泡，气泡会阻塞血管，接着诱发一系列的问题，造成该病症。受过良好训练的潜水员懂得要缓慢地上浮，让溶解在体内的气体逐渐释放出来，以避免患潜水员病。
鲸则有一些特殊的呼吸机制以适应潜水生活。首先，在深潜之前和之中，鲸将大部分的空气从肺部排出，以血液中的血红蛋白以及肌肉中的肌血球素和氧气结合作为替代，为长时间的潜水过程提供大部分的氧气。与此同时，鲸的动脉网络像一个分流器一样，维持脑部正常的血液供应，同时减少对肌肉的血液供应。
此外，为进一步减少氧气的消耗量，心率也随之降低。所有被鲸带人水下的游离气体都在压力下被吸收入坚硬且有厚壁的呼吸系统中。鲸还能在不断增加的压力下呼吸氮气，这种深水适应性使鲸鱼能够避免氮醉，也叫做深海晕眩。这是人类根本不具备的深海适应能力。大量的氮气溶于血液中会对脑细胞产生侵害，导致精神极度陶醉或是极度兴奋，许多的潜水员就是因此命丧水底。
鲸鱼的鲸脂可以溶解氮气，因而也就能避免氮气侵袭脑细胞。
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