Uluslararası havacılık mevzuatına (Federal Aviation Administration, Schedule 4 Air Navigation Order) göre 10.000 feet üzerinde uçan tüm ticari uçakların kabin basınçlama sistemleri olsa dahi oksijenden zengin veya %100 oksijen verebilen sistemler bulundurması zorunluluğu getirilmiştir. Sağlıklı bir insanın bu sistemler olmadan yüksek irtifaya çıkması sonucu karşılaşacağı en önemli sorun hipoksi denilen oksijen yetersizliği durumudur. Atmosferin yapısı itibariyle irtifaya çıkıldıkça atmosfer basıncı ve ihtiva ettiği gazların (Oksijen, Nitrojen vb.) kısmi basınçları düşmektedir. Deniz seviyesinde 160 mmHg olan oksijen kısmi basıncı (PO2) 18.000 feet irtifada 80 mmHg'ya, 34.000 feet irtifada ise 40 mmHg'ya düşmektedir. Ayrıca irtifanın insan fizyolojisine etkileri incelenirken deniz seviyesinden itibaren olan irtifa dikkate alınmalıdır, AGL diye ifade edilen yer seviyesinden itibaren olan irtifa dikkate alınmaması gerekir.
1- Hipoksi: Enerji metabolizması için hayati önemdeki oksijen gazının, solunum havasında yetersizliği, akciğerlere veya dokulara ulaşamaması ya da dokularda kullanılamaması sonucu oluşan fonksiyon bozukluğuna hipoksi denir. İrtifa nedeniyle ortaya çıkan hipoksi çeşidine ise hipobarik hipoksi denilmektedir. Hipoksiye neden olan diğer nedenler bulunmaması durumunda insanda, 10.000 feet irtifaya kadar gece görüş adaptasyon bozukluğu dışında herhangi bir yetersizlik gelişmemektedir. 10.000 feet üzeri irtifaya çıkılması durumunda kabin basıncı olmayan uçaklarda oksijen sistem tertibatı bulunması gereklidir. Oksijen kullanılmadan çıkılan 10.000 - 12.000 feet arası irtifada solunum ve dolaşım sistemi bulguları, 12.000 - 15.000 feet irtifalar arasında ise nörolojik belirtiler başlamaktadır. 15.000 - 20.000 feet arası irtifada ise bulgular şiddetlenmektedir. 20.000 feet üzerinde 30 dakikadan fazla kalındığında beyin fonksiyonlarının etkilenmesi ile beraber hipoksinin subjektif bulguları oluşmakta ve uçuş emniyetini hayati derecede etkilemektedir. Bu süre 34.000 feet üzerinde ise 1 dakikaya düşmektedir.
2- Hiperventilasyon: İrtifa şartlarında hem oksijen yetersizliği, hem de psikolojik baskılar nedeniyle gelişebilen hiperventilasyon, solunum sayı ve derinliğinin artması durumudur. Dokularda üretilen ve vücudun asit baz tampon sisteminin önemli bir parçası olan CO2 gazı, artmış akciğer solunumu sebebiyle daha fazla kaybedilir. Bu nedenle hiperventilasyon sonucu asit-baz tampon sistemi bozulur ve istemsiz kasılmalar ile birlikte beyin hipoksisi derinleşebilir. Hiperventilasyon sırasında oluşan belirtiler hipoksi ile çok benzer olduğu için karıştırılabilir, bu nedenle hiperventilasyonun düzeltilmesi için solunum derinliği ve sayısının dakikada 12-15 defa olacak şekilde (5 saniyede 1 nefes) ve yüzeysel nefes alınması gereklidir. Bunun yanında %100 oksijen desteği ile birlikte 10.000 feet altına alçalmak da gerekmektedir.
3- Ani Gelişen Dağ Hastalığı: Hızla yüksek irtifaya çıkan kişilerin küçük bir yüzdesi akut olarak hastalanırlar ve eğer oksijen verilmez ya da düşük irtifaya taşınmazlarsa hayati tehlike ortaya çıkabilir. Akut beyin ödemi ve akut akciğer ödemi gelişimine ilerleyebilir. Hastalık yüksek irtifaya çıkıldıktan birkaç saat ile iki güne kadar ortaya çıkabilmektedir. 6.000 feet üzerinde risk vardır. Kısa süreli uçuşlar ile kabin basınçlama sistemi olan uçaklarla uçuşlarda böyle bir risk söz konusu değildir.
4- Yüksek İrtifa Akciğer Ödemi (HAPE): Duyarlı kişilerde hipoksiye bağlı olarak akciğer atardamar basıncı artışı sonucu ortaya çıktığı düşünülmektedir. Akut dağ hastalığının ilerlemesi sonucu ortaya çıkmaktadır.12.000 feet üzerinde %1-2 oranla rastlanabilen bir durumdur.
5- Dekompresyon Hastalığı (Vurgun): Ani basınç azalması sonucu kanda ve diğer dokularda azot gazı kabarcıkları oluşmasıyla (Bubble teorisi) ortaya çıkan bir rahatsızlıktır. 18.000 feet irtifa ve üzerine direkt maruziyette risk söz konusu olmaktadır. Bu noktada maruziyetin süresi oldukça önem taşımaktadır. Örnek olarak 25.000 feet irtifaya 10 dk maruziyette risk %2, 30 dk maruziyette risk %10, 1 saat maruziyette risk %26, 2 saat maruziyette ise risk %52'ye çıkmaktadır. Uçuş öncesinde yüze oturan, sızdırmaz bir oksijen maskesi ile en az yarım saat (30 dk) ve ara vermeden uçuş boyunca %100 oksijen solunması (denitrojenasyon), 18.000 feet üzeri irtifaya kısa süreli maruziyet (paraşüt atlayışı vb.) açısından koruyucudur. 25.000 feet ile 48.000 feet irtifalar arası uçuşlarda açıklandığı şekilde uygulanan %100 oksijen uygulaması ise sadece 10 dakika koruyucu olabilmektedir.
6- Barotravmalar: Hava içeren vücut boşlukları ile çevre atmosferi arasındaki basınç dengesinin bozulması nedeniyle oluşan patolojilerdir. Atmosferin yapısı nedeniyle birim irtifa farkındaki basınç değişiminin daha yüksek olduğu 5.000 - 10.000 feet gibi düşük irtifalardaki yüksek varyolu (hızlı tırmanış ya da dalış) manevralar ile daha sık oluşur.
a)    Otitik Barotravmalar: Orta kulak ile dış ortam arasındaki basınç farkının östaki kanalı ile eşitlenememesi sonucu ortaya çıkmaktadır. Bu durum sağlıklı bireylerde valsalva manevrası, çiğneme, esneme ve yutkunma hareketleri ile engellenebilmektedir. Üst solunum yolu enfeksiyonları, nezle, grip gibi hastalıklarda risk artmaktadır.
b)    Sinüs Barotravması: Kafa kemikleri içerisinde bulunan boşluklara sinüs denmektedir. Bu boşlukların dış ortam ile irtibatı küçük kanallar (sinüs kanalları) ile olmaktadır. Soğuk algınlığı, grip gibi sinüs kanallarının tıkandığı durumlarda, irtifa değişimi sırasında basınç eşitlenemez ve çok şiddetli ağrı veya kanama ortaya çıkabilir. Buna sinüs barotravması denilir. Yine valsalva manevrası ile basınç eşitlemesi yapılarak bu rahatsızlığın önüne geçilebilir.
c)    Barodentalji: Diş dokularında yanlış dolgu uygulaması, tedavi edilmemiş diş absesi ve benzer rahatsızlıklarda, hapsolmuş havanın irtifa ile genişlemesi sonucu şiddetli ağrı oluşabilir. Buna barodentalji denilir. Bu tip rahatsızlıkların engellenebilmesi için diş tedavilerinin havacılık tıbbı konusunda bilgi sahibi diş hekimlerince (uçuş diş tabibi) yapılması gerekir.
d)    GİS Barotravması: Mide ve bağırsaklardaki hapsolmuş gazlar irtifada genişleyerek karın ağrısı yapabilir. Uçuş öncesi gazlı içeceklerden (kola, sodalı içecekler vb.) ve gaz oluşturan gıdalardan (bakliyatlar, lahana vb.) kaçınılması gerekir. Ayrıca uçuş öncesi tuvalet ihtiyacının giderilmesi ve uçuş öncesi ve sırasında hava yutmaya sebep olan yemek yerken konuşmak ve sakız çiğnenmesi hareketlerinden kaçınılması gerekir.
e)    Akciğer Barotravması: Tırmanışta atmosferik basınç düşerken akciğer içi gaz volümü artar. Genişleyen havanın çıkışına müsaade etmeyen bir solunum yolu hastalığı (solunum yolu enfeksiyonları, kronik bronşit, bronşektazi, astım ve tümörler) varsa alveol içinde hapsolan gazların genişlemesi sonrası akciğerde hasar meydana gelebilir. Uçakta ani veya patlayıcı kabin basıncı kaybı gibi hızlı basınç azalması durumlarında solunum yollarında hapis kalan hava genişler. Solunum normalse, genişleyen akciğerler havayı dışarı kolayca atabilirler. Refleks olarak soluk tutulursa veya solunum yollarında tümör, mukus veya spazm gibi lokal bir engel varsa, genişleyen hava akciğerlerin aşırı basınç veya şişkinliğine neden olacak şekilde harabiyete neden olabilir.
7- Oksijen Tertibatı İle Uçuş: Yukarda açıklanmış olan olumsuz durumlardan korunmak için 5.000 feet ve üzeri uçuş yapacak uçaklarda en azından oksijen sistemi tertibatı bulunması gerekmektedir. Bu amaçla 2 çeşit oksijen tertibatından bahsedilebilir. Devamlı akışlı oksijen ve diluter demand oksijen sistemi. Tertibat ne çeşit olursa olsun oksijen, bir maske ile verilmekte ve Amerikan sivil havacılık mevzuatına (FAA) göre oksijen desteği kabin basınçsız bir uçakla 12.500 - 14.000 feet irtifada 30 dakika içinde, 14.000 feet ve üzeri irtifada hemen gerekmektedir. Fakat oksijen desteği uygulaması hipoksiden koruyucu olurken, dekompresyon hastalığı (vurgun) ile ilgili önlemlere dikkat edilmelidir.
Otomatik oksijen sistemleri, kan oksijen satürasyonunu %90'ın üzerinde tutacak şekilde, ciğerlere çekilen havadaki oksijen oranını değiştirerek işlev görmektedirler. Örneğin 20.000 feet irtifada satürasyonun deniz seviyesindeki değerlerini tutturabilmek için en az %49 oksijen vermek gerekir. Bu şekilde oksijen oranını artırarak çıkılabilecek en yüksek irtifa 34.000 feet olup, bu irtifanın üzerinde satürasyonun korunabilmesi için oksijene ilaveten pozitif basınçlı solunum sistemi gerekmektedir.
8- Oksijen Zehirlenmesi: Diluter demand sistemin devamlı %100 oksijen vermemesi nedeniyle uçuş esnasında oksijen zehirlenmesi riski yok kabul edilebilir. Devamlı akışlı ya da dilueter demand oksijen sistemleri ile %100 oksijen solunması sonucu oksijen zehirlenmesi riski atmosfer basıncından daha yüksek basınçlarda (su altı dalış, yüksek basınç odası vb.) yarım saatte söz konusu olmakta irtifa şartlarında ise böyle bir riskin oluşması için gereken süre çok daha uzun olmaktadır. Örnek olarak deniz seviyesinde maske ile %100 oksijen 4 ila 22 saat içinde rahatsızlık ve hafif nefes darlığı dışında bir etkisi olmamakta, 24 saatten daha uzun süre saf oksijen solunması durumunda birtakım akciğer problemleri oluşmaktadır. Sinir sistemini etkileyen bir oksijen zehirlenmesi oluşabilmesi için 2 atmosfer ve üzeri basınçta %100 oksijen solunması gerekmektedir.
18.000 feet kabin irtifası üzeri uçuşlarda 12-16 saat %100 oksijen solunması sonucu göğüs kemiği altında rahatsızlık (yanma), öksürük, nefes darlığı olabilir, bu belirtiler yüksek performanslı (yüksek G) uçaklarda daha erken oluşabilir. Kullanılan anti-G kıyafetleri bu rahatsızlıkları artırabilir. Bu nedenle yüksek G kuvvetleri altında yapılan uçuşlarda solunan havadaki azot gazı (nitrojen) oranının %40 ve üzerinde olması gerekmektedir.
Bu nedenlerle sivil veya askeri havacılıkta oksijen zehirlenmesi riski ihmal edilebilir risk seviyesindedir. Buna rağmen yukarda bahsedilen irtifanın diğer olumsuz etkileri de uçuş görevi için göz önünde bulundurulması gerekmektedir.
9-Gecikmiş Kulak Ağrısı: Uçuştan saatler (2-6 saat) sonra kulakta rahatsızlık hissi ve işitme kaybı ile kendini gösterir. Genellikle uzun uçuşlarda, yüksek konsantrasyonlarda (%100) oksijen solunduğunda meydana gelir. Orta kulak boşluğunda oksijenin miktarı yükselir, uçuştan sonra oksijen dokular tarafından emilir ve negatif basınç gelişir. Genelde uyurken yutkunma sayısının azalması nedeniyle orta kulağın havalanması azaldığında meydana gelir.
10- Dış Kulak Barotravması: Havacılık ortamından kaynaklanan gürültüden korunmak için hava geçirgen olmayan kulak tıkaçlarının kullanılması sonucunda, basınç değişiminin daha yüksek olduğu 5.000 - 10.000 feet gibi düşük irtifalardaki yüksek varyolu (hızlı tırmanış ya da dalış) manevralarda dış kulak yolunda kızarıklık, ağrı vb. hasar oluşmasına denilir. Korunmak amacıyla hava geçirgen kulak tıkaçları kullanılması gerekir.