Le point clé ici est que votre corps ne mesure pas les niveaux d'oxygène dans le sang. Au lieu de cela, l'envie de respirer est causée par un excédent de dioxyde de carbone dans votre sang. Au niveau de la mer, c'est très bien: le seul moyen d'obtenir autant de dioxyde de carbone dans votre sang est de consommer tout l'oxygène.
À des altitudes plus élevées, la pression est plus basse, et par conséquent l'oxygène partiel pression. Étant donné que le taux de diffusion dans vos poumons est fonction de la pression, cela signifie que l'oxygène se diffusera moins facilement dans votre sang. Dans le même temps, le dioxyde de carbone se diffuse plus facilement hors de votre sang en raison de la basse pression. Cela réduit votre envie de respirer; vous ne vous sentez pas «à bout de souffle». Voir cette page Wikipedia.
À des altitudes encore plus élevées, la pression est en fait si basse que la respiration provoquera la diffusion de l'oxygène hors de votre sang; vous pouvez respirer autant que vous le souhaitez, mais la pression partielle d'oxygène dans votre sang ne sera jamais supérieure à la pression partielle d'oxygène dans l'air. C'est pourquoi les masques à oxygène fonctionnent (même s'ils ne sont pas étanches à l'air): ils remplacent tout l'air près de votre nez et de votre bouche par de l'oxygène, de sorte que la pression partielle de l'oxygène équivaut à la pression atmosphérique totale plutôt que les ~ 21% habituels. Consultez cette et cette page Wikipédia, ou par exemple cette vidéo YouTube.
Un peu en rapport: au niveau de la mer, vous peut également manquer d'oxygène avant de ressentir le besoin de respirer. Vous pourriez penser que respirer profondément avant d'avoir à retenir votre souffle pendant une longue période augmente la quantité d'oxygène dans votre sang, augmentant votre endurance. Ce n'est que partiellement vrai: cela réduit également artificiellement vos niveaux de dioxyde de carbone, réduisant ainsi votre envie de respirer. De cette façon, vous pouvez vous évanouir avant de vous sentir essoufflé, ce qui peut être dangereux sous l'eau!