Ну, надеюсь, зачем это так придумано, объяснять не надо. Без кислорода жизни нет.
Механизм в основном такой: образующаяся в организме углекислота, которая циркулирует в крови, является весьма мощным стимулятором дыхательного центра. Организм имеет довольно чувствительный механизм определения концентрации углекислоты, есть специальные хеморецепторы. Если на очень долго задержать дыхание, то стимуляция дыхательного центра станет настолько мощной, что человек сделает попытку вдохнуть уже совершенно непроизвольно и неконролируемо, как бы он ни старался задерживать дыхание.
И, кстати, если дать человеку подышать газовой смесью, в которой будет избыток кислорода, но также будет избыток СО2, то он так же начнет задыхаться и испытывать чувство недостатка воздуха, несмотря на то, что кислорода вдоволь, и даже больше.