To αναπνευστικό σύστημα του ανθρώπου είναι εκτεθειμένο σε ποικίλους βλαπτικούς παράγοντες, που εισβάλλουν με την αναπνοή 12000 l αέρος την ημέρα από το εξωτερικό περιβάλλον (ρύπανση της ατμόσφαιρας[i]) ή το εσωτερικό περιβάλλον με την κυκλοφορία 8000 l αίματος, ημερησίως που διατρέχουν τα 1500 μίλια πνευμονικών τριχοειδών. Η αερογενής εισβολή τοξικών παραγόντων μπορεί να έχει δυσμενείς συνέπειες όχι μόνο στους ευαίσθητους ιστούς του αναπνευστικού συστήματος, αλλά αφού υποστούν μεταβολική ενεργοποίηση ή/και συστηματική διασπορά μέσω των πνευμονικών ή λεμφικών αγγείων, μπορεί να επιφέρουν βλάβες σε απομακρυσμένα όργανα. Επιπλέον, πληθώρα ενδογενών και εξωγενών χημικών ουσιών προσάγονται με την πνευμονική κυκλοφορία και μεταβολίζονται προς ανενεργή ή ενεργά παράγωγα από το πλούσιo ενζυματικό σύστημα των ενδοθηλιακών -και όχι μόνο- κυττάρων των πνευμονικών τριχοειδών[ii]. Μεταξύ των αιματογενών βλαπτικών παραγόντων συγκαταλέγονται οι μεταβολίτες φαρμάκων και άλλων ξενοβιοτικών που προσλαμβάνονται από άλλες πύλες εισόδου (πεπτικό, δέρμα, βλεννογόνοι κλπ).
Απέναντι στην πληθώρα των ετεροκλήτων αυτών επιβουλών ο πνεύμονας παρατάσσει ένα πολύπλοκο μερικά μόνο αναγνωρισμένο σύνολο γενικών αντιδράσεων και ειδικών προστατευτικών και αμυντικών μηχανισμών. Σαν παράδειγμα γενικών αντιδράσεων προστασίας, θα μπορούσαμε να αναφέρουμε την αναστολή του εγκεφαλικού φλοιού και άλλων κέντρων του Κ.Ν.Σ. με την έννοια που της αποδίδει ο Pavlov και ο Sherington, καθώς επίσης και τη σύνθεση των κυκλοφορούντων αντισωμάτων, τη λευκοκυττάρωση κλπ. Εκτός από τις γενικές αυτές προσαρμοστικές αντιδράσεις, το αναπνευστικό σύστημα είναι εξοπλισμένο με ειδικούς μηχανισμούς προστασίας και άμυνας, οι οποίοι ενεργοποιούνται –κατά κύριο λόγο σαν αυτόχθονες, περιοχικές αντιδράσειις, η φύση των οποίων μπορεί να είναι αντανακλαστική, όταν επιβάλλεται άμεση αντίδραση, όπως πχ., μετά εισπνοή τοξικών, ερεθιστικών αερίων ή αλλεργιογόνων ή μη αντανακλαστική. Οι αντανακλαστικοί μηχανισμοί ενεργοποιούνται ακαριαία, επιβάλλονται και ανατρέπουν τη λειτουργική διαδικασία της αναπνοής. Οι μη αντανακλαστικοί μηχανισμοί ενεργοποιούνται με σχετική βραδύτητα και για την ολοκλήρωσή τους απαιτούνται συγκεκριμένα βιοκυτταρικά μέσα. Τόσο οι ταχύτατοι αντανακλαστικοί, όσο και οι βραδύτεροι μη αντανακλαστικοί μηχανισμοί αποσκοπούν στη διατήρηση της δομικής και λειτουργικής ακεραιότητας του οργάνου. Εάν, όμως, το σύστημα υποστεί μαζική έκθεση σε λοιμογόνους μικροοργανισμούς, τοξικές ουσίες ή ερεθιστικά νεφελοποιήματα διαμερισμένης ύλης, η προστατευτική και αμυντική του θωράκιση καταρρέει και ενεργοποιούνται ανοσολογικοί μηχανισμοί που απολήγουν στην ανάπτυξη ποικίλων αντιδράσεων, άλλοτε άλλου τύπου και εντάσεως. Λοιμώξεις, φλεγμονώδεις διεργασίες ανοσολογικές εκτροπές, ακόμη και κακοήθεις εξαλλαγές είναι απότοκες των εξωγενών ή ενδογενών επιβουλών, καθώς επίσης και των αντεπιδράσεών τους με τους αυτόχθονες ή μεταναστεύοντες προστατευτικούς ή αμυντικούς μηχανισμούς του οργανισμού.
Οι προστατευτικοί και αμυντικοί μηχανισμοί στους πνεύμονες διαδραματίζουν διπλό ρόλο: Εμποδίζουν την είσοδο βλαπτικών παραγόντων από το περιβάλλον ή επιχειρούν να τους αδρανοποιήσουν. Επιπλέον, εξουδετερώνουν και αποβάλλουν ενδογενώς σχηματισμένους βλαπτικούς παράγοντες. Έτσι, ερεθιστικές ουσίες μπορεί να συγκρατηθούν μακρυά από τους αναπνευστικούς ιστούς ή να αποβληθούν με το βήχα και άλλα αντανακλαστικά εξωθήσεως. Εάν οι αντανακλαστικοί μηχανισμοί δεν αποδώσουν, οι βλαπτικοί παράγοντες παγιδεύονται στην βλεννοκροσσωτή συσκευή και αποβάλλονται -αν και με βραδύτερους ρυθμούς. Παράλληλα διεγείρονται βιοκυτταρικοί μηχανισμοί άμυνας. Παράλληλα, διεγείρονται βιοκυτταρικοί μηχανισμοί άμυνας.
Oι μηχανισμοί προστασίας του αναπνευστικού συστήματος διακρίνονται σε αντανακλαστικούς και μη αντανακλαστικούς και οι περισσότεροι από αυτούς εδράζονται και δρούν στους ανώτερους αεραγωγούς
[i] Μαθιουδάκης Γ. Ρύπανση της ατμόσφαιρας. Τί γίνεται στην Αθήνα; Αρχεία Ελλην. Ιατρικής, 1995
[ii] Μαθιουδάκης Γ.: Ενδογενής κι εξωγενής μεταβολική δραστηριότητα του πνεύμονος. Μέρος 1ο. Ενδογενής μεταβολισμός. Ελλην. Πνευμονολογική Επιθεώρηση 1989· 1(3):295-310