Η μελέτη παθολογοανατομικών παρασκευασμάτων έχει, διαχρονικά, οδηγήσει στην αναγνώριση τριών διακριτικών χαρακτηριστικών:
- Παρουσία χασμάτων στα κυψελιδικα τοιχώματα. Καθώς λίγοι ερευνητές φαίνεται ότι αμφισβητούσαν τη θεωρία του Laennec, ότι η πρωταρχική διαταραχή επί ΠΕ είναι η υπερδιάταση των αεροχώρων έρευνα επικεντρώθηκε στους μηχανισμούς που προκαλούσαν την καταστροφή των κυψελιδικών τοιχωμάτων. Αρχικά πιστευόταν ότι η χρόνια υπερέκπτυξη του πνευμονικού ιστού προκαλούσε μεγέθυνση των φυσιολογικά υπαρχόντων πόρων του Kohn και σχηματισμό χασμάτων στα κυψελιδικά τοιχώματα. Ο Eppinger υποστήριξε ότι η αποδόμηση του ελαστικού ιστού προκαλεί την καταστροφή των κυψελιδικών τοιχωμάτων, αλλά ο Orsos μερικά μόνο αποδεχόταν τη θεωρία του προηγουμένου, ο δε Tendeloo (1910) πίστευε ότι ο ελαστικός ιστός υφίσταται λειτουργικές, μάλλον, παρά αληθείς δομικές μεταβολές.
- Μείωση της τριχοειδικής κοίτης. Η επισήμανση της ελαττώσεως της τριχοειδικής κοίτης αποτέλεσε το έναυσμα της συσχετίσεως της καταστροφής των κυψελιδικών τοιχωμάτων με παράγοντες που προκαλούσαν τοπική ισχαιμία. Έτσι, οι Loeschke και Winter θεωρούσαν ότι η αύξηση τοπικής πιέσεως προκαλούσε στραγγαλισμό των αγγείων, με αποτέλεσμα ισχαιμική ατροφία των κυψελιδικών τοιχωμάτων. Ο Issaksohn, αντίθετα, θεώρησε το ΠΕ σαν αποτέλεσμα πρωτοπαθούς παθήσεως των πνευμονικών τριχοειδών. Το πρόβλημα του ρόλου της ισχαιμίας στην παθογένεια του ΠΕ παραμένει ανοικτό προς συζήτηση. Πληθώρα εργασιών καταλήγουν σε αντικρουόμενα συμπεράσματα σχετικά με το εάν η πρόκληση πνευμονικής ισχαιμίας, νεκρωτικής ενδαρτηρίτιδας ή θρομβώσεως συνεπάγεται ανάπτυξη γενικευμένου ΠΕ.
- Οι μεταβολές του ελαστικού ιστού. Περί τα μέσα του 1960 εμφανίσθηκαν δύο εργασίες, οι οποίες δρομολόγησαν μια τεράστια ερευνητική προσπάθεια, από την οποία προήλθαν πληροφορίες, αλλού μεν διορθωτικές και αλλού επαληθευτικές των παρατηρήσεων των πρώτων ερευνητών. Ιδιαίτερα, οι Laurell και Errikson διαπίστωσαν το 1963 ότι οι 22 από τους 33 ασθενείς τους με σύμφυτη ανεπάρκεια της α1-αντιτρυψίνης εμφάνισαν ΠΕ. Εφόσον το 90% της αντιελαστολυτικής δραστηριότητας του ορού αποδίδεται στην α1-αντιτρυψίνη και μόνο 10% στην α2-μακροσφαιρίνη, φαίνεται δικαιολογημένη η επίμονη προσήλωση του ερευνητικού ενδιαφέροντος στη μελέτη της σχέσεως που ανακάλυψαν οι προηγούμενοι ερευνητές.
- Ανάλογα με την ανατομική εντόπιση της παρεγχυματικής βλάβης, το ΠΕ διακρίνεται σε πανβοτρυδιακό (πανλοβιδιακό) και κεντροβοτρυδιακό. Στο πανβοτρυδιακό η βλαβη αφορά ολόκληρο το βοτρύδιο, που κείται περιφερικότερα των τελικών βρογχιολίων, στο οποίο συμπεριλαμβάνονται τα αναπνευστικά βρογχιόλια, οι κυψελωτοί πόροι και οι κυψελίδες. Προσβάλλει, συνήθως, άτομα με ομόζυγο (ή ετερόζυγο) ανεπάρκεια α1ΑΤ (α1-αντιτρυψίνη), δηλαδή του αναστολέα της α1-πρωτεάσης. Αναγνωρίζεται στους κάτω λοβούς, σε ποσοστό περίπου 1% των εμφυσηματικών ασθενών. Κλινικά εμφανίζεται ενωρίτερα από ό,τι το κεντροβοτρυδιακό, δηλαδή κατά τη διάρκεια της τρίτης-τέταρτης δεκαετίας της ζωής. Το κεντροβοτρυδιακό εμφύσημα προσβάλλει την κεντρική μοίρα του βοτρυδίου (αναπνευστικά βρογχιόλια), επιπίπτει συχνότερα.