Az emberi szervezetben az energiaszükséglet oxidativ kémiai folyamatokkal biztosított. Ehhez állandó oxigénfelvételre van szükség. Az energiaszükségletet biztosító oxidativ kémiai átalakulások (szöveti oxidáció) végterméke a víz és a szén-dioxid (CO 2 ). A szén-dioxid felszaporodása gátolja, megváltoztatja a szervezetben uralkodó kémiai környezetet (pl.: a pH-t), ezért a sejtekből, a szervezetből el kell távolítani, amit a vér szállít a légzőhámhoz, amelyen keresztül elhagyja a szervezetet. Az oxigén felvételével, és a széndioxid leadásával járó gázcserefolyamatot nevezzük légzésnek.
A légzésnek két szakaszát különböztetjük meg. Külső légzésnek nevezzük a tüdő alveolusaiban lezajló gázcserefolyamatot, amelynek során a külső légtérből a légutakon keresztül az alveolusokba jutott levegőből oxigén diffundál a vérbe, valamint ugyanezen a módon jut ki a vérből a szén-dioxid az alveoláris térbe, majd a légutakon át a külvilágba. Belső légzésnek nevezzük a vér és a különböző szervek, szövetek közötti gázcserefolyamatot, melynek során a vérből a szövetekbe és a sejtekbe diffundál az oxigén, illetve ezekből a vérbe diffundál a szén-dioxid. A légutak szerepe: az orrüreg nyálkahártyája mirigyekben és érfonatokban gazdag. Az orrüregen át a tüdő felé haladó levegő a következő fizikai változásokon megy át: 1, felmelegedés, ha a belélegzett levegő hidegebb, mint a testhőmérséklet. 2. A páratartalom növelése. A száraz levegő belégzése a hörgők és az alveolusok hámját károsítaná, amennyiben a felső légutakban nem telítődne vízgőzzel. A párával történő telítődés ép orrnyálkahártya esetén megközelíti a 100 %-ot. 3. A szűrés. Az orrüregbe került idegen anyagokat a nyálkahártyán levő csillók kifelé terelik, és így tisztítják azt. Azok az idegen részecskék, amelyeket az orr nyálkahártya nem távolít el, amennyiben az átmérőjük kisebb, mint 4-6µm, akkor bejutnak az alsó légutakba. Azok a részecskék, amelyek 0.6 µm-nél is kisebbek (pl.: cigarettafüst, pollen, korom, kvarc) a teljes belélegzett mennyiségben kerülnek be az alveolusokba. Szerencsére a részecskéknek mintegy kétharmada a kilélegzett levegővel el is távozik. Túl nagy részecskeszám hosszú időn át történő felvétele esetén az alveolusok falában maradandó elváltozások jönnek létre. A porszemeket idővel a makorfágok eltávolítják, a kötőszövet felszaporodásának folyamata azonban progresszív és maradandó. A rugalmas rostok helyét kollagén rostok váltják fel (hegesedés). Az előbbiekből következik, hogy a belélegzett légszennyező anyagok közül a legkisebbek a legártalmasabbak.
A légzésfunkciók zavarai. Ha a légzésfunkció működése nem kielégítő és a szabályozó mechanizmusok sem képesek a szervezet aktuális oxigénszükségletét kielégíteni légzési elégtelenség áll elő. A légzési elégtelenség szubjektív tünete a légszomj, a munkavégző képesség csökkenése, objektív tünete a nyálkahártyák és a bőr kékes-lilás elszíneződése (cianózis). Légzési elégtelenséget okozhatnak: Az alveoláris ventiláció csökkenése, illetve a fokozott oxigénszükséglethez való alkalmazkodási képesség elvesztése. A légzőfelület csökkenése, vagy az alveolusfal megvastagodása miatt a szükséges mennyiségű O2 és CO2 nem képes a falon átdiffundálni. Keringési zavarok. A fentiekből következik, hogy a légzési elégtelenség kialakulásában kóroktanilag 3 előfordulási formát különböztetünk meg. Ventillációs-, diffúziós-, és keringési zavarok.
Ventillációs zavarok. Restriktív ventillációs zavar: amikor a tüdők rugalmassága illetve tágulékonysága csökken (tüdőszövet pusztulással járó folyamatok pl.: silicosis, anthracosis pneumoconiosis). Obstruktív ventillációs zavarok: Obstruktív ventillációs zavarok esetén a légutak átjárhatósága csökken, ezzel, pedig megnő a légutak ellenállása is, miközben a légzőizmok jól működnek. Ilyen zavar lép fel asthma bronchiale-ban, amikor a hörgők falában levő simaizomkötegek görcsös összehúzódása miatt csökken a bronchusok lumene és átjárhatósága. A simaizmok görcse rendszerint allergiás vagy esetenként idegi eredetű. Ugyancsak obstruktív ventillációs zavart okoz a légutak nyálkahártyájának megduzzadása, pl.: akut-, vagy krónikus hörghurutban (bronchitis acuta, bronchitis cronica). A nyálkahártya duzzadása és a velejáró fokozott váladékképződés szűkíti a légutakat, megnehezítve a ventillációt. Gyakori, hogy az asztmás hörgőszűkület és a hörgők nyálkahártya-duzzadása egyszerre fordul elő (pl.: asztmás roham idején) rontva a ventillációt.
