Свободное сообщение плевральной полости с атмосферным воздухом, возникающее при ранениях с открытым пневмотораксом, вызывает резкое нарушение механизма внешнего дыхания. В этом симптомокомплексе ведущая роль принадлежит физическим изменениям, определяющим течение патологического процесса. Проникновение атмосферного воздуха в плевральную полость сопровождается спадением (коллабированием) легкого. В норме плевральной полости не существует. Листки плевры соприкасаются друг с другом, и легкое скользит придыхательных движениях, не отходя от грудной стенки.
Легкое, таким образом, оказывается растянутым до емкости грудной клетки, причем эластические силы последней направлены изнутри кнаружи и стремятся растянуть легкое. Эластические силы легкого имеют обратное направление — снаружи внутрь. Суммирование этих сил, имеющих противоположное направление, определяет величину отрицательного давления в плевральной щели (К. А. Щукарев). При вдохе емкость грудной полости увеличивается, легкое подвергается большему растяжению и нарастает величина отрицательного давления. Обратные отношения наблюдаются в фазе выдоха.
Манометрические измерения показывают, что давление в плевральной полости, оставаясь отрицательным, колеблется в широких пределах — от —1—2 до —20 см водяного столба. Оно бывает наиболее низким при положении исследуемого на боку, противоположном исследуемой стороне. Величина отрицательного давления уменьшается при перемещении на спину и особенно на живот. При подвижном средостении наблюдаются большие цифры отрицательного давления; при сращениях и уплотненном средостении они ниже.
В норме дыхание осуществляется за счет работы мускулатуры грудной стенки и диафрагмы. Во время вдоха, вследствие сокращения наружных межреберных мышц, расширяются межреберные промежутки и поднимается нижерасположенное ребро. Диафрагма уплощается, купол ее опускается. Выдох, по представлению большинства исследователей, является пассивным актом.
Ранения с открытым пневмотораксом приводят к грубому нарушению механизма дыхания. Проникновение воздуха в плевральную полость нарушает герметичность соприкосновения плевральных листков. Легкое, сокращаясь, уменьшается в объеме и отходит по направлению к корню. Средостение в норме находится под действием эластической тяги обоих легких. При одностороннем открытом пневмотораксе тяга легкого на пораженной стороне прекращается, и здоровое легкое, сокращаясь, смещает средостение на неповрежденную сторону.