Codziennie do nosa dostają się tysiące mikroorganizmów, w tym bakterie, wirusy i grzyby. Zakażenie tymi organizmami może powodować patofizjologię zapalenia płuc. Najczęstszymi przyczynami patofizjologii zapalenia płuc są te wywoływane przez bakterie i wirusy. Po infekcji zwykle występuje zapalenie płuc i zwykle rozwija się zapalenie płuc.
Układ oddechowy ma kilka sposobów na powstrzymanie infekcji. Włosy znajdują się w nosie, aby filtrować wdychane powietrze. Kichanie i kaszel występują jako mechanizmy odruchowe wydalania szkodliwych produktów, które dostają się do nosa. Obecność przyjaznych bakterii w nosie zwykle zapobiega również inwazji i namnażaniu się szkodliwych organizmów. Kiedy jednak zdrowie człowieka jest zagrożone, te normalne mechanizmy obronne organizmu zwykle słabną i umożliwiają zakorzenienie się infekcji i zapalenia płuc.
Najczęstsza patofizjologia zapalenia płuc zaczyna się, gdy mechanizmy obronne organizmu zawodzą. Przykłady obejmują niedożywienie, obecność chorób przewlekłych, niedobory odporności i stosowanie niektórych silnych leków. Palenie, wdychanie żrących gazów, spożywanie alkoholu i zaburzenia genetyczne również mogą prowadzić do infekcji.
Jeśli bakterie lub wirusy dostaną się do nosa i nie napotkają oporu, zazwyczaj zaczynają się namnażać i ostatecznie dostają się do płuc. W płucach wiele komórek jest w stanie pochłonąć atakujące organizmy i je zabić. Kiedy organizmy przewyższają liczebnie te komórki, inne komórki układu odpornościowego zwykle gromadzą się w płucach, aby pomóc zatrzymać infekcję. Podczas tego procesu nasila się stan zapalny i wydzieliny, zwykle powodując gorączkę i kaszel z produkcją plwociny.
Objawy zapalenia płuc są różne. Niektórzy pacjenci wykazują łagodne objawy, podczas gdy inni mają poważne objawy, które mogą zagrażać życiu. Wczesne objawy mogą obejmować gorączkę i kaszel i mogą być mylnie interpretowane jako zwykły przypadek grypy. Ciągła gorączka, pocenie się, kaszel, trudności w oddychaniu, dreszcze, ból głowy, zmęczenie, bóle mięśni i bóle w klatce piersiowej to typowe objawy zwykle obserwowane w miarę postępu zapalenia płuc.
Patofizjologia zapalenia płuc zwykle zależy od organizmu infekującego. Bakteryjne zapalenie płuc może być wywołane przez Streptococcus pneumoniae, Haemophilus influenzae, Mycoplasma pneumoniae, Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, Klebsiella pneumoniae, Moraxella catarrhalis i gatunki Legionella. Wirusowe zapalenie płuc może być wywołane przez adenowirusy, wirusy syncytialne układu oddechowego, wirusy grypy A i B oraz wirusy paragrypy.
Grzybicze zapalenie płuc może wystąpić w wyniku zakażenia Histoplasma capsulatum, Coccidioides immitis, Pneumocystis jiroveci lub Cryptococcus neoformans. Zakażenia grzybami są rzadkie. Najczęściej występuje u pacjentów, których układ odpornościowy został osłabiony, np. z zespołem nabytego niedoboru odporności (AIDS).
Niektóre pasożyty mogą również atakować płuca i powodować pasożytnicze zapalenie płuc. Pasożytami tymi mogą być Ascaris lumbricoides, Toxoplasma gondii i Strongyloides stercoralis. Aspiracyjne zapalenie płuc może wystąpić, gdy zawartość żołądka przedostanie się do płuc. Dzieje się tak głównie u pacjentów po udarze, którzy mają nieprawidłowe odruchy połykania.