Μια κατάσταση που ονομάζεται πνευμοθώρακας εμφανίζεται γενικά όταν ο αέρας γεμίζει την υπεζωκοτική κοιλότητα. Αυτός είναι ένας χώρος που σχηματίζεται από μια διπλή μεμβράνη, τον υπεζωκότα, που βρίσκεται μεταξύ του θωρακικού τοιχώματος και των πνευμόνων. Είναι συνήθως γεμάτο με υγρό, έτσι ώστε τα διπλά στρώματα να μπορούν να κινούνται το ένα ενάντια στο άλλο κατά την αναπνοή. Η παθοφυσιολογία του πνευμοθώρακα περιλαμβάνει την πλήρωση της υπεζωκοτικής κοιλότητας με αέρα ή άλλο τύπο αερίου. Η πίεση στην περιοχή μπορεί να επηρεάσει τη λειτουργία των πνευμόνων και σε ορισμένες περιπτώσεις το όργανο μπορεί να καταρρεύσει. Η κατάσταση μπορεί να εμφανιστεί αυθόρμητα, λόγω ασθένειας ή ως αποτέλεσμα τραυματισμού.
Ο ιστός μπορεί να σπάσει αυθόρμητα γύρω από τους πνεύμονες, προκαλώντας τη διαφυγή αερίων στον χώρο γύρω τους. Αυτή η παθοφυσιολογία του πνευμοθώρακα συμβαίνει μερικές φορές σε υγιή άτομα, συνήθως σε άνδρες ηλικίας από 20 έως 40 ετών. Δεν χρειάζεται να συμβεί λόγω ασθένειας ή τραύματος. Άλλες αυθόρμητες μορφές πνευμοθώρακα προκύπτουν από δομικές αλλαγές που προκαλούνται από ασθένειες όπως το εμφύσημα. Οι κυψελίδες, οι δομές όπου το οξυγόνο εισέρχεται κανονικά στο αίμα, μπορεί να καταστραφούν και αυτό μερικές φορές προκαλεί τη διαφυγή αέρα στη θωρακική κοιλότητα.
Η υπεζωκοτική κοιλότητα μερικές φορές σπάει κατά τη διάρκεια διαγνωστικών εξετάσεων, καθώς και όταν γίνονται ιατρικές θεραπείες. Οι ασθενείς με φυματίωση έλαβαν κάποια στιγμή θεραπεία με επαγόμενο πνευμοθώρακα, ενώ η ίδια η πνευμονική νόσος μπορεί να οδηγήσει σε συσσώρευση αέρα στον πληθυντικό χώρο. Η πρόσκρουση στο θωρακικό τοίχωμα ή η διείσδυση των στοιβάδων του υπεζωκότα από ένα αντικείμενο, μπορεί να προκαλέσει βλάβη στο στήθος. Συχνά, οι χειρουργοί εμφυτεύουν ένα σωλήνα στο στήθος για να αποστραγγίσουν το υπερβολικό αέριο.
Η πίεση στην υπεζωκοτική κοιλότητα λόγω του παγιδευμένου αέρα μπορεί επίσης να εκτοπίσει άλλες δομές, όπως τους πνεύμονες και την καρδιά. Ονομάζεται πνευμοθώρακας τάσης, η πάθηση πρέπει γενικά να αναγνωρίζεται έγκαιρα επειδή μπορεί να είναι απειλητική για τη ζωή. Τα περισσότερα νοσοκομεία και άλλες ιατρικές εγκαταστάσεις έκτακτης ανάγκης είναι προετοιμασμένα να αναγνωρίσουν την παθοφυσιολογία του πνευμοθώρακα και να αντιμετωπίσουν το πρόβλημα, επειδή η κατάσταση μπορεί να είναι τόσο επικίνδυνη.
Τα συμπτώματα του πνευμοθώρακα συχνά περιλαμβάνουν πόνο στο στήθος και βήχα. Η φυσική εξέταση συνήθως περιλαμβάνει την αναζήτηση περιορισμού της διαστολής των πνευμόνων κατά την εισπνοή, καθώς και χαρακτηριστικών ήχων μέσα στο στήθος ή όταν κάποιος μιλάει. Η τραχεία, ή η τραχεία, μπορεί επίσης να ωθηθεί μακριά από την πλευρά στην οποία συσσωρεύεται ο αέρας. Πολλές φορές, ο πνευμοθώρακας περιλαμβάνει έναν μικρό θύλακα αέρα που μπορεί να φύγει μέσα σε δύο εβδομάδες. Οι μεγαλύτερες τσέπες απαιτούν συχνά την εισαγωγή ενός σωλήνα έως ότου σταματήσει η διαρροή ή μπορεί να πραγματοποιηθεί μεγάλη χειρουργική επέμβαση για να διορθωθεί το πρόβλημα.