Eine durchschnittliche Person, die sich tagsüber normal bewegt, atmet innerhalb von 24 Stunden etwa 20.000 Liter Luft ein und aus. Diese Atemluft (die mehr als 20 Kilogramm wiegen würde) enthält potenziell gesundheitsschädigende Partikel und Gase. Fremdkörper wie Staub und Ruß, Schimmel, Pilze, Bakterien und Viren lagern sich auf den Atemwegen und der Oberfläche der Alveolen ab. Glücklicherweise verfügt das Atmungssystem über Abwehrmechanismen zur Reinigung und zum Selbstschutz. Nur extrem kleine Partikel (von weniger als 3–5 Mikrometer Durchmesser) dringen in die tieferen Bereiche der Lunge ein.
Einen Abwehrmechanismus des Atmungssystems stellen kleinste muskuläre, haarähnliche Fortsätze (Zilien) auf den die Atemwege auskleidenden Zellen dar. Die Zilien transportieren eine flüssige Schleimschicht, die die Atemwege bedeckt.
Die Schleimschicht fängt Krankheitserreger (potenzielle infektiöse Mikroorganismen) und andere Partikel ein, und verhindert so, dass diese in die Lungen gelangen.
Die Zilien bewegen sich mehr als tausendmal in der Minute und bewegen so den die Luftröhre (Trachea) auskleidenden Schleim pro Minute ca. 0,5–1 Zentimeter nach oben. Die auf dieser Schleimschicht eingefangenen Fremdkörper und Pathogene (Krankheitserreger) werden hochgehustet oder zum Mund befördert und hinuntergeschluckt.
Alveolarmakrophagen, eine Art von weißen Blutzellen, die auf der Oberfläche der Alveolen sitzen, sind ein weiterer Abwehrmechanismus der Lunge. Aufgrund der Voraussetzungen für den Gasaustausch werden die Alveolen nicht durch Schleim und Zilien geschützt – denn Schleim ist zu dickflüssig und würde die Bewegung von Sauerstoff und Kohlendioxid verlangsamen. Stattdessen suchen Alveolarmakrophagen nach abgelagerten Partikeln, binden an diese, nehmen sie auf, töten sie ab und verdauen sie. Wenn die Lunge einer ernsthaften Bedrohung ausgesetzt ist, können zusätzliche weiße Blutkörperchen, insbesondere neutrophile Granulozyten, aus dem Blutkreislauf herangezogen werden, um bei der Aufnahme und Abtötung von Fremdkörpern zu helfen. Wenn jemand zum Beispiel viel Staub einatmet oder mit einer Atemwegsinfektion kämpft, werden mehr Makrophagen produziert und mehr neutrophile Granulozyten herangezogen.
(Siehe auch Übersicht über das Atmungssystem.)
