Известно, что основная функция органов дыхания заключается в обеспечении так называемого внешнего дыхания, т. е. обмена альвеолярного воздуха с атмосферным и газами, содержащимися в крови легочных капилляров и в альвеолярном воздухе. Окисленная и освобожденная от излишков угольной кислоты кровь легочных капилляров, сердца и кровеносных сосудов подводится к клеткам и тканям всего организма, где совершается второй этап дыхания - передача им кислорода и удаление накопленной углекислоты. Это так называемое тканевое дыхание.
Функция внешнего дыхания осуществляется согласованными движениями ребер и диафрагмы, обеспечивающими должную степень вентиляции легких и поддержание на должном уровне парциального давления кислорода и углекислоты в альвеолярном воздухе, без чего невозможен газообмен между газами крови легочных капилляров и газами альвеолярного воздуха. В свою очередь этот механизм внешнего дыхания управляется и регулируется нервными и гуморальными механизмами, имеющими в каждом возрасте свои особенности. Неполное расширение многих альвеол в легких взрослого человека приводит к недостаточной их вентиляции и снижению в них парциального давления кислорода, вследствие чего насыщение гемоглобина крови в артериальной системе совершается не на 100%, а только на 90 - 96%. Это недонасыщение гемоглобина крови создает так называемую «физиологическую гипоксемию».
У новорожденного «физиологическая гипоксемия» выражена резче благодаря особенностям его нервной системы и строению грудной клетки. Незрелость коры больших полушарий головного мозга, дыхательного и сосудодвигательного центров обусловливают их функциональную недостаточность; ритм дыхания у новорожденных неустойчивый; паузы между вдохами и выдохами неравномерные, поверхностные вдохи сменяются глубокими. Горизонтальное положение ребер, высокое стояние диафрагмы в связи с постоянным горизонтальным положением ребенка, поддерживаемым к тому же наличием метеоризма в брюшной полости, слабость самой диафрагмальной мышцы, очень малый размах движений диафрагмы, составляющий у недоношенных детей, согласно кимографическим исследованиям А. Д. Вайсберг, всего 2 - 3 мм, создают поверхностное дыхание, не обеспечивающее у новорожденного должной вентиляции легочных альвеол даже при повышенной частоте дыхания, доходящей до 40 - 60 в минуту, а у недоносков - до 80. Минутный объем дыхания, характеризующий степень вентиляции легких, а следовательно, и поглощения ими кислорода, у новорожденного составляет всего 650 - 800 мл, в то время как к концу первого месяца жизни он нарастает уже до 1400 мл, а к концу первого года жизни - до 2500 мл (Ю. Ф. Домбровская).
Процент использования кислорода в легких новорожденного значительно ниже, чем у старших детей и у взрослых. Установлено, что содержание кислорода в крови ребенка только к 15 годам достигает цифр, типичных для взрослых. А между тем потребность в кислороде у новорожденного в связи с повышенной напряженностью у него окислительных процессов больше, нежели у взрослого. Запасы кислорода у ребенка ничтожные, а недостаток кислорода переносится хуже, чем взрослыми.
Малая протяженность дыхательных путей в длину способствует быстрому распространению воспалительного процесса, начавшегося в одном каком-либо отделе, на всю дыхательную систему. Малый просвет дыхательных путей, обильное кровоснабжение их слизистой и повышенная реактивность периферических окончаний блуждающего нерва, вызывающего спазм бронхов и повышенную секрецию в их слизистой, легко приводят к закупорке многих бронхов и нарушению вентиляции легких и легочного газообмена. В результате в короткое время создается состояние дыхательной недостаточности и гипоксемии, а затем и гипоксии - кислородного голодания всех тканей и органов. Нарушается деятельность больших полушарий головного мозга, особенно чувствительного к недостатку кислорода, а вместе с тем и деятельность жизненно важных органов и систем. Местное заболевание органов дыхательной системы переходит в тяжелое общее заболевание.