Pulmonologia (pneumonologia, kiedyś ftyzjatria) jest to dział medycyny zajmujący się diagnostyką, leczeniem i profilaktyką chorób układu oddechowego. Lekarze z tej dziedziny to pulmonolodzy.
Układ oddechowy człowieka jest jednostką anatomiczno-czynnościowa, która służy wymianie gazowej. Dostarcza do organizmu tlenu i wydala niepotrzebne produkty przemiany materii. Jest to np. dwutlenek węgla. Na układ oddechowy składają się drogi oddechowe i płuca. Niewielki udział w wymianie gazowej ma również skóra.
W fizjologii oddychania (często mylonej z oddychaniem) jest definiowana jako transport tlenu z powietrza zewnętrznego do komórek w obrębie tkanek oraz transport dwutlenku węgla w przeciwnym kierunku. Jest to przeciwieństwo biochemicznej definicji oddychania, która odnosi się do oddychania komórkowego: metaboliczny proces, w którym organizm uzyskuje energię w wyniku reakcji tlenu z glukozą, by otrzymać wodę, dwutlenek węgla i ATP (energia). Chociaż fizjologiczne oddychanie jest konieczne dla utrzymania oddychania komórkowego, a tym samym życia u zwierząt, to procesy różnią: oddychanie komórkowe odbywa się w poszczególnych komórkach organizmu, podczas gdy fizjologiczne oddychanie dotyczy masowego przepływu i transportu metabolitów między organizmem a środowiskiem zewnętrznym.
W organizmach jednokomórkowych, prosta dyfuzja jest wystarczająca dla wymiany gazowej: każda komórka jest ciągle skąpana w otoczeniu zewnętrznym. Natomiast złożone wielokomórkowe osobniki, takie jak ludzie, mają dużo większy dystans między środowiskiem naturalnym i ich najgłębszymi komórkami, a więc układem oddechowym, który jest potrzebny do efektywnej wymiany gazowej. Układ oddechowy działa w porozumieniu z układem krążenia.
W oddychaniu kręgowców, takich jak ludzie, oddychanie tlenem obejmuje cztery etapy:
- Wentylacja, przenosząc otaczające powietrza do pęcherzyków płuc.
- Wymiana gazowa w płucach, wymiana gazów między pęcherzykami płucnymi i naczyniami włosowatymi płuc.
- Przesył gazu, ruch gazów w kapilarach płuc poprzez obieg do obwodowych naczyń włosowatych w narządach, a następnie ruch gazów z powrotem do płuc wzdłuż tej samej drogi krążenia.
Należy pamiętać, że wymiana gazowa wymaga energii do zasilania serca i mięśni oddychania, głównie przepony. Przy ciężkim oddechu, energia jest również wymagana do zasilania dodatkowych mięśni oddechowych, takich jak mięśnie międzyżebrowe. Zapotrzebowanie na energię w transporcie wentylacji i gazów jest przeciwieństwem biernej dyfuzji odbywającej się w etapach wymiany gazowej.
Istnieje też coś takiego jak sztuczne płuco . Jest to urządzenie reanimacyjne, które daje możliwość wymuszonego oddychania tlenem. Używane jest w wymagających tego sytuacjach, gdzie pacjent sam nie może sobie dostarczyć wystarczającej ilości tlenu, jakimi są choroby, różnego rodzaju urazy czy stosowanie leków, które blokują oddychanie.