Развитию гнойного или гнилостного воспаления в плевральной полости в подавляющем большинстве случаев предшествует (кроме прорывов в плевру гнойников из легкого, средостения и т. п.) первичная небактериальная экссудативная реакция плевры (неинфекционный экссудативный плеврит). Это связано с повышенной проницаемостью кровеносных и лимфатических капилляров кортикальных слоев легких, вовлеченных в перифокальную воспалительную реакцию при различных патологических процессах, прежде всего в легочной паренхиме, а также при травмах легкого и грудной стенки. Накоплению экссудата в плевральной полости способствует отек мезотелиального слоя, блокада всасывающих поверхностей плевры отложениями фибрина на ней.
Нередко предрасполагающим фактором для развития эмпиемы плевры является наличие неинфицированных плевритов другого генеза — инфекционно-аллергических (ревматических, ревматоидных), плевритов при коллагенозах (системная красная волчанка, узелковый периартериит), при постэмболическом инфаркте легкого, карциноматозе и мезотелиоме плевры. Жидкость в плевральной полости может скапливаться при недостаточности кровообращения, хилотораксе. Выраженная экссудативная реакция наблюдается при излиянии крови в плевральную полость (т. н. гемоплеврит) при закрытых повреждениях грудной клетки.
Проникновение микроорганизмов в плевральный экссудат — «инфицирование плеврита» — происходит различными путями. Лимфогенное инфицирование плевральной полости связано с ретроградным током тканевой жидкости при воспалительных процессах в легочной паренхиме (пневмония, бронхиты, гнойный бронхит, прикорневые абсцессы легких), гнойных процессах в брюшной полости (перитонит, панкреатит, поддиафрагмальный абсцесс).
Некоторые исследователи выделяют гематогенный путь проникновения инфекции в плевральную полость (сепсис, септическая эмболия сосудов малого круга кровообращения), однако в этих случаях нельзя достоверно исключить и парапневмонический характер плеврита и эмпиемы плевры вследствие лимфогенного инфицирования плеврального содержимого. Прямое инфицирование плевральной полости с развитием эмпиемы плевры, когда микроорганизмы проникают в плевральную полость из окружающей среды с воздухом, инородными телами, ранящими снарядами, характерно для открытых травм грудной клетки, в том числе и оперативных вмешательств на органах грудной полости. При этом экссудативная реакция обусловлена и травмой плевры, и раздражением ее излившейся кровью, и самим инфекционным процессом. В этих случаях эмпиему плевры некоторые авторы называют первичной.
О непосредственном пути инфицирования плевральной полости говорят при прорыве в нее субкортикально расположенных гнойников легочной паренхимы. Попадание в плевральную полость большого количества содержимого гнойника вызывает бурную экссудативную реакцию, а резорбция микробных токсинов интактной плеврой в ранних стадиях развития процесса приводит к развитию инфекционно-токсического шока. Такой же механизм развития инфекционного процесса в плевральной полости наблюдается при гангрене легкого, когда гнилостному распаду подвергаются большие участки легочной паренхимы вместе с висцеральной плеврой. Постоянная микробная инвазия и распространенность процесса (вовлечение всех отделов плевры, в том числе париетальной) обуславливает особую тяжесть течения эмпиемы плевры с таким механизмом возникновения.
Дальнейшее развитие и характер инфекционного процесса в плевральной полости после проникновения в нее микроорганизмов зависит от многих факторов, однако наибольшее значение имеет состояние местного и общего иммунитета, вид возбудителя.
В этиологической структуре эмпием плевры, по данным последних исследований, преобладают стафилококки, стрептококки, синегнойная палочка, протей. Более чем в трети случаев эти микроорганизмы находятся в ассоциации с многочисленными видами неклостридиальной анаэробной микрофлоры (бактероиды, фузобактерии, пептострептококки). В начальных стадиях развития заболевания наблюдается, как правило, усиление экссудативной реакции плевры, что наряду с угнетением резорбции вследствие блока тканевых структур в глубоких слоях плевры в результате воспаления, вызывает накопление жидкости в плевральной полости. Высокое содержание фибриногена в плевральном экссудате приводит к формированию значительных фибринозных напластований на стенках плевральной полости, образованию густого детрита, преимущественно в ее нижних отделах. При выраженной реактивности организма в плевральную полость мигрируют нейтрофильные лейкоциты, макрофаги, нарастают процессы фагоцитоза и экссудат быстро трансформируется в гнойный. С течением времени экссудативная фаза воспаления переходит в пролиферативную: формируются грануляции на плевральных листках, образующие впоследствии спайки (шварты). Наличие большого количества плевральных шварт, преобладание пролиферативной реакции над экссудативной обуславливает более благоприятное течение эмпиемы плевры. Это связано с отграничением патологического процесса. При значительном снижении реактивности организма, угнетении репаративных процессов происходит распространение гнойного или гнилостного процесса, эмпиема приобретает тотальный характер, что при отсутствии своевременной помощи приводит к быстрой смерти больного.
Нередко развитие эмпиемы плевры происходит на фоне умеренного снижения показателей местного и общего иммунитета, что обуславливает торпидность течения процесса: отмечается значительный объем фибринозных отложений на плевральных листках, спайки между ними рыхлые, грануляции вялые, замедлено образование зрелой соединительной ткани. Такие особенности воспалительной реакции определяют наклонность к хроническому течению процесса, когда в толще организующихся фибринозных масс возникают новые очаги гнойного воспаления.
Однако наиболее частой причиной перехода острого гнойного процесса в хронический является постоянное инфицирование плевральной полости при наличии сообщения ее с очагом гнойной деструкции в легком (абсцесс, гангрена), при наличии гнойного процесса в тканях грудной клетки и ребрах (остеомиелит, хондрит), с формированием различного вида свищей — бронхоплевральных, плевролегочных.
Следует подчеркнуть, что гнойный экссудат из плевральной полости не резорбцируется. Представленный естественному течению гнойный процесс неминуемо заканчивается прорывом гнойника в бронхиальное дерево или наружу при расплавлении тканей грудной стенки (empyema necessitatis). Редко, при незначительном объеме гнойного экссудата, возможно его отграничение мощными спайками и длительное (годы) существование. Такие исходы, как правило, не приводят к выздоровлению, поскольку естественная санация плевральной полости в этих случаях невозможна и, после некоторого периода клинического благополучия вновь наступает рецидив гнойного воспаления.