Система органів дихання постійно контактує із навколишнім середовищем. За 1 хвилину через неї проходить близько 100 л повітря. В процесі еволюції сформувався складний комплекс захисних механізмів, який забезпечує знезараження та виведення із дихальних шляхів частинок, які потрапили. Всім відомо, що слизова оболонка вистелена спеціальним миготливим епітелієм. Його клітини мають війки, які постійно коливаються, причому із горизонтального положення вони швидко переходять до вертикального, а потім знову повертаються у вихідне положення. Такі коливання війок строго координовані і передаються оточуючому напіврідкому середовищу – бронхіальному секрету. Він є продуктом слизових залоз та бокалоподібних клітин епітелію, що розміщені в бронхах.
 Війки миготливого епітелію функціонують лише у рідкій частині секрету, адже він може бути і більш в’язкішим. Саме у в’язкому й накопичуються та склеюються чужорідні частинки, які потім переміщуються війками у напрямку до глотки зі швидкістю 4-8 см на секунду. Під впливом подразнюючого фактору: дим, пил, різкий запах, утворення секрету збільшується. Коли зникає подразнюючий фактор, секреція нормалізується.
 Діяльність миготливого епітелію залежить від багатьох обставин. В умовах нормальної температури та вологості ритм коливання у межах 160-200 на хвилину. При підвищеній температурі повітря ритм коливань прискорюється. Але в разі підвищення температури тіла людини швидкість руху війок навпаки знижується і при охолодженні тіла вони рухаються повільно. Особливо чутливо реагують війки на зміни в’язкості бронхіального секрету. Якщо в’язкість підвищується, вони швидко «втомлюються» і перестають рухатися. А при запальних процесах миготливий епітелій взагалі гине. На його місці відростають клітини вже без війок. У разі втрати свідомості людиною, війчастий епітелій весь час продовжує свою роботу і захищає легені.
 Функція очищення при необхідності підкріплюється глибоким вдихом, кашлем, що сприяє виведенню мокротиння, сторонніх частинок, що потрапили в дихальні шляхи.
 Завдяки численним дослідженням вчених було з’ясовaно, що стійкість організму до збудників різних захворювань у великій мірі визначається надійністю миготливого епітелію. Але миготливий епітелій не один механізм, який стоїть на сторожі нормальної діяльності дихального апарату. Якщо інфекція, пройшовши по повітроносних шляхах, досягає альвеол, тоді включаються інші механізми. Наприклад, альвеолярні фагоцити, яким допомагають ще й вироблені слизовою оболонкою бронхів ферменти або ензими, що розчиняють мікроорганізми. В очищенні легень приймає участь ще й лімфатична система, тому що з лімфою пилові частинки і мікроби виносяться з альвеол.
 Системи органів людини або окремі органи тварин та людини, крім основних функцій виконують ще і додаткові. Наприклад, органи виділення – нирки приймають участь у регуляції артеріального тиску, покривна система, а саме шкіра, бере участь у терморегуляції. Дихальна система також, здійснюючи газообмін, виконує зовсім недихальні функції. До таких функцій відносяться:
- участь у жировому обміні;
- захист організму від шкідливих впливів навколишнього середовища;
- виділення певної кількості  гормонів.
Найкраще вивчена захисна функція, покладена на рухливі макрофаги – клітини пухкої сполучної тканини та спеціалізовані клітини миготливого епітелію. Він вистилає майже всі повітроносні шляхи, утворюючи мукоціліарний слизовійчастий ескалатор. По ньому знизу вгору виносяться затримані слизом та макрофагами частинки пилу та мікроорганізми, які потрапили із вдихуваним повітрям. Крім цього частина макрофагів, які накопичені пиловими частинками, з током тканинної рідини відносяться в найближчі лімфатичні вузли, де і підлягають частковому руйнуванню. Інша частина макрофагів взаємодіє з фібробластами легень – «будівельниками» сполучної тканини, що відповідальні за процеси  регенерації.
Вивчаючи газообмін, фізіологи виявили дивне явище, що під час окислювально-відновних процесів використовуються не всі молекули кисню, а лише негативно заряджені. Ми  знаємо, що у повітрі, навіть досить чистому, вони в незначній кількості переважають над позитивно зарядженими молекулами. Чи може бути, щоб організм не використовував майже половину вдихуваного повітря? І вчені прийшли до цікавого висновку: основна роль миготливого епітелію заключається не стільки в очищенні повітря, а в додатковій іонізації молекул кисню. У зв’язку з цим стало зрозуміло, що додаткові пазухи носової порожнини працюють як своєрідні резервуари, в яких кисень готується до активної участі в окислювально-відновних реакціях обміну речовин.
Інша недихальна функція пов’язана з тим, що в органах дихальної системи були знайдені біогенні аміни – серотонін та катехоламіни (допамін і норадреналін). В організмі людини вони виступають в ролі медіаторів (при передачі нервового імпульсу) чи гормонів. Катехоламіни стимулюють діяльність серця, підвищують артеріальний тиск та активність окислювальних процесів. Серотонін сприяє підсиленню тонусу судин, регулює діяльність внутрішніх органів, які стають більш чутливіші до дії подразників, зменшують проникність судинної стінки  та прискорюють зсідання крові, а також знижують стомлюваність м’язових волокон.
Отже, вплив серотоніну та катехоламіну на процеси життєдіяльності в організмі в більшості випадків співпадають, але в органах дихання вони діють у протилежних напрямках. Норадреналін, наприклад, викликає розширення бронхів і цим полегшує подачу повітря до легеневих пухирців – альвеол. Серотонін у високих концентраціях, навпаки, викликає спазм бронхів, тобто діє подібно до ацетилхоліну – фізіологічному антагоністу катехоламінів. Всім відомо, що ацетилхолін сприяє звужуванню бронхів та збільшенню секреції слизу. Але цим його вплив на організм не обмежується: коли його концентрація підвищується, відбувається викид ще однієї біологічно активної сполуки – гістаміну. Наприклад, під час приступу бронхіальної астми. В цей момент його починають запасати великі клітини сполучної тканини. В свою чергу накопичення гістаміну в легенях призводить до додаткового звуження бронхів, а за рахунок підвищеної проникності судин і до набряку їх слизової оболонки. Всі ці явища призводять до різкого порушення вентиляції легень та наростаючому кисневому голодуванню, що відновлюється після введення бронхорозширюючих та антигістамінних препаратів.
У тому разі, коли спазм бронхів виникає внаслідок збільшення в легенях концентрації самого серотоніну, тоді діє ефективна система його зв’язування та інактивації. Така система зовсім неактивна у випадках коли концентрація серотоніну у нормі, але вмить може включитися, якщо вона підвищиться. Вчені на такий механізм дивляться по-різному. Одна група вважає, що серотонін приноситься з інших органів, а інша група підтримує думку, що він синтезується власними клітинами дихальної системи. Відповідь на це запитання привело вчених знову до миготливого епітелію. В ньому були знайдені так звані світлі клітини, які розміщуються поодиноко чи невеликими групами у всіх відділах повітроносних шляхів аж до легень. Саме вони і виділяють серотонін, їх стали називати клітинами Кульчицького – К-клітинами. Їхні функції досить цікаві: отримавши сигнал про концентрацію кисню або вуглекислого газу вони діють у залежності від ситуації - виділити серотонін або передати інформацію безпосередньо найближчій нервовій клітині.
Найбільш досконалими структурами, які забезпечують аналіз газового складу є спеціальні клітинні комплекси – нейро-епітеліальні тільця. Вони знаходяться у бронхах і альвеолах почергово із К-клітинами. Нейро-епітеліальні тільця являють собою групу витягнутих клітин без війок, які поступово звужуються до верхівки. В тілі цих клітин наявні безладно розкидані численні гранули із серотоніном. Розлади у дихальній системі, а також і в кровоносній, з якою вони тісно пов’язані, можуть виникати від зміни кількості чи рівня функціонування К-клітин у легенях.
Зовсім недавно у дихальних шляхах були описані інші гормонопродукуючі типи клітин. Наприклад, Р-клітини, що є різновидом К-клітин, які виділяють бомбезин та допамін. Бомбезин стимулює обмін речовин не лише у дихальній системі, але й в органах шлунково-кишкового тракту. А допамін у більшості ідентичний норадреналіну.
Ще один тип клітин повітроносних шляхів секретують вазоактивний інтестинальний поліпептид – ВІП, який вперше був знайдений у ендокринних клітинах травної системи, потім у клітинах нервової системи, а пізніше й у повітроносних шляхах.
І, нарешті, ще один тип ендокринних клітин було описано гістологами – це клітини, що продукують біогенні аміни. Вони є по суті медіаторами, інформація від них передається нейронам. Поступаючи в кровоносне русло, біогенні аміни впливають на різні структури дихальної системи.
Навіщо нашому організму розглянуті механізми? Вчені притримуються думки, що все це необхідне! Чому? Тому, що дихальна система є межею між організмом та довкіллям, а скрізь, навколо нас, знаходяться шкідливі для здоров’я, небезпечні речовини та мікроорганізми, що потрапивши всередину можуть порушити сталість внутрішнього середовища.