Una neumonectomía conlleva una serie de cambios patofisiológicos significativos, que son en gran medida responsables de la alta morbilidad y mortalidad del procedimiento.
Cardíaco
Después de la resección de la arteria pulmonar, la sangre pobre en oxígeno del ventrículo derecho solo puede bombearse de manera unilateral, lo que equivale a una reducción a la mitad del lecho vascular. Esto conlleva un aumento de 16 veces en la resistencia y, por lo tanto, a una sobrecarga aguda del corazón derecho. Como consecuencia, se produce una dilatación del ventrículo derecho y un aumento de la demanda de oxígeno por parte del miocardio. Asimismo, el llenado del ventrículo izquierdo se ve obstaculizado por la dilatación del lado derecho, lo que empeora aún más la perfusión coronaria, pudiendo llevar a un fallo cardíaco derecho agudo irreversible por isquemia. A largo plazo, estos efectos pueden compensarse en un pulmón sano mediante la capacidad de reserva de los vasos pulmonares y otros mecanismos, de modo que generalmente no se desarrolla una hipertensión pulmonar permanente.
Parénquima pulmonar
Debido a la pérdida de la mitad de la superficie de intercambio gaseoso, postoperatoriamente suele presentarse una forma de insuficiencia respiratoria. Aquí, el diagnóstico preoperatorio con evaluación de la operabilidad funcional y de la función pulmonar postoperatoria esperada es de enorme importancia. Sin embargo, a pesar de una buena función pulmonar preoperatoria, en caso de hipoventilación postoperatoria, retención de moco, neumonía o SDRA, insuficiencia cardíaca o sepsis, debido a la falta de reserva, puede desarrollarse rápidamente un cuadro clínico potencialmente mortal. Incluso con una buena compensación y un pulmón sano, a largo plazo hay que contar con disnea de esfuerzo y limitación de la capacidad física.
Cavidad torácica
Inmediatamente después de la operación, la cavidad torácica "vacía" del lado operado está llena de aire. En el curso posterior, se forma un serotórax, seguido del remodelado cicatricial con desarrollo de un fibroserotórax y contracción del lado operado. Esta contracción puede llevar a un desplazamiento del corazón, los grandes vasos, el esófago y la tráquea.