急性气管支气管炎的病理改变主要为气管-支气管黏膜充血、水肿，分泌物增加。黏膜下层水肿，有淋巴细胞和中性粒细胞浸润。病变一般仅限于气管、总支气管和肺叶支气管黏膜，严重者可蔓延至细支气管和肺泡，引起微血管坏死和出血。损害严重者黏膜纤毛功能降低，纤毛上皮细胞损伤、脱落。炎症消退后，气管-支气管黏膜的结构和功能多能恢复正常。
近年来有人注意到急性支气管炎与气道高反应性之间的关系。在复发性急性支气管炎的病人轻度支气管哮喘发作较正常人群为多。反之，急性支气管炎病人既往亦多有支气管哮喘或特异质病史，提示支气管痉挛可能是急性支气管炎病人咳嗽迁延不愈的原因之一。
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