При изучении гистологической структуры сращений главное внимание уделялось сосудам, легочной ткани и туберкулезным изменениям. Соответственно участию в образовании сращений как париетальной плевры, так и легкого, в них имеются сосуды как из системы легкого, так и плевры. По данным отдельных авторов, в сращениях встречается больше легочных сосудов, причем больше всего сосудов у места прикрепления сращений к легкому, затем у грудного конца сращения и меньше всего в средней части, где, однако, сильно развита тонкая капиллярная сеть.
Количество сосудов находится в прямой связи с давностью образования сращений: чем позже образовалось сращение, тем больше оно пронизано сосудами. В старых сращениях можно нередко встретить только один центральный сосуд. В процессе лечения искусственным пневмотораксом сращения удлиняются» становятся более плотными и малососудистыми. Величина сосудов в сращениях колеблется, но в подавляющем большинстве случаев она незначительна, и большие сосуды встречаются чрезвычайно редко. Случай Пермена, описавшего сосуд в сращении, имевший калибр лучевой артерии, нужно рассматривать как исключительную редкость.
В сосудах отмечается значительное утолщение мышечного слоя, которое встречается исключительно в цилиндрически-конических спайках и никогда не обнаруживается в спайках мембранозных. Якобеус считает, что причина гипертрофии мышечного слоя сосудов заключается в постоянных подергиваниях спаек, по мнению же других авторов, эта гипертрофия является результатом туберкулезного эндартериита.
Сращения, образовавшиеся в результате перехода перифокального воспаления на плевру, состоят из пучков соединительной ткани, пронизанной большим или меньшим количеством сосудов. В центральных слоях имеется значительное количество эластических волокон, источником которых одни авторы считают легочную ткань, а другие — адвентиций артериальных сосудов. Специфической туберкулезной ткани в таких сращениях обычно не встречается.
Сращения, возникшие в результате перехода туберкулезного процесса на плевру, в основном также состоят из соединительной ткани, пронизанной сосудами, но, кроме того, в них имеются характерные туберкулезные изменения, вследствие прорастания основной ткани тяжа тканью из многочисленных гигантских клеток туберкулов, которые разрушают основную ткань тяжа. В таких сращениях в подплевральной области встречаются туберкулы с казеозным распадом.
Вблизи легкого часто можно найти очаги с центральным некрозом и гигантскими клетками; реже это встречается у париетального прикрепления. Антракозный пигмент в сращениях встречается в легочной и средней части тяжа, но иногда доходит до самой костальной плевры. В такие сращения может быть глубоко втянута стенка каверны, причем иногда она доходит до прикрепления сращения к грудной клетке. Симон указывает на возникновение кариозного процесса ребер при прорастании спайки с туберкулезными изменениями.
Миренбург произвела гистологическое исследование 20 плевральных сращений, взятых у 8 трупов, причем это были изолированные сращения, свободно натянутые в плевральной полости между легким и грудной стенкой. В большинстве случаев в сращениях была обнаружена легочная ткань и туберкулезные изменения, распространяющиеся в части случаев до грудного прикрепления сращений.
Маурер и И. Франц исследовали 37 плевральных сращений, которые по характеру своему были вполне доступны для пережигания. Несмотря на это, в двух третях сращений была обнаружена легочная ткань.