При мелкоклеточном раке мокрота не имеет каких-либо особенностей. Препарат готовят из различных слизистых участков мокроты. В нативном препарате клетки мелкоклеточного рака очень напоминают лейкоциты, но в отличие от них опухолевые клетки не имеют зернистости и расположены тесными группами или дорожками.
В окрашенном препарате опухолевые клетки напоминают однотипные лимфоцитоподобные клетки с крупными ядрами.
Под малым увеличением опухолевые клетки можно обнаружить по ходу тяжей слизи, ядра их нередко голые, гиперхромные, легко травмирующиеся. Сеть хроматина почти не дифференцируется, гипертрофированные нуклеолы встречаются редко. Контуры ядер неровные. Клетки располагаются тесно, частью в виде сочленений, комплексы их могут также иметь вид виноградной грозди.
В цитологическом препарате, приготовленном из пунктата опухоли, клетки мелкоклеточного рака представляются более крупными, чем в препарате мокроты. В таких случаях цитологическая диагностика мелкоклеточного рака может вызывать затруднения. Клетки этого вида опухоли не всегда округлой формы, среди них встречаются и вытянутые — овсяноклеточный рак. Имеются данные о сходстве овсяноклеточного рака с карциноидом, так как его клетки могут продуцировать биологически активные вещества (серотонин, вазопрессин, кальцитонин и др.), что еще требует подтверждения.
Крупноклеточный рак, как и мелкоклеточный, относится к недифференцированным. Его клетки полиморфны, разной величины, среди них немало крупных и многоядерных.
Ядра клеток большие, неправильной формы, содержат одно или несколько ядрышек. Цитоплазма широкая, базофильная. Располагаются клетки раздельно и группами. К крупноклеточному раку легких относится и так называемый светлоклеточный рак, состоящий из крупных светлых клеток с обильной цитоплазмой, часто содержащей гликоген, и небольшими ядрами, расположенными в центре клетки или эксцентрично. В каждом случае такого рака необходимо исключить метастаз из почек.