Die Hustenrezeptoren oder schnell anpassenden Reizrezeptoren befinden sich hauptsächlich an der hinteren Wand der Luftröhre, des Rachens und an der Carina der Luftröhre, der Stelle, an der sich die Luftröhre in die Hauptbronchien verzweigt. In den distalen Atemwegen sind die Rezeptoren weniger zahlreich und jenseits der Atmungsbronchiolen nicht vorhanden. Wenn sie ausgelöst werden, wandern die Impulse über den Nervus laryngeus internus, einen Zweig des Nervus laryngeus superior, der aus dem Nervus vagus (CN X) entspringt, zum Mark des Gehirns. Dies ist die afferente Nervenbahn. Im Gegensatz zu anderen Bereichen, die für unwillkürliche Handlungen wie das Schlucken verantwortlich sind, gibt es keinen eindeutigen Bereich, der als Hustenzentrum im Gehirn identifiziert wurde.
Dann folgt die efferente Nervenbahn, bei der relevante Signale von der Großhirnrinde und dem Rückenmark über den Vagus und den Nervus laryngeus superior an die Stimmritze, die äußeren Zwischenrippen, das Zwerchfell und andere wichtige inspiratorische und exspiratorische Muskeln übertragen werden. Der Mechanismus des Hustens ist folgender:
- Das Zwerchfell (innerviert durch den Nervus phrenicus) und die äußeren Zwischenrippenmuskeln (innerviert durch die segmentalen Zwischenrippennerven) ziehen sich zusammen und erzeugen einen Unterdruck um die Lunge herum.
- Luft strömt in die Lunge, um den Druck auszugleichen.
- Die Stimmritze schließt sich (Muskeln, die vom Nervus laryngeus recurrens innerviert werden) und die Stimmbänder kontrahieren, um den Kehlkopf zu verschließen.
- Die Bauchmuskeln kontrahieren, um die Wirkung des sich entspannenden Zwerchfells zu verstärken; gleichzeitig kontrahieren die anderen Ausatmungsmuskeln. Dadurch erhöht sich der Luftdruck in der Lunge.
- Die Stimmbänder entspannen sich, die Stimmritze öffnet sich und die Luft strömt mit über 100 km/h aus.
- Die Bronchien und die nicht knorpeligen Teile der Luftröhre kollabieren und bilden Schlitze, durch die die Luft gepresst wird, wodurch alle Reizstoffe, die an der Atemwegsschleimhaut haften, entfernt werden.
Die Stimulation des aurikulären Zweigs des Vagusnervs, der das Ohr versorgt, kann ebenfalls einen Husten auslösen. Dieser Ohr-Husten-Reflex wird auch als Arnold-Reflex bezeichnet. Eine Schwäche der Atemmuskulatur, ein Luftröhrenschnitt oder eine Stimmbandpathologie (einschließlich Lähmung oder Anästhesie) können eine wirksame Befreiung der Atemwege verhindern.