De hoestreceptoren of snel reagerende irritantiereceptoren bevinden zich hoofdzakelijk op de achterwand van de luchtpijp, de keelholte, en bij de carina van de luchtpijp, het punt waar de luchtpijp zich vertakt in de hoofdbronchiën. De receptoren zijn minder talrijk in de distale luchtwegen, en afwezig voorbij de respiratoire bronchiolen. Bij activering gaan de impulsen via de inwendige larynxzenuw, een tak van de superieure larynxzenuw die ontspringt aan de nervus vagus (CN X), naar de medulla van de hersenen. Dit is de afferente neurale route. In tegenstelling tot andere gebieden die verantwoordelijk zijn voor onwillekeurige handelingen zoals slikken, is er geen definitief gebied dat is geïdentificeerd als het hoestcentrum in de hersenen.
De efferente neurale route volgt dan, met relevante signalen die vanuit de hersenschors en de medulla via de nervus vagus en de superieure laryngeale zenuwen worden teruggezonden naar de glottis, de externe intercostals, het diafragma en andere belangrijke inspiratoire en expiratoire spieren. Het mechanisme van een hoest is als volgt:
- Diafragma (geïnnerveerd door nervus phrenicus) en externe intercostale spieren (geïnnerveerd door segmentale intercostale zenuwen) trekken samen, waardoor een negatieve druk rond de longen ontstaat.
- Lucht stroomt de longen in om de druk gelijk te maken.
- De glottis sluit zich (spieren geïnnerveerd door de nervus laryngealis recurrent) en de stembanden trekken zich samen om het strottenhoofd af te sluiten.
- De buikspieren trekken zich samen om de werking van het ontspannen diafragma te accentueren; tegelijkertijd trekken de andere uitademingsspieren zich samen. Deze acties verhogen de luchtdruk in de longen.
- De stembanden ontspannen zich en het glottis opent zich, waardoor de lucht met een snelheid van meer dan 100 km/u vrijkomt.
- De bronchiën en de niet-kraakbeenachtige delen van de luchtpijp klappen ineen en vormen spleten waardoor de lucht wordt geperst, waardoor irriterende stoffen die aan het ademhalingsslijmvlies vastzitten, worden verwijderd.
Stimulatie van de auriculaire tak van de nervus vagus die het oor voedt, kan ook een hoestbui uitlokken. Deze oor-hoestreflex staat ook bekend als de Arnold’s reflex. Zwakte van de ademhalingsspieren, tracheostomie, of stembandpathologie (inclusief verlamming of anesthesie) kunnen het effectief vrijmaken van de luchtwegen verhinderen.