La parola, la deglutizione e la respirazione sono funzioni che avvengono tutte nel tratto aerodigestivo. La sua funzione primaria però è quella di garantire la vita attraverso l'ossigenazione. Il nervo frenico segnala al diaframma di contrarsi, aspirando così aria dall'ambiente alle vie aeree; l'aria riempie i sacchi alveolari e i capillari estraggono CO2 dal sangue e lo cambiano con O2. Chemocettori speciali situati nelle cellule del corpo carotideo, che si trova vicino alla biforcazione della carotide nella cavità toracica, servono a monitorare i livelli di ossigenazione nel sangue per inviarli a segnalazione ai centri di controllo cardiopolmonari nel tronco cerebrale quando l'ossigenazione è ridotta. L'ulteriore necessità di ossigeno avviene tramite l'aumento della frequenza respiratoria e il volume, aumentando la frequenza cardiaca, e sopprimendo le attività competitors quali il parlare o il deglutire. Grazie a questa organizzazione altamente integrata di controllo neurale su deglutizione e respirazione, è praticamente impossibile respirare e deglutire allo stesso tempo. Appena viene avviata la fase faringea della deglutizione, viene avviata anche l'inibizione centrale dei muscoli respiratori. Questo periodo è chiamato "apnea pre deglutitoria", o periodo di apnea. La deglutizione si compie in genere durante il ciclo di espirazione. Vale a dire, in preparazione di deglutizione, la respirazione si ferma dopo aver espirato un po'. A questo punto inghiottiamo mentre teniamo il fiato (periodo di apnea) per qualcosa meno di un secondo, e quando il bolo si è diretto al sicuro verso l'esofago, si può quindi completare il ciclo di espirazione (Hardemark Cedborg et al., 2010; Martin-Harris et al., 2005) . Questo modello espirazione-deglutizione-espirazione è sicuro per la protezione delle vie aeree. Studi effettuati su una popolazione con deficit respiratori hanno dimostrato che la necessità di ossigenazione può interferire col modello di respirazione-deglutizione sicuro, mettendo i pazienti a rischio di aspirazione (Edgar, 1994;. Gross, Atwood, Ross et al, 2009). Sono predittori di penetrazione / aspirazione: respirazione rapida, ridotta elevazione io-laringea, la penetrazione dopo la deglutizione, e la desaturazione di ossigeno.
La ricerca fino ad oggi suggerisce che la massima protezione delle vie aeree si ha quando:
l'espirazione avviene prima e dopo la deglutizione
la laringe è massimamente isolata dalla faringe durante la deglutizione
il riflesso della tosse a livello laringeo è inalterato
Qualsiasi problema che interferisca con queste condizioni protettive aumenta il rischio di soffocamento e aspirazione.
La stimolazione dei recettori di liquidi che si trovano sulla mucosa della regione sovralaringea innescheranno il riflesso della tosse, mediato dalle fibre sensitive del nervo laringeo superiore interno, e da un generatore centrale che distribuirà una serie di contrazioni muscolari. Il diaframma si contrarrà all'improvviso, le corde vocali si addurranno improvvisamente e i muscoli espiratori, in particolare obliqui interni ed esterni, si contrarranno con forza, generando in tal modo un'alta pressione sottoglottica. La pressione verrà ulteriormente aumentata da un restringimento bronchiale mediato dal nervo vago, che ridurrà l'area trasversale, consentendo di generare maggiori forze di taglio. L'efficacia della tosse nell'espellere i materiali estranei dipende dalla quantità di pressione sottoglottica che può essere generata e da quanto fortemente possono essere addotte le corde vocali.