A spontán légzés magában foglalja a légzőizmok, elsősorban a rekeszizom és a bordaközi izmok összehangolt összehúzódását és ellazulását, ami a levegő be- és kilégzését eredményezi. A spontán légzés során a légzőizmok a tüdő rugalmas tulajdonságaival és az intrathoracalis nyomás változásával együtt dolgoznak.
Az agytörzs légzőközpontjai, különösen a medulla oblongata és a híd generálják a spontán légzés alapvető ritmusát. Ezek a központok jeleket küldenek a phrenicus és a bordaközi idegeken keresztül, hogy stimulálják a rekeszizom és a bordaközi izmokat. A rekeszizom összehúzódik és leereszkedik, míg a bordaközi izmok összehúzódnak, kiterjesztve a bordaívet. Ez az összehangolt hatás növeli a mellüreg térfogatát, ami csökkenti az intrathoracalis nyomást, és lehetővé teszi a levegő beáramlását a tüdőbe a belégzés során.
A kilégzés során a rekeszizom ellazul és felemelkedik, míg a bordaközi izmok ellazulnak, csökkentve a mellüreg térfogatát. Ez az intrathoracalis nyomás növekedését okozza, ami a levegő kilökődéséhez vezet a tüdőből.
A spontán légzést elsősorban a légzőközpontok szabályozzák, amelyek reagálnak az artériás szén-dioxid (CO2) és oxigén (O2) szintjének változására. Az artériás CO2-szint emelkedése, például a fokozott anyagcsere-aktivitás időszakában, stimulálja a légzőközpontokat, ami a légzés sebességének és mélységének növekedéséhez vezet a felesleges CO2 eltávolítása érdekében. Másrészt az artériás O2-szint csökkenése, mint például a hipoventiláció vagy a nagy magasságban, szintén stimulálhatja a légzőközpontokat, és fokozhatja a légzést az oxigénfelvétel fokozása érdekében.
Különféle tényezők befolyásolhatják a spontán légzést, beleértve a fiziológiai állapotokat, az alvás-ébrenlét ciklusokat, a fizikai gyakorlatokat és az érzelmi állapotokat. Alvás közben a spontán légzés általában lassabb és sekélyebb az ébrenléthez képest. A testmozgás során a szervezet megnövekedett oxigénigénye a spontán légzés sebességének és mélységének növekedéséhez vezet, hogy megfeleljen a megnövekedett anyagcsere-szükségleteknek. Az olyan érzelmi állapotok, mint a szorongás vagy a pánik, szintén befolyásolhatják a spontán légzést, ami a légzési minta megváltozásához vezethet.
Összességében elmondható, hogy a spontán légzés alapvető élettani folyamat, amely biztosítja a folyamatos gázcserét a tüdő és a véráram között, fenntartja a megfelelő oxigénszintet és eltávolítja a felesleges szén-dioxidot a szervezetből.