อะเซทิลโคลีนเป็นสารสื่อประสาท ซึ่งเป็นสารที่ร่างกายผลิตขึ้นเพื่อถ่ายโอนแรงกระตุ้นของเส้นประสาทไปยังหลายจุดของระบบประสาทส่วนกลางและอุปกรณ์ต่อพ่วง เซลล์ประสาทที่หลั่งอะเซทิลโคลีนถูกกำหนดให้เป็น cholinergic คล้ายกับตัวรับซึ่งแบ่งออกเป็นตัวรับนิโคตินิก ความเข้มข้นที่แตกต่างกันและ โครงสร้างทางเคมีของตัวรับเหล่านี้และของไอโซฟอร์มสัมพัทธ์ในเนื้อเยื่อ หมายความว่ายาหลายชนิดที่รบกวนการทำงานของอะเซทิลโคลีนสามารถให้ผลส่วนใหญ่จำกัดเฉพาะส่วนหนึ่งมากกว่าส่วนอื่น อย่างไรก็ตาม อะเซทิลโคลีนสามารถจับกับโครงสร้างที่หลากหลายได้ ตัวรับทั้งสอง เนื่องจากส่วนของโมเลกุลที่ทำปฏิกิริยากับตัวรับมัสคารินิกนั้นแตกต่างจากตัวรับนิโคตินิก นี่เป็นหนึ่งในเหตุผลที่ว่าทำไมอะเซทิลโคลีนจึงไม่ถูกใช้โดยตรงเพื่อวัตถุประสงค์ในการรักษา เนื่องจากมันทำหน้าที่กับตัวรับ cholinergic ทั้งหมดของสิ่งมีชีวิต (ทั้งมัสคารินิกและนิโคตินิก) การกระทำของมันจึงแพร่หลายเกินไปและไม่เฉพาะเจาะจงมาก
อะซิติลโคลีนเป็นสารสื่อประสาทชนิดแรกที่ถูกค้นพบ ต้องขอบคุณการศึกษาของอ็อตโต โลวี ที่ครองตำแหน่งในปี 2467 จากมุมมองทางเคมี อะเซทิลโคลีนถูกสร้างขึ้นจากการรวมตัวของโมเลกุลของโคลีนกับหนึ่งในอะซีติล-โคเอ็นไซม์ A (acetyl -CoA) โมเลกุลแรกเป็นโมเลกุลขนาดเล็กที่กระจุกตัวอยู่ในเยื่อหุ้มฟอสโฟลิปิด ขณะที่ Acetyl-CoA แสดงถึงเมตาบอลิซึมที่อยู่ตรงกลางระหว่างไกลโคไลซิสและวัฏจักรเครบส์ การสังเคราะห์อะเซทิลโคลีนที่เริ่มจากสารทั้งสองนี้เกิดขึ้นที่ปลายแอกซอน หลังจากสังเคราะห์แล้วจะเป็น จากนั้นเก็บไว้ในถุงซึ่งเมื่อกระแสประสาทมาถึงจะผูกมัดกับเยื่อหุ้มเซลล์พรีไซแนปติกรวมและปล่อยเนื้อหาโดย exocytosis ณ จุดนี้ acetylcholine ที่ปล่อยออกมาในช่อง synaptic นั้นสามารถเข้าถึงตัวรับ postsynaptic ได้ฟรีและมีปฏิสัมพันธ์กับพวกมัน , depolarizing เซลล์และกระตุ้นการก่อตัวของการกระทำที่อาจเกิดขึ้นในเส้นใยประสาทหรือในเส้นใยของกล้ามเนื้อ ลำที่กระตุ้น; ทันทีหลังจากการโต้ตอบนี้ acetylcholine ส่วนใหญ่จะถูกย่อยสลายโดย acetylcholinesterase (ACHE) ทันที เป็นเอนไซม์ที่อยู่ใกล้กับตัวรับ cholinergic ซึ่งทำหน้าที่โดยการทำลายพันธะระหว่างอะซิเตทและโคลีน สารสุดท้ายนี้จะถูกดูดกลับคืนมาโดยทันทีโดยเทอร์มินัลพรีไซแนปติก และใช้สำหรับสังเคราะห์อะซิติลโคลีนชนิดใหม่ (ต้องขอบคุณเอนไซม์โคลีน-อะซิติลทรานสเฟอเรส) การกระทำของเอนไซม์นี้มีความสำคัญมาก เนื่องจากจะทำให้การส่งผ่านของแรงกระตุ้นเส้นประสาทถูกขัดจังหวะ
อะเซทิลโคลีนเป็นสื่อส่งของเส้นประสาททั้งหมดที่ควบคุมกล้ามเนื้อโดยสมัครใจ (ดู แผ่นประสาทและกล้ามเนื้อ) อย่างไรก็ตาม ถึงแม้ว่าในระดับนี้จะก่อให้เกิดผลกระตุ้น แต่ภายในระบบกระซิก การกระทำส่วนใหญ่ยับยั้ง (เซลล์ประสาทที่เห็นอกเห็นใจส่วนใหญ่จะหลั่งอะดรีนาลีนในขณะที่ส่วนใหญ่ เซลล์ประสาทกระซิกหลั่ง acetylcholine) อันที่จริง โมเลกุลนี้ทำให้อัตราการเต้นของหัวใจช้าลง ในขณะที่กระตุ้นการหลั่งของต่อมหลอดลม น้ำลาย กระเพาะอาหารและตับอ่อน เพิ่มการบีบตัวของลำไส้และโดยทั่วไปแล้วการย่อยอาหารทั้งหมด นอกจากแผ่นมอเตอร์ของกล้ามเนื้อโครงร่าง และการสิ้นสุดของระบบประสาทกระซิกแล้ว ยังสามารถพบอะเซทิลโคลีนที่ระดับประสาทสัมผัสระหว่างเส้นใยพรี-ปมประสาทและเซลล์ประสาทหลังปมประสาทของระบบประสาทซิมพาเทติกและพาราซิมพาเทติก และของไขกระดูกต่อมหมวกไตเช่นเดียวกับประสาทบางส่วนในระบบประสาทส่วนกลาง
การกระทำของ muscarinic สอดคล้องกับการกระทำที่เกิดจาก Acetylcholine ที่ปล่อยออกมาจากปลายประสาท postganglionic parasympathetic โดยมีข้อยกเว้นที่สำคัญสองประการ:
อะเซทิลโคลีนทำให้เกิดการขยายตัวของหลอดเลือด แม้ว่าหลอดเลือดส่วนใหญ่จะไม่ถูกปกคลุมด้วยเส้นโดยระบบกระซิก
Acetylcholine ทำให้เกิดการหลั่งโดยต่อมเหงื่อซึ่งถูก innervated โดยเส้นใย cholinergic ของระบบประสาทขี้สงสาร
NS การกระทำนิโคติน พวกเขาสอดคล้องกับของ acetylcholine ที่ปล่อยออกมาในระดับของ synapses ปมประสาทของระบบความเห็นอกเห็นใจและกระซิกของแผ่นประสาทและกล้ามเนื้อของกล้ามเนื้อโดยสมัครใจและปลายประสาทของเส้นประสาท splanchnic ที่ล้อมรอบเซลล์หลั่งของไขกระดูกต่อมหมวกไต
ตามที่คาดการณ์ไว้ ผลกระทบที่คล้ายกับผลของ acetylcholine สามารถผลิตได้จากสารที่สามารถกระตุ้นตัวรับ cholinergic (parasympathomimetics) หรือขัดขวางการทำงานของ acetylcholinesterase (anticholinesterases) ในเวลาเดียวกัน ผลของ acetylcholine สามารถถูกปิดกั้นโดยสารที่สามารถจับกับตัวรับ cholinergic ทำให้ไม่สามารถรับสัญญาณที่ส่งโดย acetylcholine (anticholinergics) มาดูตัวอย่างกัน
Curare ทำให้เสียชีวิตจากกล้ามเนื้อเป็นอัมพาตโดยปิดกั้นการกระทำของ acetylcholine บนเยื่อหุ้มกล้ามเนื้อ (ซึ่งพบตัวรับนิโคตินิก); ในทางกลับกัน physostigmine ยืดการทำงานของ acetylcholine โดยการปิดกั้น cholinesterase ในขณะที่พิษของแม่ม่ายดำกระตุ้นการปล่อยส่วนเกิน ก๊าซในเส้นประสาทยังปิดกั้นเอ็นไซม์นี้ ทำให้อะเซทิลโคลีนยังคงยึดกับตัวรับ ผลกระทบที่ร้ายแรงของก๊าซเหล่านี้มีประโยชน์ในการตรวจสอบผลกระทบของปฏิกิริยาระหว่างอะเซทิลโคลีนกับตัวรับมัสคารินิก: ไอ, แน่นหน้าอก, การหลั่งของหลอดลมมากเกินไปจนถึงอาการบวมน้ำที่ปอด, คลื่นไส้, อาเจียน, ท้องร่วง, น้ำลายไหลเพิ่มขึ้น, ไมโอซิสและการมองเห็นยาก, ลดอัตราการเต้นของหัวใจจนถึงหยุดและปัสสาวะเล็ด. เนื่องจากการสะสมของอะซิติลโคลีนในตัวรับนิโคตินิก, อาการต่างๆ เช่น : ผิวซีด, อิศวร, ความดันโลหิตสูงในหลอดเลือด, น้ำตาลในเลือดสูง และการเปลี่ยนแปลง. ในระบบกล้ามเนื้อและกระดูก โดยเฉพาะอาการอ่อนเปลี้ยเพลียแรง กล้ามเนื้ออ่อนแรง ตัวสั่นและตะคริวง่าย เนื่องจากการสะสมของอะเซทิลโคลีนทำให้กล้ามเนื้อโครงร่างเป็นอัมพาตและเสียชีวิตจากการเป็นอัมพาตของกล้ามเนื้อในการหดตัว สุดท้าย ผลกระทบต่อระบบประสาทส่วนกลาง ได้แก่ การหดตัวของยาชูกำลัง-คลิลอนของชนิด epileptiform จนถึงภาวะซึมเศร้าของศูนย์ทางเดินหายใจ และความตาย โดยทั่วไปเกิดขึ้นเนื่องจากการสำลักเนื่องจากอัมพาตของไดอะแฟรมและกล้ามเนื้อระหว่างซี่โครง แม้แต่ botulinum ซึ่งเป็นสารพิษที่มีพิษร้ายแรงที่ใช้ในยาเพื่อความงามในระดับความเข้มข้นที่น้อย ด้วยการกระทำของมัน อันที่จริง มันป้องกันการปลดปล่อยจากถุงน้ำดี ด้วยวิธีนี้ โบท็อกซ์ทำให้เกิดอัมพาตของกล้ามเนื้ออ่อนแรงและเป็นอันตรายถึงชีวิตเมื่อเกี่ยวข้องกับระบบทางเดินหายใจอย่างมาก ในแง่นี้ มันตรงกันข้ามกับการกระทำของบาดทะยัก โดยมีลักษณะเป็นอัมพาตกระตุกซึ่งยังคงเป็นอิสระจากอะซิทิลโคลีน Pilocarpine ยาที่ใช้เป็นหลักในจักษุวิทยาเพื่อทำให้รูม่านตาแคบลงและกระตุ้นการฉีกขาดของดวงตา (มีประโยชน์ในการรักษาโรคต้อหิน) เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา muscarinic; ในความเป็นจริงมันผูกกับผู้รับ muscarinic ของ acetylcholine ในแง่นี้ pilocarpine ต่อต้านการกระทำของ atropine ซึ่งแทนที่จะเป็น muscarinic antagonist และยับยั้งการทำงานของ parasympathetic (parasympatholytic) ยา atropine บล็อกตัวรับมัสคารินิก ในขณะที่ curare บล็อกตัวรับนิโคตินิก
