La libération d’acétylcholine par l’influx nerveux peut être bloquée par la toxine botulique, un produit chimique très puissant qui est produit dans les aliments contaminés par la bactérie Clostridium botulinum et qui est une cause occasionnelle d’intoxication alimentaire grave (botulisme). L’effet le plus grave est la paralysie du muscle squelettique. Toutefois, lorsque la toxine botulique est injectée localement, elle peut être utilisée pour traiter des spasmes musculaires graves ou une transpiration sévère et incontrôlable. Sous des noms commerciaux tels que Botox, elle est également utilisée à des fins cosmétiques ; la toxine botulique injectée localement va paralyser les muscles du visage, ce qui permet de détendre la peau et de réduire les rides.

De nombreux médicaments interagissent avec les récepteurs de l’acétylcholine. L’acétylcholine elle-même produit des effets extrêmement brefs car elle est rapidement détruite dans le sang. Un médicament similaire à l’acétylcholine qui est employé en thérapeutique est la pilocarpine, un agoniste sélectif des récepteurs muscariniques qui est utilisé en collyre pour resserrer la pupille et diminuer la pression intra-oculaire qui est élevée dans la maladie du glaucome.

Les antagonistes agissant sur les récepteurs muscariniques comprennent des médicaments tels que l’atropine et la scopolamine. Ces médicaments suppriment toutes les actions du système parasympathique, ce qui entraîne un assèchement des sécrétions de l’organisme (par exemple, la salive, les larmes, la sueur, les sécrétions bronchiques et les sécrétions gastro-intestinales), une relaxation des muscles lisses de l’intestin, des bronches et de la vessie urinaire, une augmentation du rythme cardiaque, une dilatation des pupilles et une paralysie de la focalisation oculaire. Ces médicaments sont largement utilisés pour assécher les sécrétions et dilater les bronches pendant l’anesthésie et pour dilater les pupilles pendant les procédures ophtalmologiques. La scopolamine est également utilisée pour traiter le mal des transports, un effet qui dépend de sa capacité à déprimer l’activité du système nerveux central.

La nicotine, principal ingrédient du tabac utilisé dans les cigarettes et les cigares qui crée une dépendance, exerce son action sur un sous-ensemble de récepteurs cholinergiques appelés récepteurs nicotiniques. Les agents qui bloquent ces récepteurs, appelés antagonistes des récepteurs nicotiniques, sont divisés entre ceux qui agissent principalement sur les muscles squelettiques et ceux qui agissent sur les cellules des ganglions. Ce dernier groupe comprend l’hexaméthonium et le triméthaphane. Ces médicaments provoquent une paralysie globale du système nerveux autonome car ils ne font pas de distinction entre les ganglions sympathiques et parasympathiques et ne sont donc pas spécifiques dans leur action. Ils ont été les premiers agents efficaces pour réduire l’hypertension artérielle (médicaments antihypertenseurs), mais ils ont de nombreux effets secondaires gênants associés à la paralysie du système nerveux autonome (par exemple, vision trouble, constipation, impuissance, incapacité à uriner). Ils ont été remplacés par des médicaments plus sélectifs. Les antagonistes des récepteurs nicotiniques qui agissent au niveau de la jonction neuromusculaire sont utilisés lors des interventions chirurgicales pour produire une relaxation musculaire.

L’acétylcholine est inactivée par l’enzyme acétylcholinestérase, qui est située au niveau des synapses cholinergiques et décompose la molécule d’acétylcholine en choline et acétate. Un groupe d’inhibiteurs de l’acétylcholinestérase (médicaments anticholinestérasiques) est utilisé pour traiter la myasthénie grave, une maladie caractérisée par une faiblesse musculaire. La néostigmine et la pyridostigmine sont des médicaments qui peuvent accéder à la jonction neuromusculaire, mais ils ne peuvent pas pénétrer dans les ganglions du système nerveux autonome et ne traversent donc pas la barrière hémato-encéphalique. Par conséquent, ces agents prolongent l’action de l’acétylcholine spécifiquement au niveau de la jonction neuromusculaire.