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乙酰胆碱(acetylcholine，ACh)是第一个被发现的脑内神经递质。由于至今仍缺乏高灵敏的检测脑内ACh的方法，对脑内ACh的认识远落后于单胺类递质。
（一）中枢乙酰胆碱能通路
脑内ACh的合成、贮存、释放、与受体相互作用及其灭活等突触传递过程与外周胆碱能神经元相 同。脑内的胆碱能神经元分布上存在两种类型：①局部分布的中间神经元，参与局部神经回路的组成。在纹状体、隔核、伏隔核、嗅结节等神经核团均存有较多的胆碱能中间神经元，尤以纹状体最多；
②胆碱能投射神经元，这些神经元在脑内分布较集中，分别组成胆碱能基底前脑复合体和胆碱能脑桥－中脑被盖复合体。阿尔茨海默病的病理改变中，基底前脑复合体胆碱能神经元明显丢失是突出的病理特征之一。
（二）脑内乙酰胆碱受体
绝大多数脑内胆碱能受体是M受体，N受体仅占不到10%。脑内的M或N受体的药理特性与外周相似。M受体属G蛋白偶联受体，由单一肽链组成，含有7个跨膜区段。目前已经发现5种不同亚型的M受体(M1-M5)，其中Ml、M3和M5通过G蛋白和磷脂酶C与膜磷脂酰肌醇水解偶联，IP3和DG是它们的第二信使分子，M2和M4亚型受体亦通过G蛋白，抑制腺苷酸环化酶而降低胞内cAMP，或作用于离子通道，在不同组织细胞，M2和M4受体与G蛋白可偶联不同的第二信使系统，引起生物学效应。阿托品、东莨菪碱等目前常用的M受体阻断药与上述亚型受体均有相似的亲和力。M受体在脑内分布广泛，密度较高的脑区包括大脑皮质、海马、纹状体、伏隔核、隔核、缰核、脚间核、上丘、下丘和顶盖前区等。脑内以M1受体为主，占M受体总数的50%～80%。
有关脑内N受体的药理特性和功能目前所知甚少。目前，采用基因克隆与重组等分子生物学技术，脑内N受体的研究才有较大的进展。中枢N受体属于配体门控受体离子通道的大家族。受体被激动后可开放受体离子通道，增加Na+、K+和Ca2+的通透性，引起膜去极化，产生突触后兴奋效应。
（三）中枢乙酰胆碱的功能
中枢ACh主要涉及觉醒、学习、记忆和运动调节。脑干的上行激动系统包含胆碱能纤维，该系统 的激活对于维持觉醒状态发挥重要作用。学习、记忆功能障碍是老年性痴呆的突出症状，病理研究显 示梅奈特(Meynert)基底核胆碱能神经元明显减少，神经元丢失的程度与学习记忆障碍的程度密切相 关。目前临床使用的治疗阿尔茨海默病药物大多是中枢拟胆碱药。
纹状体是人类调节锥体外系运动的最高级中枢。ACh与多巴胺两系统功能间的平衡失调则会导致严重的神经系统疾患。如多巴胺系统功能低下使ACh系统功能相对亢进，可出现帕金森病的症 状；相反，则出现亨廷顿(Huntington)舞蹈病的症状。治疗前者可使用M受体阻断药，后者可使用M 受体激动药。
