La acetilcolina es un mensajero químico que transmite señales a través de las sinapsis del sistema nervioso. Fue el primer neurotransmisor identificado y sigue siendo uno de los más versátiles.

En la unión neuromuscular, desencadena la contracción muscular. En el cerebro, favorece la atención, el aprendizaje y la memoria; la pérdida progresiva de neuronas productoras de acetilcolina es un rasgo distintivo de la enfermedad de Alzheimer. En el sistema nervioso autónomo, ralentiza el ritmo cardíaco y estimula la digestión. Los distintos tipos de receptores —nicotínicos y muscarínicos— permiten que la misma molécula produzca diferentes efectos según el tejido.

Los fármacos que aumentan los niveles de acetilcolina, como los que se utilizan en el tratamiento inicial del Alzheimer, pueden mejorar levemente los síntomas cognitivos. Los fármacos que la bloquean, incluidos algunos antihistamínicos y antidepresivos, pueden causar sequedad bucal, visión borrosa y confusión mental. La toxina producida por Clostridium botulinum impide la liberación de acetilcolina y, por lo tanto, paraliza los músculos; en dosis controladas se utiliza con fines médicos y cosméticos.

La acetilcolina ilustra cómo una sola sustancia química puede servir tanto para el acto motor más simple como para las operaciones mentales más complejas.