乙酰胆碱作为化学突触递质的发现简史
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化学突触传递是神经信号传递的主要形式。乙酰胆碱是人体内分布最广泛的神经化学物质，通常由胆碱能神经细胞利用胆碱和乙酸盐在辅酶A和胆碱乙酰化酶作用下形成。合成后的乙酰胆碱最后储存在神经细胞突触囊泡内，当神经冲动传播到神经末梢时， 末梢以胞吐囊泡方式“量子释放”乙酰胆碱，作用于突触后膜相应的受体，引起兴奋或抑制性反应。然而，乙酰胆碱作为化学突触递质的发现却有着曲折的过程。
1867年，乙酰胆碱首次合成成功，但人们并不清楚生物体内天然含有该物质。1904年，来自伦敦的亨利・哈雷・戴尔接受了一个为制药厂商工作的机会。也正是这次机会，戴尔及其实验室的科研人员充分地接触和认识了麦角碱（寄生于大麦及其他谷类穗中的麦角菌菌核所含多种生物碱的总称），并先后分离出了麦角毒碱（早期的肾上腺素受体阻滞剂）、组胺、酪胺和乙酰胆碱等物质。乙酰胆碱的分离可谓是一次“幸运的事故”，因为它是在分离麦角碱时作为一种罕见的污染物被发现的。随后，研究人员集中探究了乙酰胆碱的生物学效应。经过深入研究发现，这一物质具有两种相反的生物学效应：一种称为“毒蕈碱”样效应，也就是该物质在外周能够模拟兴奋副交感神经的生物学效应；另一种生物学效应，即“烟碱”样效应，也就是类似与烟碱作用肌肉及植物性神经节引起的肌肉兴奋性效应。
1909年，在德接受医学教育的犹太人奥托・勒维被奥地利格拉茨大学聘为药理学教授，主要利用青蛙离体心脏进行心脏药理学领域的研究。奥托・勒维早年在英国留学期间受到一些前辈关于神经传递物质观点的启发，一直渴望能用试验证明神经传递是通过化学物质实现的这个想法。1921年复活节前夜，奥托・勒维反复做一个梦，醒来他按照梦中提示开展实验，结果就有了重大的发现。这个实验就是著名的生理学经典的双蛙心灌流实验。他取出两只青蛙的心脏，一个连着迷走神经，另一个切断迷走神经。用导管将动脉与静脉连接起来，充“任氏液”进行灌流，形成体外循环。当刺激迷走神经时，与之相连的心脏跳动受到抑制；同时将流经该心脏的“任氏液”灌流切断迷走神经的另一只青蛙心脏时，其跳动也受到明显抑制。很明显切断迷走神经的青蛙心脏受到的抑制效应，应该是来自溶于灌流溶液中的某种化学物质。奥托・勒维推测这种化学物质可能是迷走神经末梢释放的。这个实验进一步支持迷走神经不是通过“电传递”影响心脏，而是通过“化学传递”影响心脏功能的观点。他的这个结论奠定了神经兴奋化学传递学说的实验基础。
然而，这种化学物质到底是什么却并不清楚，奥托・勒维称之为迷走神经素。为探究迷走神经素，奥托・勒维和他的同事做了大量的研究工作。他们发现非常低浓度的乙酰胆碱可极大地抑制心跳；向心脏内加入可抑制酯酶活性的毒扁豆碱，可明显加强外源乙酰胆碱对心脏的抑制效应。这一结果提示心脏可能拥有内源性的水解乙酰胆碱的酯酶，后来他们称之为胆碱酯酶。于是他们推测：迷走神经素应该是一种胆碱，能被酯酶快速水解，但并不能确认是乙酰胆碱，因为当时还不知道动物体内含有天然的乙酰胆碱。
当时，戴尔也一直在孜孜不倦探究从动物体内分离天然的乙酰胆碱，但一直苦于没有找到有效的办法。经过多年的摸索，他认为，乙酰胆碱之所以不能被分离，可能就是因为其“短命”，一旦分泌很快就被酯酶分解。1929年，这项工作终于有了突破，戴尔和化学家Dudley发现在马和牛的脾脏内有着很高浓度的乙酰胆碱，说明它是动物体内天然的组成成分。
1930年，戴尔实验室的Mathes证明血液中的乙酰胆碱是被酯酶分解的，但这种酶的作用可以被毒扁豆碱抑制。1934年，戴尔与从德国逃难来的Fedberg一起首次对用毒扁豆碱处理的水蛭肌肉标本进行实验，刺激支配胃的迷走神经，在静脉血中检测到乙酰胆碱。同样，刺激内脏神经，乙酰胆碱也出现在肾上腺髓质。后来，他们刺激猫的坐骨神经，在其支配的腓肠肌静脉血管中也收集到了乙酰胆碱；直接刺激肌肉可获得同样的结果，剪断神经支配则不行，但注射乙酰胆碱可模拟刺激效应。这说明乙酰胆碱是由神经末梢释放并传递给肌肉。实验期间，戴尔及其同事还陆续证明乙酰胆碱是自主神经节神经元与神经元之间的信号传递分子，并引进“胆碱能”和“肾上腺素能”等概念，为后来多种多样的神经递质的发现奠定了理论基础。
1936年，奥托・勒维和戴尔因证明乙酰胆碱是神经冲动的化学递质而获得诺贝尔生理学或医学奖。
1937年，布朗发现给去神经支配的肌肉动脉注射乙酰胆碱，可引起肌肉快速收缩，并可在肌肉上记录到动作电位的发放。20世纪50年代以后，随着乙酰胆碱受体的发现与克隆以及有关离子学说得到科学实验的验证，化学突触传递的分子机制得到了完美的解释。
随着研究的深入，乙酰胆碱的生理功能愈来愈多地被揭示。除了作为重要的神经递质，乙酰胆碱对植物的代谢、生长、发育都有着重要的调控作用。在人体，乙酰胆碱更是广泛参与了骨骼肌运动、内脏活动、腺体分泌、感觉、学习记忆与思维等活动的控制和调节。人体内乙酰胆碱分泌不足或作用受阻，将引起多种疾病。阿尔兹海默病（老年痴呆）大脑基底前脑胆碱能神经元退化损伤，导致乙酰胆碱分泌不足，是引起相应病症的重要原因。目前治疗该疾病的临床药物多是乙酰胆碱酯酶的抑制剂或前膜摄取乙酰胆碱转运蛋白的抑制剂，目的是延长乙酰胆碱的作用时效，以缓解疾病的临床表现。
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