神经系统中的作用
乙酰胆碱是一种重要的神经递质，在中枢神经系统和外周神经系统中都发挥着关键作用。在中枢神经系统，它参与多种生理功能的调节，例如学习、记忆等过程。有研究表明，在大脑的海马体区域，乙酰胆碱能影响神经元的活动，进而对学习和记忆相关的神经环路产生作用。在外周神经系统，自主神经系统的节前纤维、大多数副交感节后纤维、少数交感节后纤维（支配汗腺和骨骼肌血管的）都以乙酰胆碱为递质。当乙酰胆碱作用于副交感神经节后纤维支配的效应器细胞时，可引起心脏活动抑制，支气管平滑肌、胃肠道平滑肌、膀胱逼尿肌、瞳孔括约肌收缩等。
对肌肉收缩的影响
运动神经末梢释放的乙酰胆碱是引起骨骼肌收缩的重要神经递质。运动神经元发出的神经冲动到达神经-肌肉接头时，会释放乙酰胆碱，乙酰胆碱与骨骼肌终板膜上的乙酰胆碱受体结合，引起终板膜去极化，产生终板电位，进而引发肌细胞的动作电位，最终导致肌肉收缩。例如，在正常的运动反射中，从大脑发出的指令通过神经传导到达肌肉，依赖乙酰胆碱的传递来实现肌肉的有序收缩。
对心血管系统的作用
在心血管系统中，乙酰胆碱可通过作用于心肌细胞膜上的M受体，引起心肌收缩力减弱，心率减慢，传导速度减慢等。这是因为乙酰胆碱与心肌M受体结合后，通过一系列信号转导机制，影响心肌细胞的离子通道，改变离子的跨膜流动，从而对心脏的电活动和机械活动产生抑制作用。例如，在一些病理状态下，如迷走神经兴奋时，释放的乙酰胆碱增多，可导致心率明显减慢。
对内分泌系统的影响
乙酰胆碱还参与对内分泌系统的调节。它可以影响垂体前叶激素的分泌，例如对促肾上腺皮质激素、生长激素等的分泌有一定的调节作用。其具体机制可能是通过作用于下丘脑-垂体轴相关的神经内分泌细胞，影响激素的释放激素或释放抑制激素的分泌，进而调控垂体前叶激素的分泌。
对于儿童群体，由于神经系统仍在发育中，乙酰胆碱相关的神经调节功能尚不完善，在一些疾病状态下，如神经系统发育异常或感染等情况，乙酰胆碱的异常可能会导致神经系统功能紊乱等问题，需要密切关注。对于老年人，随着年龄增长，神经系统功能逐渐衰退，乙酰胆碱相关的神经递质系统也可能出现变化，例如胆碱能神经元功能减退等，可能会影响认知功能、心血管调节等多方面的功能，在疾病诊治时需要考虑到这些生理变化对乙酰胆碱作用的影响。在有神经系统疾病病史的患者中，如阿尔茨海默病患者，存在胆碱能神经元变性丢失，脑内乙酰胆碱含量显著降低，导致认知功能障碍等症状，此时乙酰胆碱相关的病理生理改变是疾病的重要特征之一，在临床诊断和治疗中需要围绕乙酰胆碱相关的神经递质变化来进行评估和干预，但要遵循非药物干预优先等原则，在药物使用上也需谨慎考虑对乙酰胆碱系统的影响。