La liberazione dell'acetilcolina è regolata da alcuni mediatori, tra cui l'acetilcolina stessa, che agiscono sui recettori presinaptici. I recettori inibitori di tipo M2, presenti nelle terminazioni nervose parasimpatiche postgangliari, partecipano all'autoinibizione della liberazione dell'acetilcolina; anche altri mediatori, come ad esempio la noradrenalina, inibiscono il rilascio di acetilcolina. D'altro canto, si ritiene che nella giunzione neuromuscolare i "recettori nicotinici presinaptici siano in grado di facilitare la liberazione dell'acetilcolina", un meccanismo che può consentire alla sinapsi di funzionare durante attività prolungate di elevata frequenza.