La liberazione dell'ACh determinata dall'impulso nervoso implica l'ingresso nella terminazione nervosa di ioni calcio; l'aumento di calcio intracellulare stimola l'esocitosi e aumenta la liberazione di quantità di neurotrasmettitore. Agenti in grado di inibire l'ingresso di Ca++ comprendono gli ioni Mg++ e vari antibiotici aminoglicosidici (streptomicina e neomicina). Due potenti neurotossine, la tossina botulinica e la β-bungarotossina, inibiscono in maniera specifica la liberazione dell'ACh. L'avvelenamento indotto dalla tossina botulinica causa la progressiva paralisi del sistema parasimpatico e del sistema motorio, ed è caratterizzato da secchezza delle fauci, offuscamento della visione e difficoltà nella deglutizione, seguiti da progressiva paralisi respiratoria.