突觸小泡中的乙酰膽堿是興奮傳遞的化學(xué)物質(zhì)。乙酰膽堿是在軸漿中合成的，合成后由小泡攝取并貯存在小泡內(nèi)，在一定情況下小泡內(nèi)的乙酰膽堿可以釋放入接頭間隙，釋放時小泡內(nèi)的物質(zhì)全部進(jìn)入間隙，稱為量子式釋放。在神經(jīng)纖維處于安靜狀態(tài)時，僅有少數(shù)小泡隨機(jī)地與接頭前膜接觸融合，通過出胞作用將小泡中的乙酰膽堿釋放入間隙；由于釋放的乙酰膽堿量很少，對接頭后膜只引起微弱的去極化作用，不會產(chǎn)生肌細(xì)胞的興奮。但當(dāng)神經(jīng)纖維有沖動抵達(dá)末梢時，在動作電位去極化的影響下末梢膜的Ca2 通道開放，造成Ca2 的內(nèi)流。Ca2 可能具有兩方面作用，一方面使軸漿的粘滯性減小，另一方面可中和接頭前膜內(nèi)的負(fù)電荷，從而使小泡易于向前膜移動而融合。在Ca2 的作用下，導(dǎo)致較大量的小泡移向前膜并接觸融合，發(fā)生出泡作用并向間隙釋放出足夠量的乙酰膽堿。足量的乙酰膽堿擴(kuò)散到終板膜表面，和該膜上的特殊受體結(jié)合。這種受體是膜上的特殊蛋白質(zhì)，由兩部分組成：一部分可與乙酰膽堿結(jié)合，另一部分是離子通道。當(dāng)受體未與乙酰膽堿結(jié)合時，通道處于關(guān)閉狀態(tài)；而當(dāng)受體與乙酰膽堿結(jié)合時，通道即行開放，使終板膜對K 、Na 、Cl-通透性增加（主要是Na 通透性增加），造成終板膜較大程度的去極化，形成終板電位。這種通道與前述的電壓依從式通道不同，它是化學(xué)依從式通道；即它是在化學(xué)信號（如乙酰膽堿）與受體結(jié)合時才改變其功能狀態(tài)的，亦即通道從關(guān)閉狀態(tài)改變成開放狀態(tài)，離子通透性從而增加。終板電位是局部興奮，它只能以電緊張的方式影響其周圍的肌膜，使肌膜也發(fā)生去極化。當(dāng)肌膜去極化達(dá)到閾電位水平時，就引發(fā)肌膜的動作電位，此動作電位隨即向整個肌細(xì)胞膜進(jìn)行“全或無”式的傳導(dǎo)，從而完成了神經(jīng)肌接頭興奮傳遞的全過程。乙酰膽堿在完成傳遞作用后，將被終板膜上的膽堿酯酶水解而失活，終極電位也就消失，以便使下一個神經(jīng)沖動到來時再發(fā)生新的神經(jīng)肌接頭傳遞。