突觸小泡中的乙酰膽堿是興奮傳遞的化學物質。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,在一定情況下小泡內的乙酰膽堿可以釋放入接頭間隙,釋放時小泡內的物質全部進入間隙,稱為量子式釋放。在神經纖維處于安靜狀態(tài)時,僅有少數(shù)小泡隨機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,不會產生肌細胞的興奮。但當神經纖維有沖動抵達末梢時,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的負電荷,從而使小泡易于向前膜移動而融合。在Ca2 的作用下,導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。足量的乙酰膽堿擴散到終板膜表面,和該膜上的特殊受體結合。這種受體是膜上的特殊蛋白質,由兩部分組成:一部分可與乙酰膽堿結合,另一部分是離子通道。當受體未與乙酰膽堿結合時,通道處于關閉狀態(tài);而當受體與乙酰膽堿結合時,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,它是化學依從式通道;即它是在化學信號(如乙酰膽堿)與受體結合時才改變其功能狀態(tài)的,亦即通道從關閉狀態(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。當肌膜去極化達到閾電位水平時,就引發(fā)肌膜的動作電位,此動作電位隨即向整個肌細胞膜進行“全或無”式的傳導,從而完成了神經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,以便使下一個神經沖動到來時再發(fā)生新的神經肌接頭傳遞。