Ингибиторы холинэстеразы обратимо или необратимо уменьшают активность ацетилхолинэстеразы в холинергических синапсах, вызывают накопление в синаптической щели ацетилхолина, усиливают и пролонгируют его действие на м- и н-холинорецепторы. Ингибиторы холинэстеразы также уменьшают активность бутирилхолинэстеразы (псевдохолинэстеразы) плазмы.
Ацетилхолинэстераза в миллионы раз ускоряет спонтанный щелочной гидролиз ацетилхолина. Одна молекула фермента за 1 мин гидролизует 6х105 молекул ацетилхолина. Ацетилхолинэстераза имеет два активных центра: анионный и эстеразный. Анионный центр образован карбоксильной группой остатка глутаминовой кислоты, эстеразный - имидазольным кольцом остатка гистидина и гидроксильной группой остатка серина. Катионная головка аце-тилхолина устанавливает с анионным центром ацетилхолинэстеразы ионную связь, что обеспечивает распознавание медиатора ферментом. Карбонильный углерод ацетилхолина связывается с гидроксил-радикалом эстеразного центра. На втором этапе образуются ацетилированный фермент и свободный холин, затем холинэстераза освождается от ацетила и восстанавливает активность.
В холинергических синапсах находится избыток ацетилхолинэстеразы, поэтому усиление холинергической передачи наступает только при ингибирова-нии 80-90% молекул фермента.
Первый ингибитор холинэстеразы - алкалоид физостигмин (эзерин) - был в 1864 г. выделен из калабарских бобов (Faba calabarica). Калабарские бобы - высушенные спелые плоды древовидного кустарника физостигмы ядовитой (Physostigma venenosum), произрастающей на берегах рек Западной Африки (Кала-бар - порт в Нигерии). Местные жители использовали бобы для шаманского суда («судилищные бобы»). В Европу калабарские бобы привез офицер английских колониальных войск в Африке Эдвард Даниэль в 1840 г. (впоследствии он стал профессором медицины в Эдинбургском университете). В 1872 г. установлена эффективность физостигмина как антидота при отравлении беленой. С 1877 г. физостигмин начали применять для лечения глаукомы. В 1932-1935 гг. для лечения миастении был предложен неостигмина метилсульфат.