Anticholinesterase, eines von mehreren Medikamenten, die die Zerstörung des Neurotransmitters Acetylcholin durch das Enzym Acetylcholinesterase im Nervensystem verhindern. Acetylcholin dient der Übertragung von Nervenimpulsen innerhalb des parasympathischen Nervensystems, d. h. des Teils des autonomen Nervensystems, der die Sekretion anregt, die glatte Muskulatur kontrahiert und die Blutgefäße erweitert. Indem Anticholinesterase die Zerstörung von Acetylcholin verhindert, ermöglicht sie, dass sich hohe Konzentrationen dieses Neurotransmitters an den Orten seiner Wirkung aufbauen, wodurch das parasympathische Nervensystem stimuliert wird, was wiederum die Herztätigkeit verlangsamt, den Blutdruck senkt, die Sekretion erhöht und die Kontraktion der glatten Muskeln induziert.
Physostigmin und Neostigmin gehören zu den wichtigsten Anticholinesterasen. Diese Medikamente haben nur wenige klinische Anwendungen, hauptsächlich zur Verstärkung von Magen- und Darmkontraktionen (bei der Behandlung von Obstruktionen des Verdauungstrakts) und zur Verstärkung von Muskelkontraktionen im Allgemeinen (bei der Behandlung von Myasthenia gravis). Anticholinesterase-Medikamente, die in der Klinik in größerem Umfang eingesetzt werden, sind solche, die die Acetylcholinesterase im Gehirn hemmen. Die nützlichste Anwendung solcher Wirkstoffe ist die Behandlung der Alzheimer-Krankheit, bei der eine verminderte Übertragung von Acetylcholin zur Neuropathologie der Krankheit beiträgt. Wenn der Abbau von Acetylcholin gehemmt wird, kann der Spiegel des Neurotransmitters wieder nahezu normal werden, und die Degeneration der Neuronen – und damit der Abbau der kognitiven Fähigkeiten – wird verlangsamt. Zu den Wirkstoffen, die für diesen Zweck entwickelt wurden, gehören Donepezil, Tacrin und Galantamin. Allerdings haben die potenziell gefährlichen Nebenwirkungen dieser Medikamente ihren Einsatz eingeschränkt. Zum Beispiel hat die von Tacrin verursachte Lebertoxizität seine Verfügbarkeit auf Rezept eingeschränkt. Darüber hinaus wurde festgestellt, dass Donepezil, das unter dem Namen Aricept vermarktet wird, zwar einigen Personen mit früh einsetzender Alzheimer-Krankheit geringfügig hilft, sein Einsatz ist jedoch in erster Linie auf Personen im Spätstadium der Krankheit beschränkt, bei denen der Nutzen die Risiken der Nebenwirkungen überwiegt.
Viele Anticholinesterasen sind bei Verabreichung in hohen Dosen stark toxisch und erzielen ihre Wirkung durch eine kontinuierliche Stimulation des parasympathischen Nervensystems. Parathion und Malathion sind daher hochwirksame landwirtschaftliche Insektizide, während Sarin, Tabun und Soman Nervengase sind, die für den Einsatz in der chemischen Kriegsführung entwickelt wurden, um Übelkeit, Erbrechen, Krämpfe und Tod beim Menschen hervorzurufen.