有機磷農藥中毒時，代謝失常的神經遞質是乙酰膽堿。有機磷中毒以后，有機磷跟體內的膽堿酯酶結合成磷酰化膽堿酯酶，讓膽堿酯酶水解乙酰膽堿的功能喪失，出現大量的乙酰膽堿蓄積。蓄積以后，導致了神經遞質的傳遞功能障礙，出現相應的靶器官興奮性增加，出現一系列的臨床表現。興奮增加以后，出現毒蕈堿樣的癥狀。大量腺體分泌增加，包括淚腺、汗腺、肺泡腺體。而肺泡的腺體增加，主要出現呼吸困難的癥狀。還有煙堿樣癥狀，即機體的骨骼肌出現抽搐、腫脹表現，嚴重影響了呼吸肌的功能，出現呼吸肌的麻痹、呼吸衰竭。神經系統也會出現癥狀，主要表現是興奮性增加，存在躁動不安的表現。所以神經遞質的大量釋放、大量蓄積，就會導致一系列有機磷的中毒表現。