Acetylcholin là chất trung gian hoá học tại các synapes thần kinh trước hạch của hệ thần kinh tự động ( bao gồm cả giao cảm và phó giao cảm) , cũng như tại các synapes hậu hạch của thần kinh phó giao cảm và dây thần kinh giao cảm chi ph ối các tuyến mồ hôi, ở các cúc tận cùng của các dây thần kinh vận động chi phối các cơ vân, ở các điểm nối tế bào thần kinh trong não. Sau khi tác động lên các receptor đặc hiệu ở màng tế bào hậu synap, Acetylcholin sẽ bị thuỷ phân bởi acetylcholinesterse( AChE).
Phospho hữu cơ khi vào cơ thể sẽ gắn với AChE dẫn đến phosphoryl hoá và làm mất hoạt tính của ChE. Hậu quả là sự tích tụ Acetylcholin tại các synap thần kinh.Sự tích tụ này gây lên sự kích thích liên tục quá mức các receptor ở hậu synap(lúc đầu),sau đó là giai đoạn kiệt synap ở cả hệ thần kinh trung ương và thần kinh ngoại biên. Sự kích thích dẫn tới hội chứng cường cholin cấp và sự kiệt synap dẫn đến những thay đổi biểu hiện ra ngoài thành các triệu chứng bệnh cảnh NĐC PPHC. Có hai loại receptor chịu tác động của acetylcholin: muscarin( ở hậu hạch phó giao cảm)và nicotin ( ở hạch thần kinh thực vật và ở các điểm nối thần kinh cơ vân -các bản vận động). Vì vậy các triệu chứng lâm sàng rất phức tạp và tập trung thành các hội chứng bệnh lý khác nhau.
Độc tính : liều gây chết cho người lớn khác nhau tùy hợp chất : 25g đối với diadinon,60g với malathion trong khi đó chỉ từ 10 đến 300mg với parathion. LD50 của các OP cực độc thay đổi từ 1,3 mg/kg(Tebupirimfos), 7mg/kg(Phosphamidon và chlomephos) đến 15mg với Fenamiphos, 13mg/kg với Parathion. Một số loại PPHC có độc tính cao thường gặp ở Việt nam là: Methamidophos(Monitor) - LD50 = 30 mg/kg, Methidathion- LD50 = 25 mg/kg, Monocrotophos - LD50 = 14mg/kg...