Natomiast DAG aktywuje kinazę C, wyzwalając kaskadę aktywującą szereg białek. M2 i M4 – aktywują one białka typu Gi, które hamują aktywność cyklazy adenylowej. Spadek cAMP powoduje zwiększenie przewodzenia przez kanały K+ i w konsekwencji hiperpolaryzację komórki. Hamuje to przewodnictwo przez kanały wapniowe zależne od potencjału. Pobudzenie receptorów muskarynowych może również aktywować kaskadę przemian kwasu arachidonowego oraz aktywować cyklazę guanylową.
Efekt działania M1 − depolaryzacja w zwojach układu autonomicznego i pobudzenie ośrodkowego układu nerwowego (przypuszczalny wpływ na procesy zapamiętywania), skurcz mięśni gładkich przewodu pokarmowego oraz wzrost wydzielania soku żołądkowego M2 − skrócenie trwania potencjału czynnościowego oraz ujemny efekt dromotropowy (zwolnienie przewodzenia) M3 − zwiększenie wydzielania gruczołów (np. ślinianek, gruczołów potowych lub oskrzelowych), skurcz mięśni gładkich przy równoczesnym wzroście wydzielania tlenku azotu(II), który w efekcie powoduje rozszerzenie naczyń. Rola receptorów M4 i M5 jest niepewna.