Les études comparatives de la nicotine et de la cotinine ont été réalisées par différentes approches expérimentales en particulier: i) usage de la [125I]cotinine, ii) autoradiographie comparative, iii) effets modulateur de l'administration sur le passage cérébrale et les récepteurs nicotiniques à l'acétylcholine (nAChRs) et iv) purification du récepteur de la cotinine. Les résultats ont montré i) que la métabolisation de la nicotine atténue fortement sa toxicité, ii) produit la cotinine par oxydation et la nornicotine par déméthylation. Le premier est moins actif et agit avec la nicotine par un mécanisme supra-additif, alors que le second est plus actif et agit avec la nicotine par les mêmes mécanismes. iii) l'hexaméthonium ne conférant pas de résistance à la toxicité du mélange de nicotine et de cotinine. iv) atténue son affinité pour les nAChRs et son passage dans le cerveau chez le rat vigilant, v) modifie sa modulation des nAChRs et augmente sa sélectivité pour certains nAChRs. Ainsi, la métabolisation de la nicotine oriente de façon bénéfique ses propriétés pharmacologiques