小鼠及大鼠一次口服单剂盐酸多奈哌齐的半数致死量分别为45和32mg/kg，或分别为推荐的人用最大剂量10mg/天的225倍和160倍。在动物中观察到的与剂量相关的胆碱能兴奋症状包括：自发运动减弱、俯卧位、蹒跚步态、流泪、阵挛状惊阙、呼吸抑制、流涎、缩瞳、肌束震颤及体表温度降低。
过量使用胆碱酯酶抑制剂会引起胆碱能危象，表现为严重的恶心、呕吐、流涎、出汗、心动过缓、低血压、呼吸抑制、虚脱和惊厥。可能会有进行性肌无力，如累及呼吸肌可致死。
治疗用药过量的患者，应使用一般性支持疗法。盐酸多奈哌齐过量时，可用叔胺型抗胆碱药如阿托品作解毒剂。建议静脉给予硫酸阿托品滴定至起效：首剂静脉给1.0mg～2.0mg，然后根据临床表现给药。有报道合用其它拟胆碱药，如与季胺型抗胆碱药格隆溴胺(Glycopyrrolate)合并用药时，血压和心率反应不明显。尚不清楚盐酸多奈哌齐和/或其代谢物能否由透析清除(血液透析、腹膜透析或血液过滤)。
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