L’acetilcolina (ACh) è stata la prima molecola ad essere identificata come neurotrasmettitore. Le aree colinergiche e colinocettive, sia nel sistema nervoso centrale che periferico, sono state ben documentate. L’acetilcolina è stata descritta per controllare, durante l’embriogenesi, la proliferazione cellulare così come la sopravvivenza e la differenziazione delle cellule neuronali e gliali. Nell’adulto, l’acetilcolina e i suoi recettori sono distribuiti in molti tessuti diversi dal sistema nervoso. Più recentemente, nuovi ruoli fisiologici nei tessuti neuronali e non neuronali sono stati proposti per ACh così come il suo possibile coinvolgimento in diverse patologie. Livelli alterati di ACh o espressione e funzione modificata dei recettori, in aree selezionate del sistema nervoso, sono stati descritti in diverse malattie neurodegenerative come Alzheimer, Parkinson e Huntington, nonché in disturbi psichiatrici come la schizofrenia. Spesso le disabilità cognitive, comportamentali e motorie proprie che caratterizzano queste patologie sono correlate alla disfunzione dei circuiti colinergici. Inoltre il coinvolgimento di ACh come modulatore dell’infiammazione, dentro e fuori il sistema nervoso, ha suggerito che le sue funzioni alterate potrebbero rappresentare un ulteriore meccanismo patogenetico che influenza negativamente l’esito della malattia come recentemente suggerito nella sclerosi multipla. La presente revisione si concentrerà sull’identificazione della relazione causa/effetto che può spiegare la disfunzione colinergica in diversi disturbi del sistema nervoso. Inoltre saranno discusse le possibili novità terapeutiche, tra cui gli inibitori della colinesterasi, gli agonisti e gli antagonisti muscarinici, e la terapia genetica.