Acetylcholine (ACh) is de eerste molecule die als neurotransmitter werd geïdentificeerd. De cholinerge en cholinoceptieve gebieden, zowel in het centrale als in het perifere zenuwstelsel, zijn goed gedocumenteerd. Van acetylcholine is bekend dat het tijdens de embryogenese de celproliferatie, de overleving en de differentiatie van neuronen en gliacellen controleert. Op volwassen leeftijd zijn acetylcholine en zijn receptoren verspreid in vele andere weefsels dan het zenuwstelsel. Meer recentelijk zijn nieuwe fysiologische rollen in neuronale en niet-neuronale weefsels voorgesteld voor ACh, alsook de mogelijke betrokkenheid ervan bij verschillende pathologieën. Veranderde niveaus van ACh of gewijzigde expressie en functie van receptoren in bepaalde delen van het zenuwstelsel zijn beschreven bij verschillende neurodegeneratieve ziekten zoals Alzheimer, Parkinson en Huntington, maar ook bij psychiatrische stoornissen zoals schizofrenie. Vaak zijn de cognitieve, gedragsmatige en motorische handicaps die deze pathologieën kenmerken gecorreleerd met disfunctie van het cholinerge circuit. Bovendien heeft de betrokkenheid van ACh als modulator van de ontsteking, zowel binnen als buiten het zenuwstelsel, gesuggereerd dat de veranderde functies ervan een bijkomend pathogenetisch mechanisme zouden kunnen vertegenwoordigen dat een negatieve invloed heeft op het ziekteverloop, zoals recent gesuggereerd werd bij multiple sclerose. Deze review zal zich toespitsen op het identificeren van de oorzaak/gevolg relatie die de cholinerge disfunctie in verschillende zenuwstelselaandoeningen kan verklaren. Bovendien zullen de mogelijke therapeutische nieuwigheden, waaronder cholinesterase remmers, muscarine agonisten en antagonisten, en genetische therapie worden besproken.