Acetylkolin (ACh) var den första molekyl som identifierades som neurotransmittor. De kolinerga och kolinoceptiva områdena, både i det centrala och perifera nervsystemet, har dokumenterats väl. Acetylkolin har beskrivits styra cellproliferationen under embryogenesen samt neuronernas och gliacellernas överlevnad och differentiering. I vuxen ålder finns acetylkolin och dess receptorer i många andra vävnader än i nervsystemet. På senare tid har nya fysiologiska roller i neuronala och icke-neuronala vävnader föreslagits för ACh, liksom dess möjliga inblandning i olika patologier. Förändrade nivåer av ACh eller modifierat uttryck och funktion av receptorer i utvalda delar av nervsystemet har beskrivits i flera neurodegenerativa sjukdomar, t.ex. Alzheimers, Parkinsons och Huntingtons sjukdom, samt i psykiatriska sjukdomar, t.ex. schizofreni. De kognitiva, beteendemässiga och motoriska funktionsnedsättningar som kännetecknar dessa patologier är ofta kopplade till en dysfunktion i de kolinerga kretsarna. Dessutom har ACh:s medverkan som modulerare av inflammation, både i och utanför nervsystemet, lett till att dess förändrade funktioner skulle kunna utgöra ytterligare en patogenetisk mekanism som påverkar sjukdomsutfallet negativt, vilket nyligen har föreslagits för multipel skleros. Denna översikt kommer att fokusera på att identifiera det orsakssamband som kan förklara den kolinerga dysfunktionen i flera sjukdomar i nervsystemet. Dessutom kommer de möjliga terapeutiska nyheterna att diskuteras, inklusive kolinesterashämmare, muskarinagonister och -antagonister samt genetisk terapi.