大量研究表明阿爾茨海默病伴有腦內多種神經遞質的紊亂,目前認為與阿爾茨海默病發病有關的神經遞質系統有:乙酰膽堿系統,單胺系統,氨基酸以及神經肽類,其中乙酰膽堿的減少最為突出。
膽堿能系統功能缺陷和阿爾茨海默病密切相關,阿爾茨海默病腦內相關部位的膽堿能神經元明顯減少,腦皮質的乙酰膽堿主要來自于基底節,皮質膽堿能投射系統。
研究發現在阿爾茨海默病患者當中大腦皮質以及海馬中膽堿乙酰化酶,乙酰膽堿脂酶活性降低,而膽堿乙酰化酶是乙酰膽堿生物合成酶,它的活性下降表明乙酰膽堿合成不足,乙酰膽堿活性不足是阿爾茨海默病早期異常表現,也可能是病人記憶減退的一個主要原因。