Cholín alebo jeho deriváty hrajú zásadnú úlohu v mnohých fyziologických procesoch:
- fosfolipidy, najmä fosfatidylcholín (PC), sa nachádzajú vo veľkých množstvách vo všetkých biologických membránach. Tam hrajú dôležitú úlohu vo svojej štruktúre a funkciách, ako je prenos signálov a transport látok.
- Metabolizmus a preprava lipidy a cholesterolu - Tuky a cholesterol z potravy sa prenášajú do pečeň pomocou chylomykrónov (lipoproteínové častice). Odtiaľ sa transportujú cez krv na extrahepatálne („mimo pečeň“) Tkanivá v inom type lipoproteínov (komplexy z proteíny (apolipoproteíny), cholesterolu, triglyceridya fosfolipidy) nazývané VLDL (veľmi nízke hustota lipoproteíny). PC je nevyhnutný pre správnu „výrobu“ a vylučovanie VLDL.
- Cholín má tiež veľký význam v metabolizme metylových skupín, v ktorom homocysteín môžu byť metylované (prídavok CH3 skupín) dvoma rôznymi cestami. V jednej reakcii slúži betaín, ktorý je derivátom cholínu, ako donor metylovej skupiny (donor) na metyláciu homocysteín na metionín a je prevedený na dimetylglycín prostredníctvom betaín-homocysteínmetyltransferázy. V druhej reakcii slúži 5-metyl-tetrahydrofolát ako donor metylu a vitamín B12dependentný metionín relevantným enzýmom je syntáza.
- Cholín je tiež predchodcom látky acetylcholínsa neurotransmiter (látky prenášajúce energiu, ktoré prenášajú excitáciu a nervová bunka do iných buniek pri chemickej látke synapsie). To je dôležité pre funkcie ako napr Pamäť skladovanie alebo kontrola svalov.
