Cholin nebo jeho odvozené sloučeniny hrají zásadní roli v mnoha fyziologických procesech:
- Fosfolipidy, zejména fosfatidylcholin (PC), se nacházejí ve velkém množství ve všech biologických membránách. Zde hrají důležitou roli ve své struktuře a funkcích, jako je přenos signálů a transport látek.
- Metabolismus a transport lipidy a cholesterolu - Tuky a cholesterol z potravin jsou transportovány do játra pomocí chylomykronů (lipoproteinových částic). Odtud jsou přepravovány přes krev na extrahepatální („mimo játra“) Tkáně v jiném typu lipoproteinů (komplexy o Proteinů (apolipoproteiny), cholesterolu, triglyceridů, a Fosfolipidy) s názvem VLDL (velmi nízké hustota lipoproteiny). PC je nezbytný pro správnou „výrobu“ a sekreci VLDL.
- Cholin má také velký význam v metabolismu methylových skupin homocystein mohou být methylovány (přidání skupin CH3) dvěma různými cestami. V jedné reakci slouží betain, který je derivátem cholinu, jako donor metylové skupiny (donor) pro methylaci homocystein na methionin a je převeden na dimethylglycin přes betain-homocystein methyltransferázu. Ve druhé reakci slouží 5-methyl-tetrahydrofolát jako donor methylu a vitamin B12-závislý methionin syntáza je relevantní enzym.
- Cholin je také předchůdcem acetylcholin, je neurotransmiter (poselské látky, které přenášejí buzení a nervová buňka do jiných buněk při chemické látce synapsy). To je důležité pro funkce jako paměť skladování nebo ovládání svalů.
