胆碱类药物作为神经递质相关药物，主要通过调节胆碱能系统发挥改善认知功能的作用。这类药物一般通过促进乙酰胆碱合成、抑制乙酰胆碱分解、增强胆碱能神经传递、保护神经元细胞以及改善脑部代谢等机制发挥作用。
1、促进乙酰胆碱合成
胆碱类药物中的胞磷胆碱等成分可作为乙酰胆碱合成前体，通过血脑屏障后被神经元摄取，直接参与乙酰胆碱的生物合成过程，从而提升脑内乙酰胆碱水平。充足的乙酰胆碱有助于维持海马体和前额叶皮层的正常功能。
2、抑制乙酰胆碱分解
多奈哌齐、卡巴拉汀等乙酰胆碱酯酶抑制剂能可逆性抑制该酶活性，减少突触间隙乙酰胆碱的水解，延长神经递质在突触间隙的作用时间。研究表明这种抑制作用可使乙酰胆碱浓度提升2-3倍。
3、增强胆碱能神经传递
加兰他敏等药物兼具乙酰胆碱酯酶抑制和烟碱型受体调节双重作用，通过增强受体对乙酰胆碱的敏感性，改善神经元间的信号传导效率。这种作用在维持注意力和工作记忆方面尤为重要。
4、保护神经元细胞
部分胆碱类药物具有抗氧化特性，能清除β淀粉样蛋白诱导产生的氧自由基，抑制神经细胞凋亡相关蛋白表达。动物实验显示可减少约30%的神经元丢失。
5、改善脑部代谢
通过激活胆碱能通路可增强脑细胞葡萄糖利用率，促进ATP生成。脑部PET成像研究证实，用药后颞顶叶等区域的葡萄糖代谢率可提升15%-20%。
此类药物需在神经科医生指导下规范使用，通常与认知训练、生活方式调整等综合干预措施联合应用。治疗期间应定期进行认知功能评估，根据个体反应调整用药方案，同时注意监测可能出现的消化道反应等副作用。