Trong điều kiện bình thường, cũng như các tế bào khác của cơ thể, neuron lần lượt trải qua các giai đoạn phát triển bao gồm tăng sinh, biệt hoá thành các tế bào trưởng thành, hoá già rồi chết. Tất cả các giai đoạn này đều được kiểm soát bởi một hệ thống gen điều khiển nằm trong nhân tế bào sao cho luôn có sự cân bằng giữa quá trình sinh ra và chết đi để đảm bảo sự hằng định của nội môi. Thuật ngữ apoptosis bắt nguồn từ tiếng Hy Lạp là lá rụng mùa thu nhằm ví sự chết đi của tế bào giống như một hiện tượng tự nhiên của sự sống. Cuộc sống của tế bào chấm dứt tại một thời điểm nào đó đều được thực hiện dưới sự điểu khiển của một chương trình có sẵn trong bộ gen hay còn gọi là chết theo chương trình, tế bào tự chết chứ không phải bị giết hại bởi những yếu tố ngoại lai khác như hiện tượng tế bào hoại tử trong quá trình viêm (bảng 3)
Bảng 3. Sự khác nhau giữa chết theo chương trình và chết do hoại tử
Apoptosis Hoại tử
Vị trí Bản thân từng tế bào bên
trong mỗi một tổ chức
Một nhóm tế bào khu trú trong một mô
Đáp ứng với viêm Không Có
Nhân Đứt gãy ADN, cô đăc bào
tương
Các cơ quan trong bào tương
Bình thường Bất thường vể hình thái
Màng tế bào Toàn vẹn Phá huỷ cấu trúc
Chết theo chương trình có vai trò điều khiển số lượng và chất lượng của các tế bào trong cùng một cơ quan. Khi có một sự sai sót trong quá trình sao chép gen hay tổn thương trực tiếp ADN, lập tức protein p53 (trọng lượng phân tử là 53 kD) được hoạt hoá có tác dụng ngừng quá trình phân bào lại để sửa chữa thương tổn. Nếu thương tốn không được sửa chữa thì chính p53 hướng tế bào đi đến chết theo chương trình. Đột biến p53 làm tế bào mang ADN bất thường không được sửa chữa, sự sai sót về cấu trúc tiếp tục chuyển sang những kỳ phân bào sau. Khi đó, tăng sinh và phát triển của tế bào lạ sẽ là cơ sơ hình thành những khối u. Một số yếu tố từ bên ngoài tế bào (hormon, chemokin, yếu tố hướng thần kinh và một số thuốc v.v.) có thể hoạt hoá chết theo chương trình thông qua việc hoạt hoá các receptor khởi phát tín hiệu gây chết theo chương trình (thuộc họ Fas receptor). Tín hiệu này hoạt hoá “vùng gây chết” (death domain) trên receptor kéo theo hoạt động của một chuỗi enzym (nhóm caspase). Một số bệnh lý thần kinh có liên quan đến chết theo chương trình là bệnh Alzheimer, Creutfeld - Jacob, Parkinson, thiếu máu não và một số thể động kinh. Cơ chế có thể do các yếu tố bệnh lý hoạt hóa các receptor chết theo chương trình, vắng mặt các yếu tố thần kinh và nhiễm độc tế bào v.v.
Bên cạnh các yếu tố gây chết theo chương trình, neuron còn tạo ra một số yếu tố chống lại hiện tượng chết theo chương trình, ví dụ Bcl-2 (B cell lymphoma - một gen được tìm thấy trong u tế bào lympho B). Khi các Bcl-2 giảm sẽ tạo điều kiện hoạt hoá chết theo chương trình.