Существует несколько механизмов, которые могут объяснить гибель мотонейронов при БАС. Существует так называемая концепция селективной уязвимости мотонейронов, которая объясняет почему мотонейроны могут подвергаться избирательной гибели при БАС.

Мотонейроны – это самые крупные нервные клетки в центральной нервной системе человека. Мотонейроны получают огромное количество нервных импульсов от разных отделов центральной нервной системы – они обрабатывают эти импульсы для наиболее точного выполнения произвольных движений.

Для обработки этих сигналов и передачи точного импульса по аксону длиной до 1 метра мотонейронам нужны большие затраты энергии. Передача сигнала по аксону осуществляется с помощью быстрого притока кальция в мотонейроны. Именно для того, чтобы этот приток был эффективен, в мотонейронах мало беков, которые связывают кальций.

Механизм запрограммированной гибели нервных клеток, который запускается по мере их изнашивания, называется апоптозом. В мотонейронах мало белков, которые противодействуют этому процессу.

Для того, чтобы организм функционировал правильно, мотонейроны посылают друг другу сигналы. Мотонейроны не соприкасаются друг с другом – между ними есть синапсы. Специальное химическое вещество, которое называется нейротрансмиттер, выделяется из одного (центрального) мотонейрона в синапсе, для передачи сигнала другому (периферическому). Эта аминокислота называется глутамат.

Для того, чтобы мотонейроны общались друг с другом, нужно определенное количество глутамата, но его избыток является токсичным для мотонейронов. Избыток его может появиться при функциональной перегрузке или гибели небольшого числа мотонейронов в результате сочетания каких-то генетических и внешних факторов. Существуют рецепторы глутамата - вещества, которые воспринимают его на поверхности клетки. Они бывают различных типов. На мотонейронах преобладают рецепторы такого типа, которые, взаимодействуя с глутаматом, пропускают внутрь клеток много кальция.

Избыток кальция активирует в мотонейронах ферменты, которые разрушают различные белки – составные части мотонейронов. В процессе разрушения этих белков образуется много свободных радикалов – продуктов избыточного окисления в клетке, которые приводят к разрушению других структурных элементов мотонейронов и неправильной работе генов. Это активирует механизм программированной гибели мотонейронов в результате изнашивания - апоптоз. Так запускается процесс гибели мотонейронов.