凋亡（apoptpsis）是細胞的一種受調控形式的自毀過程，存在于多種生理條件 下，如正常的細胞更替，激素誘導的組織萎縮和胚胎發生。處于凋亡過程的細胞變現出染色體DNA破碎和形態特征的改變，如胞體驟減，胞核聚縮和破碎，包含圍膜濃縮染色體碎片和完整細胞器的凋亡小體的形成。凋亡過程的另一特征性變化來自核酸內切酶的作用，即具有轉錄活性的核DNA（而非線粒體DNA）被水解成200bp（堿基對）的染色質碎片，從而在凝膠電脈中形成梯度變化。
DNA鏈的斷裂是膽堿缺乏的早期表現，DNA損傷對凋亡細胞形態學變化有重要作用，將鼠肝細胞置于缺乏當膽堿的培養基中可使之凋亡，同時，膽堿缺乏對神經細胞也是一種潛在的凋亡誘導因素。
膽堿缺乏導致的凋亡是由于膽堿組分的缺乏造成的，還是由于甲基基團供應缺乏造成的呢？膽堿缺乏和甲基缺乏常被看作一回事，因為膽堿缺乏減少了甲基的供應。但是以甜菜堿、蛋氨酸、葉酸或維生素B12提供甲基并不能避免肝細胞由膽堿缺乏所誘導的凋亡，因此，可以看出膽堿對調控細胞凋亡具有其他甲基供體所不能替代的重要的特異性功能。