免疫细胞如杀伤细胞，通过胞吐作用释放出穿孔素（perforin）和多种丝氨酸蛋白酶，介导靶细胞凋亡，这些丝氨酸蛋白酶被称为粒酶（granzyme）。粒酶A有胰蛋白酶的活性，可以裂解Lys-X键和Arg-X键，以及粒酶B及其在大鼠淋巴细胞中的类似物。裂解素2（fragmentin 2）则可以分解Asp-X键。粒酶/裂解素的细胞作用底物仍不清楚。

1977年，Kaiser等报道，使用糖皮激素诱导细胞凋亡伴随有细胞质Ca²⁺水平的升高。随后许多实验已经证实细胞质Ca²⁺与细胞凋亡有密切关系。细胞内的Ca²⁺和蛋白质的磷酸化参与介导细胞的凋亡。细胞内Ca²⁺浓度升高，激活了Ca²⁺依赖性酶，这些酶包括核酸内切酶、需钙蛋白酶和谷氨酰胺转移酶（transglutaminase）等，它们分别导致DNA 的降解和染色质凝集﹑细胞骨架紊乱与细胞皱缩，以及胞质蛋白质交联、维持凋亡小体的完整、防止细胞内涵物外溢等。Ca²⁺也可以使蛋白酶PKC激活，引起离子通道改变、G蛋白的磷酸化和cAMP的升高等，这些变化与细胞凋亡密切相关。

McConkey等提出的钙动员的作用模式为：一是细胞内Ca²⁺库释放及胞外Ca²⁺内流，促使胞质Ca²⁺浓度持续升高，作为凋亡信号启动细胞凋亡：二是Ca²⁺的释放打破了细胞内结构的稳定，使得细胞凋亡效应系统的关键成分开始和细胞结构正常时不能接触到的基质发生接触，从而触发细胞凋亡。

凋亡时细胞核的改变与依赖钙的下列机制有关：①引起 DNA降解的核酸内切酶的激活。②染色质形态的改变以及对染色质外其他核酸切割的易感性。③基因表达的变化。