Las excitotoxinas como NMDA y ácido kaínico que se unen a estos receptores, así como niveles patológicamente altos de glutamato, pueden causar excitotoxicidad al permitir que altos niveles de iones de calcio ingresen a la célula.

la entrada de Ca ++ en las células activa una serie de enzimas, incluidas las fosfolipasas, las endonucleasas y las proteasas como la calpaína.

Estas enzimas continúan dañando las estructuras celulares, como los componentes del citoesqueleto, la membrana y el ADN.

La excitotoxicidad puede estar involucrada en derrames cerebrales, lesiones cerebrales traumáticas y enfermedades neurodegenerativas del sistema nervioso central SNC como esclerosis múltiple, enfermedad de Alzheimer, esclerosis lateral amiotrófica ELA, fibromialgia, enfermedad de Parkinson y enfermedad de Huntington.

Otras condiciones comunes que causan concentraciones excesivas de glutamato alrededor de las neuronas son la hipoglucemia y el estado epiléptico.