细胞外化学信号有可溶性和膜结合性两种形式

• 可溶性信号：游离状态进行传递
  • 可溶性信号分子作为游离分子在细胞间传递
  • 根据其溶解特性分为脂溶性化学信号和水溶性化学信号两大类
  • 根据其在体内的作用距离,则可分为内分泌信号、旁分泌信号和神经递质三大类
  • 有些旁分泌信号还作用于发出信号的细胞自身,称为自分泌
• 膜结合性信号
  • 膜结合性信号分子需要细胞间接触才能传递信号
  • 相邻细胞可通过膜表面分子的特异性识别和相互作用而传递信号
  • 当细胞通过膜表面分子发出信号时,相应的分子即为膜结合性信号分子,而在靶细胞表面存在与之特异性结合的分子,通过这种分子间的相互作用而接收信号,并将信号传入靶细胞内
  • 相邻细胞间黏附因子的相互作用、T淋巴细胞与B淋巴细胞表面分子的相互作用

细胞经由特异性受体接收细胞外信号

• 受体有细胞内受体和膜受体两种类型
  • 细胞内受体：包括位于细胞质或胞核内的受体，其相应配体是脂溶性信号分子，如类固醇激素、甲状腺激素、维甲酸等
  • 膜受体：水溶性信号分子和膜结合性信号分子(如生长因子、细胞因子、水溶性激素分子、黏附分子等)
• 受体的作用
  • 识别外源信号分子并与之结合
  • 转换配体信号,使之成为细胞内分子可识别的信号,并传递至其他分子引起细胞应答
• 受体结合配体并转换信号
  • 细胞内受体
    • 细胞内受体能够直接传递信号或通过特定的途径传递信号
    • 许多细胞内受体是基因表达的调控蛋白，与进入细胞的信号分子结合后，可以直接传递信号，即直接调控基因表达
    • 有一些细胞内受体可以结合细胞内产生的信号分子（如细胞应激反应中产生的细胞内信号分子），直接激活效应分子或通过一定的信号转导途径激活效应分子
  • 膜受体
    • 膜受体识别细胞外信号分子并转换信号
    • 膜受体识别并结合细胞外信号分子,将细胞外信号转换成为能够被细胞内分子识别的信号,通过信号转导途径将信号传递至效应分子,引起细胞的应答
• 受体与配体的相互作用具有共同特点
  1. 高度专一性：
     • 受体选择性地与特定配体结合,这种选择性是由分子的空间构象所决定的
     • 受体与配体的特异性识别和结合保证了调控的准确性
  2. 高度亲和力：
     • 体内化学信号的浓度非常低,受体与信号分子的高亲和力保证了很低浓度的信号分子也可充分起到调控作用
  3. 可饱和性：
     • 细胞内受体和细胞表面受体的数目都是有限的
     • 增加配体浓度,可使受体与配体的结合达到饱和
     • 当受体全部被配体占据时,再提高配体浓度不会增强效应
  4. 可逆性：
     • 受体与配体以非共价键结合,当生物效应发生后,配体即与受体解离
     • 受体可恢复到原来的状态再次接收配体信息
  5. 特定的作用模式：
     • 受体的分布和含量具有组织和细胞特异性,并呈现特定的作用模式,受体与配体结合后可引起某种特定的生理效应

细胞内多条信号转导途径形成信号转导网络

• 由一组特定信号转导分子形成的有序化学变化并导致细胞行为发生改变的过程称为信号转导途径
• 一条途径中的信号转导分子可以与其他途径中的信号转导分子间相互作用,不同的信号转导途径之间具有广泛的交联互动,形成复杂的信号转导网络
• 网络调节使得机体内的细胞因子或激素的作用都具有一定程度的冗余和代偿性,单一缺陷不会导致对机体的严重损害