细胞通讯的一般原理：细胞外信号分子激活细胞内信号通路

细胞信号传导是一个复杂的通信系统，它协调细胞的活动并调节基本的细胞功能。在细胞发育、组织修复、免疫反应以及正常的组织稳态过程中，细胞能够感知并响应来自内部和外部的信号。癌症和自身免疫性疾病往往是由于信息处理过程中的错误所引起的。理解细胞信号传导机制可以为疾病的治疗提供有效的途径；理论上，甚至有可能制造出人工组织。

细胞通常通过化学信号进行交流。这些化学信号由蛋白质和其他分子组成，由细胞产生后分泌到细胞外环境中。它们可以像“瓶中的信息”一样，漂浮到邻近的细胞那里。

化学信号并不总是能被所有细胞识别。邻近细胞需要具备相应的受体才能检测到这些信号（即成为目标细胞）。当信号分子与其受体结合时，受体会改变其形状或活性，从而引发细胞内部的变化。用于作为信号分子的配体（ligands）是指那些能够与特定分子结合的物质。配体在细胞内传递的信息通常通过一系列化学信使进行传递。

最终，这会导致细胞内部发生变化，例如影响基因的活性或引发细胞分裂等过程。因此，原本在细胞间的信号变成了细胞内的信号，从而触发相应的反应。

由细胞外分子激活的细胞内信号通路
信号分子最常与靶细胞质膜（PM）中的蛋白质结合。当受体激活一个或多个细胞内信号通路时，信号蛋白会被激活。最终的结果是，一定数量的细胞内信号蛋白会影响效应蛋白的活性，进而影响细胞的行为。

细胞间信号传导有四种形式。
细胞间通常通过细胞外信使分子进行交流。

1. 细胞必须直接接触膜与膜之间，才能发生依赖接触的信号传递。这种接触对于细胞的发育以及免疫反应都是必不可少的。
2. 旁分泌信号传导依赖于局部介质释放到细胞外空间，并对这些邻近细胞产生作用。
3. 突触信号传导是指神经元通过轴突传递电信号，并在突触处释放神经递质的过程。
4. 由内分泌细胞分泌的激素通过血液被输送到全身各处。

**自分泌信号传导**：信号细胞释放信号的同时，自身也成为该信号传导过程的目标。细胞的存活可能受到多种信号（A、B、C）的影响。D、E、F、G则是促进细胞生长和分裂的额外信号。如果细胞缺乏适当的生存信号，它将会发生凋亡（apoptosis）。

特定的受体与细胞外的信号分子结合。

• 多种细胞外信号分子参与了信号传导途径，这些分子包括蛋白质、氨基酸、肽类、类固醇、脂肪酸衍生物、硝酸盐和一氧化碳。
• 细胞通过受体来响应这些分子。
• 这些受体可以分为两类：

1. 跨膜蛋白是靶细胞上最常见的受体。信号转导蛋白与细胞外分子（配体）结合后会被激活，通过信号转导过程产生多种细胞内信号，从而改变细胞的行为。
2. 信号分子必须足够小，能够穿过细胞膜（PM），并与目标细胞内的受体蛋白结合，这些受体蛋白可能位于细胞核或细胞质中。

信号配体类型
为了刺激目标细胞作出反应，具有化学信号的细胞会与目标细胞上的受体结合。
小疏水配体
具有疏水性质的分子配体可以通过细胞膜直接与内部受体结合。类固醇激素就是这类配体中的重要组成部分。

2. 其他配体
诸如一氧化氮（NO）之类的气体也可以作为配体。这种蛋白质与平滑肌中的受体相互作用，并通过直接穿过细胞膜的方式刺激该组织的松弛。由于一氧化氮的半衰期很短，因此它只能在短距离内发挥作用。

3. 水溶性配体
极性配体由于具有极性，无法单独穿过细胞膜。因此，大多数水溶性配体不是与细胞内受体结合，而是与细胞外受体结合。细胞表面受体包括离子通道、G蛋白和酶联蛋白。这些配体与这些受体结合后，会引发细胞环境的多种变化。除了小分子、肽和蛋白质之外，水溶性配体还具有多种功能。