細胞外信號分子

細胞外信號分子是生物體內信號分子的一類。區別於在細胞內部運輸擴散、結合受體、傳遞信息的細胞內信號分子，細胞外信號分子主要在細胞外液中擴散、運輸，直至與靶細胞上的特異性受體結合，完成信息傳遞。因此，它可以在細胞間傳遞信息，將不同細胞，近至相鄰細胞，遠至不同組織、不同器官甚至跨越整個機體的多個細胞聯繫起來，形成一條完整的信號通路。

基本介紹

• 中文名：細胞外信號分子
• 外文名：extracellular signal molecule
• 別名：第一信使
• 類型：分子
• 分布：主要位於細胞外部
• 作用：將來源於細胞外的信號傳遞至細胞

化學成分

生物體內有幾百種細胞外信號分子。細胞外信號分子的化學成分多種多樣，可以是蛋白質，多肽，胺基酸，核苷酸，類固醇，脂肪酸衍生物，可溶性氣體分子等等。例如，甲狀腺激素作為一種由甲狀腺細胞分泌的、可作用於其他細胞的細胞外信號分子，其化學本質是含碘的胺基酸衍生物。又如，氣體分子一氧化氮（NO）可作用於平滑肌細胞促使其舒張，完成細胞間信息交流，因此一氧化氮也是一種細胞外信號分子。

分類

根據特異性結合的受體的位置來分類，可以分為與細胞表面受體結合和與胞內受體結合這兩大類細胞外信號分子。前者在靶細胞膜外表面與受體結合，不需要進入靶細胞，一般分子較大；而後者需先進入靶細胞，再與細胞內的受體結合，一般分子較小。

根據溶解性來分類，可以分為水溶性細胞外信號分子和脂溶性細胞外信號分子。一般來說，水溶性細胞外信號分子的極性較強，親水性強，易溶於水，難溶於脂質，因此不能穿過靶細胞膜，所結合的受體基本在細胞膜表面，例如胰島素、胰高血糖素。而脂溶性細胞外信號分子易溶於脂質，疏水性強，能夠穿過細胞膜，所結合的受體往往在胞內，如性激素、甲狀腺激素。

根據分泌細胞和靶細胞的相對位置和作用關係來分類，可以分為內分泌激素、局部介導因子、神經遞質等，分別作用於內分泌信號通路、旁分泌信號通路、神經突觸信號通路。

作用機制

細胞外信號分子被上游細胞釋放後，在細胞外液中擴散、運輸，直至識別到靶細胞的特異性受體並與之結合。受體一般分為離子通道型受體、G蛋白偶聯受體、酶聯受體三種。信號分子與受體結合後會促使受體結構改變，繼而引發一系列的下游細胞內信號分子（第二信使）活動，從而將細胞外的信息傳遞至細胞內，最終實現對細胞生命活動的調節。發揮作用後，信號分子很快失活，結束刺激。

生物學意義

在多細胞生物體內，細胞外信號分子是細胞信息交流中不可或缺的重要一環。它將生物體不同部位的細胞聯繫起來，對於協調各個細胞的生命活動進程、保證生命體整體正常生理功能有重要意義。

化學特點

①特異性，只能與特定的受體結合，因而也只能作用於特定的細胞。

②高效性，微量的細胞外信號分子即能引發明顯的細胞生命反應，這依賴於細胞的信號逐級放大系統。

③作用時間較短，發揮作用後很快會被降解或修飾而失去活性，保證信息傳遞的完整性和細胞免於疲勞。