يمكن تصنيف الأنماط المحددة للإشارة الخلوية على أنها تفاعلات قصيرة المدى أو طويلة المدى، وعادةً ما يتم تقسيمها إلى أشكال ذاتية، وصماء، ومجاورة، وشبه صماء. تحدث الإشارات الذاتية عندما تستجيب الخلية التي ترسل الإشارة أيضًا لتلك الإشارة؛ وتتضمن العملية ربط جزيء الإشارة بمستقبله الخاص. تتضمن الرسائل الغدد الصماء إشارات كيميائية تتواصل بين الخلايا البعيدة، وعادةً ما تكون عن طريق الدم. تعمل الرسائل الباراكرينية بين الخلايا المتجاورة، في حين تتطلب الرسائل التقابلية الاتصال الجسدي بين الخلايا."يتم برمجة الاستجابات السلوكية الخلوية استجابة لجزيئات إشارات خارجية محددة، والتي تدعم التطور وإصلاح الأنسجة والمناعة والتوازن الداخلي."
المستقبلات هي بروتينات معقدة توجد في غشاء الخلية أو في السيتوبلازم والعضيات والنواة داخل الخلية. وظيفة المستقبل هي اكتشاف الإشارات، عادةً عن طريق الارتباط بمادة كيميائية معينة أو الخضوع لتغيير تكويني عند التفاعل مع محفز فيزيائي. إن خصوصية المستقبل تمكنه من إثارة استجابة خلوية محددة. يمكن تقسيم المستقبلات تقريبًا إلى مستقبلات غشاء الخلية ومستقبلات داخل الخلايا، ويمكن تقسيم مستقبلات غشاء الخلية إلى مستقبلات القنوات الأيونية ومستقبلات مقترنة بالبروتين ج ومستقبلات مقترنة بالإنزيم.
"إن التغيرات البنيوية السطحية للمستقبلات تمكن الإشارات الخارجية من الانتقال بسرعة وكفاءة إلى داخل الخلية، مما يؤدي إلى تنشيط سلسلة من الاستجابات البيولوجية."
أثناء عملية نقل الرسالة، تبدأ مكونات المؤثر بنقل الإشارة. أثناء هذه العملية، تتفاعل الإشارة مع المستقبل، مما يؤدي إلى بدء سلسلة من الأحداث الجزيئية داخل الخلية، مما يؤدي في النهاية إلى تأثيرات فسيولوجية محددة. غالبًا ما يتضمن التأثير النهائي تنشيط القنوات الأيونية أو الناقلات الثانوية داخل الخلية، مما يؤدي إلى تضخيم الإشارة الأولية بشكل أكبر. يمكن لأنظمة الإشارة الثانوية هذه تضخيم الإشارة الأولية عن طريق تنشيط عدد صغير من المستقبلات لإنتاج مركبات إشارات ثانوية متعددة.
في الكائنات الحية الصغيرة مثل البكتيريا، يؤدي استشعار النصاب إلى قيام الأفراد باتخاذ إجراء فقط عندما تكون المجموعة كبيرة بما يكفي. تم اكتشاف هذا النوع من التواصل بين الخلايا لأول مرة في البكتيريا البحرية، والتي تصدر الضوء عندما تكون الكثافة السكانية عالية بما فيه الكفاية. تتضمن هذه الآلية إنتاج واكتشاف جزيئات الإشارة، واستجابة لذلك، تنظيم نسخ الجينات. في النباتات والحيوانات، يمكن تحقيق الإشارات بين الخلايا من خلال إطلاقها في الفضاء خارج الخلية، والذي يمكن تقسيمه إلى إشارات صماء وإشارات خارجية.
"تعمل جزيئات الإشارة على تعزيز العمليات البيولوجية الرئيسية من خلال التفاعلات بين الخلايا والحفاظ على توازن البيئة الداخلية للجسم."
تلعب الإشارات دورًا حاسمًا في عملية النمو؛ على سبيل المثال، تستخدم العديد من الأنسجة عوامل باراكرينية مماثلة للقيام بعمليات نمو مختلفة. في الثدييات، تؤكد الإشارات بين الخلايا الجنينية المبكرة وخلايا الرحم على أهمية إشارات الخلايا في علم الأحياء. تلعب هذه الإشارات دورًا رئيسيًا في تنظيم تكاثر الخلايا وتمايزها وموت الخلايا المبرمج.
عندما تحدث أخطاء في الإشارات بين الخلايا، قد تحدث أمراض مثل السرطان وأمراض المناعة الذاتية والسكري. ولذلك، فإن فهم كيفية تواصل الخلايا مع بعضها البعض بشكل أكبر سوف يساعدنا في كشف الأسباب الجذرية لهذه الأمراض وإيجاد علاجات جديدة محتملة.
وأخيرًا، ومع تقدم التكنولوجيا، فإن البحث المتعمق في عملية إشارات الخلايا سوف يساعدنا على فهم المبادئ الأساسية للحياة. هل تساءلت يومًا كيف تؤثر المحادثات الدقيقة بين الخلايا على الأداء العام للكائن الحي؟