Il complesso sistema di scambio di messaggi tra cellule vicine o, in particolari casi, a livello della stessa cellula. Lo scopo finale della comunicazione cellulare è quello di permettere lo scambio di informazioni, anche tra cellule distanti tra loro. La fitta rete di messaggi serve anche per mantenere funzionale tanto la cellula quanto l’intero organismo. Negli organismi, specialmente quelli più evoluti, ogni cellula è specializzata per operare uno, o pochi, compiti; tuttavia l’intero organismo vive grazie all’azione sinergica di ogni singola cellula che lo forma. Se le cellule non fossero in contatto tra loro, anche per mezzo della “direzione” dei centri nervosi, l’organismo non potrebbe, in alcun modo, essere funzionale. Infatti, come conseguenza di un opportuno segnale cellulare, se correttamente recepito e trasdotto, la cellula può andare incontro ad apoptosi, a modulazione del metabolismo o a proliferazione cellulare mediante mitosi. I responsabili della comunicazione cellulare sono generalmente molecole extracellulari secrete da altre cellule o dalla cellula stessa che possono agire sulla cellula stessa, a brevi distanze o a lunghe distanze: tali molecole sono catturate da recettori, che scatenano una o più vie di segnalazione intracellulari. 

Per messaggero si intende una molecola capace di segnalare un evento ad una cellula e generare una risposta. In base al tipo di modulazione del messaggio e, in generale, alla distanza coperta dal messaggio si identificano differenti tipi di comunicazione:

• Comunicazione Autocrina: i messaggi prodotti da una cellula (molecole proteiche) sono finalizzati alla modifica dell’attività o dello stato dalla cellula stessa; il messaggero prodotto non influenza altre cellule.
• Comunicazione da contatto: i messaggi si trovano sulla superficie della cellula che li produce e segnalano alle cellule bersaglio legandovisi senza abbandonarla (mezzo di comunicazione tipico dei linfociti).
• Comunicazione Paracrina:  i messaggi prodotti da una cellula (molecole proteiche) sono finalizzati alla modifica dell’attività o dello stato dalle cellula vicine, dello stesso organo o tessuto, anche se non necessariamente appartengono allo stesso tipo cellulare.

• Comunicazione Endocrina: i messaggi prodotti da una cellula (ormoni) sono finalizzati all’azione su cellule distanti, essendo immessi nel torrente circolatorio, in modo relativamente veloce.
• Comunicazione Nervosa (Sinaptica): i messaggi prodotti da una cellula nervosa (segnale di natura elettrochimica) sono finalizzati alla modifica dell’attività o dello stato dalle cellula nervosa (specificità tessutale); la comunicazione si propaga a velocità considerevoli, avvenendo nello spazio tra un neurone e un altro mediante l’immissione di messaggeri chimici o campi elettro-magnetici.

Il messaggero non è il diretto responsabile della risposta cellulare. Lo stimolo, infatti, deve essere trasdotto da un appropriato sistema che determina l’effettiva risposta della cellula bersaglio, attivando una segnalazione intracellulare. Il messaggero può essere captato da un recettore di membrana che, il nome stesso lo suggerisce, è una struttura presente sulla membrana cellulare altamente specifica per il messaggero che, per questa ragione, prende il generico nome di ligando. Se la molecola è capace di permeare la membrana (ad esempio in caso di un ormone liposolubile), il recettore può essere presente all’interno della cellula, ad esempio sulla membrana del nucleo. 

I principali trasduttori del segnale sono rappresentati da tutti i sistemi direttamente legati al recettore. In linea generale le vie di segnalazione intracellulare si risolvono nel legame del messaggero al recettore che, a sua volta, stimola un secondo elemento che può essere un enzima, un canale, o una proteina. Per quanto concerne gli ormoni steroidei, data la loro affinità chimica nei confronti della membrana cellulare, è opportuno ricordare che il recettore steroideo è sempre all’interno della cellula. La risposta steroidea è, di norma, più lenta poiché gli ormoni sono capaci di modulare la trascrizione e, in genere, l’espressione del DNA.

I due principali modi con cui una cellula regola le proprie proteine di segnalazione sono il feedback negativo e il feedback positivo.

• feedback negativo: un segnale in uscita inibisce la sua stessa produzione. 

• feedback positivo: un segnale in uscita favorisce la sua produzione, amplificandola.