La communication intercellulaire repose sur l’émission par des cellules émettrices d’un signal suite à la perception d’un stimulus qui va être perçu de manière spécifique par des cellules cibles et induire une réponse.

Ce messager peut être :

  • Une molécule présente à la surface de la cellule et induire la réponse d’une cellule voisine qui possède le récepteur adéquat (ex : le système Delta-Notch et la différenciation cellulaire dans la formation des cellules nerveuses chez la Drosophile).
  • Une molécule sécrétée qui agit soit à forte concentration sur une courte distance (cas des gradients morphogènes émis au cours du développement embryonnaire par les cellules sécrétrices paracrines ou des neurotransmetteurs libérés dans les fentes synaptiques par les neurones)
    soit à de très faibles concentrations dans le milieu intérieur mais agissant à distance des cellules cibles (cas des hormones comme l’insuline ou l’œstradiol).
  • Des ions diffusant d’une cellule à l’autre le long de synapses électriques ou le long d’un neurone grâce à des canaux ioniques voltage-dépendant.

Dans le cas de messagers liposolubles comme l’œstradiol ou l’ecdysone, les récepteurs sont intracellulaires et la réception du message permet la translocation nucléaire du récepteur et la transcription de gènes cibles.

Les messagers hydrosolubles se fixent sur des récepteurs membranaires de trois types :

  • Les récepteurs couplés à des canaux ioniques déclenchent des flux d’ions à l’origine de la réponse cellulaire (exemple des récepteurs nicotiniques à l’acétylcholine qui permettent un influx d’ions $\mathrm{Na^+}$ dans la cellule post-synaptique).
  • Les récepteurs couplés aux protéines G sont des récepteurs à 7 passages transmembranaires qui activent une protéine G déclenchant les réponses cellulaires par l’intermédiaire d’un second messager, comme l’AMPc ou l’IP3 (exemple des récepteurs muscariniques à l’acétylcholine des myocytes dont les protéines G inhibent l’adénylate cyclase).
  • Les récepteurs couplés à des enzymes dont la fixation du messager permet la dimérisation et l’activation de l’enzyme, souvent à l’origine de cascade de phosphorylation de second messager (exemple des récepteurs à activité sérine-thréonine kinase ou tyrosine kinase).

Les réponses cellulaires sont soit des réponses rapides qui passent par les modifications de fonction d’une protéine (exemple de l’exocytose de
transporteur Glut suite à la réception d’insuline), soit des modifications du protéome par modification de l’expression de gènes (exemple de l’activation de la protéine creb).

Dans tous les cas, des mécanismes d’inactivation des voies ou de désensibilisation du récepteur permettent une sensibilité à un nouveau message.