不論是單細胞生物或組成多細胞有機體的每一個(gè)細胞，在它們的生命過(guò)程中，都會(huì )不斷受到來(lái)自外部環(huán)境的各種理化因素的影響。在多細胞動(dòng)物，由于絕大多數細胞是生活在直接浸浴它們的細胞外液、即內環(huán)境之中，因此出現在內環(huán)境中的各種化學(xué)分子，是它們最常能感受到的外來(lái)刺激：這不僅是指存在于細胞外液中的激素或其他體液性調節因子；而且就是在神經(jīng)調節過(guò)程中，當神經(jīng)信息由一個(gè)神經(jīng)元向其他神經(jīng)元傳遞或由神經(jīng)元傳給它的效應器細胞時(shí)，在絕大多數情況下，也都要通過(guò)一種或多種神經(jīng)遞質(zhì)和調質(zhì)為中介，通過(guò)這些化學(xué)分子在距離極小的突觸間隙液中的擴散，才能作用到下一級神經(jīng)元或效應器細胞。盡管激素和遞質(zhì)（或調質(zhì)）等分子作為化學(xué)信號在細胞外液中播散的距離和范圍有所不同，但對接受它們影響的靶細胞并不存在本質(zhì)的差別。

正文

細胞外液中的各種化學(xué)分子，并不需要自身進(jìn)入它們的靶細胞后才能起作用（一些脂溶性的小分子類(lèi)固醇激素和甲狀腺激素例外，詳見(jiàn)第十一章）它們大多數是選擇性地同靶細胞膜上具有特異的受體性結構相結合，再通過(guò)跨膜信號傳遞（transembrane signaling）或跨膜信號轉換（transmembrane sognal transduction）過(guò)程，最后才間接地引起靶細胞膜的電變化或其他細胞內功能的改變。

機體和細胞也可能受到化學(xué)信號以外的其他性質(zhì)的刺激，如機械的、電的和一定波長(cháng)電磁波等來(lái)自外界環(huán)境的刺激的影響；但在動(dòng)物進(jìn)化的過(guò)程中，這些刺激信號大都由一些在結構和功能上高度分化了的特殊的感受器細胞來(lái)感受，引起相應的感受器細胞出現某種電反應。仔細分析各種感受器細胞接受它們所能感受的某種特異刺激信號的過(guò)程時(shí)發(fā)現（如耳蝸毛細胞接受聲波振動(dòng)和視網(wǎng)膜光感受細胞接受光刺激等），它們也涉及到外來(lái)刺激信號的跨膜傳遞，即刺激信號也要先作用于膜結構中的感受性結構，才能引起感受器細胞的電變化和隨后的傳入神經(jīng)沖動(dòng)。

不論是化學(xué)信號中的激素分子和遞質(zhì)（包括數十種可能起調質(zhì)作用神經(jīng)肽類(lèi)物質(zhì)）分子，以及非化學(xué)性的外界刺激信號，當它們作用于相應的靶細胞時(shí)，都是通過(guò)為數不多、作用形式也較為類(lèi)似的途徑來(lái)完成跨膜信號傳遞的；這些過(guò)程所涉及的膜蛋白質(zhì)也為數不多，在生物合成上由幾類(lèi)特定基因家族所編碼；正因為如此，由每個(gè)特定基因家族所表達生成的蛋白質(zhì)分子，在肽鏈的氨基酸排列順序上有較大的相同性（或同源性，homogeneity），功能上也較為類(lèi)似。因此，關(guān)于跨膜信號傳遞的研究，早已超出了遞質(zhì)或激素作用機制的范疇，成為細胞生理學(xué)中一個(gè)有普遍意義的新篇章。試想，人體細胞都具有相同的遺傳基因，因而一個(gè)感光細胞或一個(gè)普通體細胞，通過(guò)細胞膜上類(lèi)似的蛋白質(zhì)，以類(lèi)似的方式接受它們所受到的外來(lái)刺激，可引起細胞本身功能的改變；而且各種不同的細胞通過(guò)少數幾類(lèi)膜蛋白質(zhì)和幾種作用方式，就能接受多種多樣可能遇到的外界刺激信號的影響，顯然符合“生物經(jīng)濟”的原則。