對內分泌系統， 信息通過化學信號分子(即激素)傳遞給“靶細胞”后，還需要經過信號轉導機制，才能被靶細胞感知并導致其功能的改變。如前所述，信號分子必須首先和靶細胞的受體結合。小分子親脂性信號分子與細胞質受體，繼而與細胞核受體結合，調控基因的表達。親水性和大分子親脂性信號分子則只能與細胞膜受體結合，通過改變膜受體的性質，將信息轉導入細胞內，導致細胞內第二信使含量，蛋白激酶或蛋白磷酸酶活性發生改變。 對親水性和大分子親脂性信號分子來說，細胞膜受體是將胞外信息導入細胞內的重要樞紐。跨膜信號轉導的方式可分為三種：通道型受體介導的信號轉導;G蛋白耦聯受體介導的信號轉導;酪氨酸激酶受體介導的信號轉導。

　　(一)通道型受體介導的跨膜信號轉導

　　通道型受體并非一個獨立的膜蛋白質分子，而是指該受體是細胞膜上某種化學門控離子通道的亞單位。受體具有和特異性配體結合的能力，結合后可使離子通道開放，離子跨膜流動導致膜電位發生變化。因此這類受體也被稱為促離子受體。目前已證明，這類受體的配體包括ACh、Glu、GABA和Gly等。

　　在神經-骨骼肌接頭的接頭后膜上存在的化學門控陽離子通道就是一種典型的通道型受體， 又稱為N-型乙酰膽堿受體。這是一個由五個亞單位(2α、β、γ、δ)圍成的跨膜通道，每個亞單位都含有4個結構域(M1、M2、M3、M4)，每一個結構域有6個α螺旋，五個亞單位帶負電的M2共同構成通道的內壁。兩個α亞單位上各有一個ACh的結合位點，當與兩個ACh分子結合時，通道分子的構象改變而開放。

　　(二)G蛋白耦聯受體介導的跨膜信號轉導

　　G蛋白耦聯受體是由七個跨膜螺旋組成的膜蛋白質，它與細胞膜內側面的G蛋白相耦聯。 與該受體結合的配體包括大部分激素(主要是含氮激素)、多種神經遞質，以及嗅味分子等。由于該受體與配體結合可引起細胞內物質代謝的改變，所以又被稱為促代謝受體。 與通道型受體介導的信號轉導比較，G蛋白耦聯受體介導的信號轉導效應出現緩慢，但反應靈敏。

　　信號轉導過程： 信號分子與細胞膜上G蛋白耦聯受體結合→G蛋白的α亞基構象改變，并與β、γ亞基分離(與GDP分離后，與GTP結合)→使細胞膜的效應器酶激活或抑制→ 胞漿中的第二信使增加或減少→從胞內引起細胞代謝等功能改變。

　　第二信使是相對于激素等化學分子被稱為第一信使而言的。包括cAMP， cGMP， DG和IP3等。

　　G蛋白耦聯受體介導的跨膜信號轉導過程效應器酶包括腺苷酸環化酶(催化ATP生成cAMP)、磷酸二脂酶(催化cGMP降解為 GMP)和磷脂酶C的效應器酶(催化細胞膜磷脂生成三磷肌醇--IP3和二酰甘油--DG)等。

　　(三)酪氨酸激酶受體介導的跨膜信號轉導

　　近年來發現，一些肽類激素如胰島素，以及在機體生長、發育過程中出現的統稱為細胞因子的物質，包括神經生長因子、上皮生長因子、成纖維細胞生長因子、血小板源生長因子和血細胞分化過程中的集落刺激因子等，它們對相應的靶細胞的作用，是通過細胞膜上的酪氨酸激酶受體完成的。

　　酪氨酸激酶受體具有受體和激酶的雙重活性，結構比較簡單。膜外的肽段為與信息分子結合的受體部分，膜內的結構域為酪氨酸激酶。當配體與受體結合時，受體本身發生自磷酸化，而激活自身的酪氨酸激酶活性。激酶再磷酸化靶蛋白的酪氨酸殘基，再通過一系列磷酸化的級聯反應，影響基因的表達(右上圖)。