I secondi messaggeri sono molecole di segnalazione intracellulari rilasciate dalla cellula in risposta all’esposizione a molecole di segnalazione extracellulari—i primi messaggeri. (Segnali intracellulari, una forma non locale o segnalazione cellulare, che comprende sia primi messaggeri e secondi messaggeri, sono classificati come juxtacrine, paracrine, ed endocrino a seconda della gamma del segnale.) I secondi messaggeri innescano cambiamenti fisiologici a livello cellulare come proliferazione, differenziazione, migrazione, sopravvivenza, apoptosi e depolarizzazione.,
Sono uno dei trigger delle cascate di trasduzione del segnale intracellulare.
Esempi di molecole di secondo messaggero includono AMP ciclico, GMP ciclico, trisfosfato di inositolo, diacilglicerolo e calcio. I primi messaggeri sono fattori extracellulari, spesso ormoni o neurotrasmettitori, come l’adrenalina, l’ormone della crescita e la serotonina., Poiché gli ormoni peptidici e i neurotrasmettitori sono tipicamente molecole biochimicamente idrofile, questi primi messaggeri potrebbero non attraversare fisicamente il doppio strato fosfolipidico per avviare direttamente i cambiamenti all’interno della cellula, a differenza degli ormoni steroidei, che di solito lo fanno. Questa limitazione funzionale richiede che la cellula abbia meccanismi di trasduzione del segnale per trasdurre il primo messaggero in secondi messaggeri, in modo che il segnale extracellulare possa essere propagato intracellulare., Una caratteristica importante del sistema di segnalazione second messenger è che i secondi messaggeri possono essere accoppiati a valle a cascate di chinasi multi-cicliche per amplificare notevolmente la forza del segnale originale first messenger. Ad esempio, i segnali RasGTP si collegano con la cascata MAPK (mitogen activated protein chinase) per amplificare l’attivazione allosterica di fattori di trascrizione proliferativi come Myc e CREB.
Earl Wilbur Sutherland, Jr., scoprì second messengers, per il quale vinse il premio Nobel per la Fisiologia o la Medicina nel 1971., Sutherland ha visto che l’epinefrina stimolerebbe il fegato a convertire il glicogeno in glucosio (zucchero) nelle cellule del fegato, ma l’epinefrina da sola non convertirebbe il glicogeno in glucosio. Ha scoperto che l’epinefrina doveva innescare un secondo messaggero, AMP ciclico, affinché il fegato convertisse il glicogeno in glucosio. I meccanismi sono stati elaborati in dettaglio da Martin Rodbell e Alfred G. Gilman, che ha vinto il premio Nobel 1994.,
I sistemi di messaggistica secondaria possono essere sintetizzati e attivati da enzimi, ad esempio le ciclasi che sintetizzano nucleotidi ciclici, o aprendo canali ionici per consentire l’afflusso di ioni metallici, ad esempio la segnalazione Ca2+. Queste piccole molecole legano e attivano le protein chinasi, i canali ionici e altre proteine, continuando così la cascata di segnalazione.