Calcio como segundo mensajero
El calcio actúa como una molécula de señal dentro de la célula. Cuando el calcio es liberado y por lo tanto es activo, actúa en un espacio muy limitado de tiempo. Por lo tanto la concentración de ion calcio dentro de la célula es muy bajo normalmente. El calcio está almacenado dentro de orgánulos, normalmente en el retículo endoplásmico o retículo sarcoplásmico en las células musculares, donde está rodeado de moléculas parecidas a la calreticulina.
El receptor InsP3 puede transportar calcio a través de la interacción con inositoltrifosfato en la cara citoplasmática. Está formado por cuatro subunidades idénticas.
El receptor rianodin, llamado así por el vegetal alcaloide rianodin, es similar al receptor del insP3 y estimula el transporte del calcio al interior del citoplasma por el reconocimiento del calcio en lugares citosólicos, de este modo se establece un mecanismo de retroalimentación, en el que una pequeña cantidad de calcio en el citosol cerca del receptor, puede provocar la liberación de más calcio. Esto es especialmente importante en neuronas y células musculares. En las células del corazón y del páncreas otro segundo mensajero, el ADP cíclico de ribosa, forma parte de la activación del receptor.
La localización y el tiempo limitado del calcio en el citoplasma se llama ola de calcio. La formación de la oleada es debida a:
El mecanismo de retroalimentación positivo (feedback) del receptor rianodin.
La activación de fosfolipasa por el calcio, el cual estimula la producción de inositol trifosfato que vuelve a activar al receptor InsP3.

Función del calcio
El calcio está implicado en múltiples procesos como la contracción muscular, la liberación de neurotransmisores desde las terminaciones nerviosas, la visión en las células de la retina, proliferación, secreción, funcionamiento del citoesqueleto, movimiento celular, expresión genética y metabolismo. Existen diferentes rutas por las que el calcio interviene como:
Regulación de Proteínas G.
Regulación de los receptores de tirosincinasa.
Regulación de canales iónicos.
Existen dos caminos diferentes en los que el calcio puede regular proteínas:
Reconocimiento directo del calcio por la proteína
Unión del calcio al centro activo de una enzima.
Una de las interacciones mejor estudiadas del calcio con las proteínas es la regulación de la calmodulina por el calcio. La calmodulina por sí misma regula otras proteínas, o forma parte de grandes proteínas como por ejemplo la fosforilasa cinasa. El complejo calcio-calmodulina ejerce una función importante en la proliferación, mitosis y transducción de señal neuronal.

Óxido nítrico como segundo mensajero
El gas óxido nítrico (ON) es un radical libre que difunde a través de la membrana plasmática y afecta a las células vecinas. El ON se forma a partir de la arginina y el oxígeno por la enzima oxído nítrico sintetasa, con citrulina como sustrato. El ON funciona principalmente a través de receptores diana, la enzima soluble guanilato ciclasa, que cuando se activa produce el segundo mensajero guanosinmonofosfato cíclico (GMPc). El ON también puede actuar a través de la modificación covalente de proteínas o de su cofactor metálico. Algunas de estas modificaciones son reversibles y actúan a través de mecanismos de oxidación-reducción. En altas concentraciones el ON es tóxico, y se piensa que es el responsable de algunas lesiones después de un infarto. El ON realiza tres funciones principales:
Relajación de los vasos sanguíneos.
Regulación de la exocitosis de neurotransmisores.
Respuesta celular inmune.