Каскадное усиление обеспечивается внутриклеточными системами вторых посредников (гл. 7, разд. «Механизмы действия гормонов») — последовательностями биохимических реакций, на каждом этапе которых происходит многократное усиление сигнала. В результате активация одного рецепторного белка приводит к открыванию или закрыванию сотен или тысяч ионных каналов. Именно поэтому, например, один фотон может вызвать изменение импульсации в волокне зрительного нерва.