I meccanismi molecolari di rilascio dei neurotrasmettitori

Il modo attraverso cui un aumento della concentrazione presinaptica di calcio innesca la fusione delle vescicole e il rilascio di neurotrasmettitori non è ancora esattamente conosciuto.
Tuttavia studi di biologia molecolare hanno permesso di identificare le proteine presenti sulle vescicole sinaptiche e sulle membrane cellulari presinaptiche.
Appartengono alle proteine dette SNARE (o recettori SNAP):
- la sinaptobrevina, che è presente nella membrana delle vescicole sinaptiche;

- la sintaxina   -->             presenti nella
- la SNAP-25     -->    membrana plasmatica.


Queste proteine SNARE possono formare un complesso macromolecolare che attraversa le due membrane portandole in stretta apposizione. Questa disposizione è particolarmente adatta a promuovere la fusione delle due membrane.
Molte altre proteine si legano alle proteine SNARE e presumibilmente regolano la formazione o il disassemblaggio di questo complesso.
Le proteine SNARE non legano il calcio. Il candidato principale per la regolazione da parte del calcio del rilascio di neurotrasmettitori è la sinaptotagmina, una proteina presente nella membrana delle vescicole sinaptiche. Essa potrebbe agire come sensore del calcio, rilevando l’aumento di questo ione all’interno della terminazione nervosa, e quindi innescando la fusione delle vescicole. Non è chiaro in che modo il legame del calcio alla sinaptotagmina possa condurre all’esocitosi. È noto che il legame con il calcio modifica le proprietà chimiche della sinaptotagmina, permettendole di inserirsi nella membrana e di legarsi ad altre proteine.
Un possibile modello prevede che le proteine SNARE causino l’intimo accostamento delle due membrane, mentre i cambiamenti della sinaptotagmina indotti dal calcio medino le tappe finali della fusione delle vescicole sinaptiche.
Anche altre proteine sembrano coinvolte nelle successive tappe del ciclo delle vescicole sinaptiche.
Quindi una complessa cascata di proteine che agiscono insieme permettono ai neuroni di liberare i neurotrasmettitori.