血小板内でアラキドン酸カスケードと呼ばれる脂質活性物質を作る経路によって、アラキドン酸を材料にシクロオキシゲナーゼ-1（COX-1）という酵素によって合成されるプロスタグランジンH₂（PGH₂）を経由して合成される。ここで作られ放出されたTXA₂は、他の血小板のTXA₂受容体（TPと呼ばれる）に結合し、活性化を増強する。このように、活性化した血小板がADP、TXA₂などを放出することで、他の多数の血小板を活性化し、さらに血小板が粘着する正のフィードバックを起こしている。
血小板には、α顆粒、濃染顆粒、リソソームなどの膜状の顆粒と、開放小管系（OCS）と呼ばれる細胞小器官が存在する。血小板が活性化すると、これらの細胞小器官が機能し、顆粒内物質を細胞外へ放出する。顆粒放出は、顆粒の中心化、顆粒同士の融合、顆粒と開放小管系の融合、顆粒の放出という過程を進む。これには血小板の形態変化が深くかかわっており、形態変化の節で言及したアクトミオシンの収縮力によって、顆粒が中心へと集まり、顆粒放出反応が起こる。顆粒同士の癒合、顆粒と開放小管系との融合には、通常の細胞の小胞輸送にも関与しているSNAREタンパク質が関与していており、SNAREによって顆粒の膜同士は特異的に結合することができる。　放出される顆粒には、トロンビンやADPのほかに、トロンボキサンA₂（TXA₂）が含まれる。
アマチュアボクサーであった父親の影響でボクシングを始め、享栄高校時代はインターハイのフライ級に出場し、ベスト16の成績を残した。高校1年の時にテレビで見たトーマス・ハーンズに憧れ己のファイトスタイルに取り入れた。高校卒業後の1987年、享栄高校の2年先輩で日本王座獲得して間もない畑中清詞が属する、名古屋市の松田ボクシングジムに入門。同年7月にプロデビューを果たした。デビュー当時は「打ってはすぐに退いてしまう」スタイルから「臆病者」と称された。デビュー6戦目までの戦績は3勝（1KO）2敗1分と平凡なもので、中日本フライ級新人王こそ獲得したものの、周囲からは「将来、世界どころか日本王者にすらなれない」と酷評されていた。1989年、成人式の1月15日に暴走族時代の後輩達と並走しているところを愛知県警察に発覚し、3月1日道交法違反（共同危険行為）で通常逮捕され16日間勾留された。日本ボクシングコミッションから6か月間の対外試合禁止処分を受けたが、その間に東南アジアに遠征し。この遠征が飛躍のきっかけとなった。高校時代から磨いてきた長身を生かしたアウトボクシングと切れ味・スピード抜群の右ストレートで頭角を現した。1990年6月、北海道で米坂淳と対戦。最終10回にKO勝ちを収めるも、試合後に米坂が意識不明の重体に陥り、数日後に死亡。対戦相手の生命を奪ってしまった罪悪感から一時は引退も考えたが、「彼の分まで、という考えはなかったけれど、このままオレがダメになったら、もっとダメだし…」とリングに上がり続けることを決意（ちなみにその後、度々米坂のお墓参りをしている模様で、後に獲得することになるWBC世界バンタム級のチャンピオンベルトをお墓に手向け手を合わせている様子がテレビで放映されたこともあった）。その後、米国・ロサンゼルスに渡り、ここで日系人トレーナーのマック・クリハラと出会う。「常識外れ」というべき同トレーナーの地獄のトレーニングに耐える日々を過ごした（あまりの厳しさに思わず涙をこぼしたこともたびたびあった）。しかし、試合当日にはきっちりベストに仕上げてくれるトレーナーとして、薬師寺も後々まで信頼を置くことになる。1991年6月、現在は評論家として活躍する尾崎恵一（オサム）を9回KOし、日本バンタム級王座を獲得。12月には中谷幸男（大鵬）を初回KOで下し初防衛、その後王座を返上した。1993年12月23日、世界初挑戦。左眼網膜剥離で11月に予定していた世界戦をキャンセルした辰吉丈一郎の代役として、WBC世界バンタム級王者辺丁一（韓国）に挑み、12回判定勝ち。世界王座奪取に成功した。しかしこの試合は国内で酷評を受け、翌日の日刊スポーツでは、「薬師寺特攻奪取」との見出しを組みながらも、「すべての面で辺が上」「ジャパンマネーが判定に影響か」と痛烈に書いている（日刊スポーツ・93/12/24）。辺陣営も判定に猛抗議と再戦を要求し、翌年7月に2度目の防衛戦で再戦。この時は5度のダウンを奪った末の11回TKO勝ちを収め、辺を引退に追い込んた。1994年12月4日、3度目の防衛戦でWBC世界バンタム級暫定王者に復帰した辰吉と対戦。フルラウンドに渡る激闘の末、2-0の判定で王座防衛に成功した。その後、4度目の防衛にも成功するが、1995年7月30日、愛知県体育館で行われた5度目の防衛戦でウェイン・マッカラー（イギリス・北アイルランド）に12回判定負け（1-2）を喫し、王座陥落。試合後に再起も模索したが結局、この試合を最後に現役引退。現役を通算しても、KO負けはおろか、一度のダウンすら喫することはなかった。2007年4月3日、自身が会長を務める「薬師寺ボクシングジム」を名古屋市にオープンさせ、後援会名誉会長のアントニオ猪木から支援を受けている。タレント活動においては芸能事務所「サムデイ」に所属しているが、2010年より「K-point」とマネージメント提携を行っている。2012年12月、18年間婚姻を続けた妻と離婚。離婚前には投資詐欺にあい、約1億3000万円を騙し取られていたことを明かす。2015年2月10日放送の日本テレビ系「踊る!さんま御殿!!」の番組の中で、18歳年下の一般女性との再婚を公表した。9月22日に、挙式・披露宴。