シナプス小胞
神経終末の小胞は、放出可能プール(readily releasable pool)、再循環プール(recycling pool)、貯蔵プール(reserve pool)の3つのプールに分類される。これらのプールは機能や神経終末での位置によって区別される。放出可能プールは細胞膜にドッキングしており、刺激によって放出される小胞のグループである。放出可能プールは小さく、すぐに枯渇する。再循環プールは細胞膜に近接しており、中程度の刺激で循環を開始する傾向がある。そのため、小胞の放出率は形成率と同程度かより低い。このプールは放出可能プールよりも大きいものの、動き出すにはより長い時間がかかる。貯蔵プールは通常の条件下では放出されない小胞を含んでいる。このプールはガラス上で生育した神経細胞では極めて大きなもの(約50%)となるが、脳組織内の成熟したシナプスでは非常に小さいかもしくは存在しない。
神経シナプスを一定期間強く刺激すると、小胞の数が枯渇するとともに細胞のキャパシタンスと表面積が増加することが示されている。このことは、シナプス小胞は神経伝達物質の放出の後、細胞膜と融合してその一部となることを示唆している。HeuserとReeseは、シナプス小胞をHRP(ホースラディッシュペルオキシダーゼ)でタグ付けすることで、カエルの神経筋接合部の細胞膜の一部が細胞に取り込まれ、シナプス小胞へと再変換されることを発見した。研究からはシナプス小胞のエキソサイトーシス、回収、再形成のサイクルは1分以内に行われることを示唆している。
Full-collapse fusion機構では、シナプス小胞は細胞膜に融合し、組み込まれる。新たな膜の形成はタンパク質に媒介される過程であり、特定の条件下でしか起こらない。活動電位の後、Caがシナプス前膜に流入し、細胞質の特定のタンパク質に結合する。その中の1つがシナプトタグミンであり、シナプス小胞と細胞膜との完全な融合を開始する。ポアの完全な融合はSNAREタンパク質によって補助される。