De hoeveelheid neurotransmitter die vrijkomt bij een synaps wordt bepaald door verschillende factoren, waaronder:

Calciuminstroom: De instroom van calciumionen (Ca2+) in de presynaptische terminal veroorzaakt de afgifte van neurotransmitters. Wanneer een actiepotentiaal de presynaptische terminal bereikt, depolariseert het het membraan, waardoor spanningsafhankelijke calciumkanalen openen. Calciumionen stromen vervolgens naar de terminal, wat leidt tot de afgifte van neurotransmitters uit synaptische blaasjes.

SNARE-eiwitten: SNARE-eiwitten (oplosbare N-ethylmaleimide-gevoelige factor-hechtingseiwitreceptor) bemiddelen in de fusie van synaptische blaasjes met het presynaptische membraan, wat leidt tot de afgifte van neurotransmitters. SNARE-eiwitten op het membraan van het synaptische blaasje werken samen met SNARE-eiwitten op het presynaptische membraan en vormen een complex dat het blaasje dicht bij het membraan brengt en de fusie ervan in gang zet.

Synaptotagmin: Synaptotagmin is een calciumsensoreiwit dat een cruciale rol speelt bij de afgifte van neurotransmitters. Het bevindt zich op het synaptische blaasjesmembraan en bindt zich aan calciumionen die tijdens een actiepotentiaal de presynaptische terminal binnendringen. De binding van calcium aan synaptotagmin veroorzaakt een conformationele verandering die de interactie van SNARE-eiwitten en de fusie van synaptische blaasjes met het presynaptische membraan bevordert.

Andere regulerende factoren: Naast de calciuminstroom en SNARE-eiwitten kunnen andere factoren de afgifte van neurotransmitters moduleren, waaronder:

- G-eiwit-gekoppelde receptoren (GPCR's) op het presynaptische membraan:GPCR's kunnen de afgifte van neurotransmitters remmen of versterken door de activiteit van calciumkanalen of SNARE-eiwitten te veranderen.

- Eiwitkinasen en fosfatasen:deze enzymen kunnen SNARE-eiwitten of andere eiwitten die betrokken zijn bij de afgifte van neurotransmitters fosforyleren of defosforyleren, waardoor hun activiteit wordt gemoduleerd.

- Neurotransmittertransporters:deze eiwitten die zich op het presynaptische membraan bevinden, kunnen neurotransmitters heroveren nadat ze in de synaptische spleet zijn vrijgekomen, waardoor de hoeveelheid neurotransmitter die beschikbaar is voor postsynaptische receptoren wordt verminderd.

De nauwkeurige controle van de afgifte van neurotransmitters is essentieel voor het goed functioneren van het zenuwstelsel. Ontregeling van dit proces kan leiden tot verschillende neurologische en psychiatrische stoornissen.