Migrena z aurą
Patofizjologia i mechanizm
Migrena z aurą dotyka około 12% populacji, z czego 25-30% doświadcza aury, będącej wynikiem korowego szerzącego się zahamowania (CSD) – fali depolaryzacji neuronów i komórek glejowych rozprzestrzeniającej się po korze mózgowej z prędkością 2-6 mm/min. CSD inicjuje zmiany naczyniowe (początkowa hiperemia, następnie oligemia), aktywuje aferentne neurony nerwu trójdzielnego i prowadzi do neurogennego zapalenia opon mózgowych poprzez uwalnianie neuropeptydów, zwłaszcza peptydu związanego z genem kalcytoniny (CGRP). Na poziomie molekularnym obserwuje się wzrost ekspresji COX-2, TNF-alfa, IL-1β, IL-6 oraz glutaminianu, który odgrywa kluczową rolę w propagacji CSD. Migrena z aurą ma silniejszy komponent genetyczny, z mutacjami w genach CACNA1A, ATP1A2 i SCN1A, które zwiększają pobudliwość neuronów i sprzyjają CSD. Dodatkowo, mikroembolizacja i przetrwały otwór owalny (PFO) są potencjalnymi czynnikami wyzwalającymi migrenę z aurą, co podkreśla rolę zaburzeń naczyniowych w patogenezie tego schorzenia.
- Patofizjologia migreny z aurą
- Korowe szerzące się zahamowanie (depresja rozprzestrzeniająca się)
- Aktywacja układu trójdzielno-naczyniowego
- Mechanizmy molekularne i związki biochemiczne
- Predyspozycje genetyczne i mikroembolizacja
- Rola pnia mózgu i wzorce aktywności mózgu
- Modele mechanizmów patofizjologicznych
- Implikacje kliniczne i nowe kierunki terapeutyczne
- Wniosek
Patofizjologia migreny z aurą
Migrena z aurą (Migrena z aurą) to powszechne zaburzenie bólowe głowy dotykające około 12% populacji ogólnej, przy czym około 25-30% przypadków doświadcza zlokalizowanych objawów sensorycznych zwanych aurą. Obecne badania sugerują, że pierwotna dysfunkcja neuronalna prowadzi do sekwencji zmian wewnątrzczaszkowych i pozaczaszkowych, które wywołują migrenę. Zrozumienie złożoności patofizjologii migreny z aurą ma kluczowe znaczenie dla skutecznego leczenia tego schorzenia.123
Korowe szerzące się zahamowanie (depresja rozprzestrzeniająca się)
Centralne znaczenie w patogenezie migreny z aurą ma zjawisko korowego szerzącego się zahamowania (ang. Cortical Spreading Depression, CSD), opisanego przez Leo. Jest to samopropagująca fala depolaryzacji neuronów i komórek glejowych, która rozprzestrzenia się po korze mózgowej z prędkością 2-6 mm/min, zazwyczaj rozpoczynając się w korze potylicznej. CSD stanowi podłoże zarówno objawów aury, jak i bólu głowy związanego z migreną.1234
CSD charakteryzuje się intensywną depolaryzacją neuronalną związaną z odwracalnym zaburzeniem homeostazy jonowej i przejściowym zahamowaniem aktywności neuronalnej. Neurony ulegają depolaryzacji w wyniku lokalnego wzrostu stężenia potasu pozakomórkowego, a zaburzone gradienty jonowe błony komórkowej charakteryzują się napływem sodu i wapnia oraz uwalnianiem glutaminianu. Początkowa akumulacja potasu pozakomórkowego występuje w wyniku powtarzającej się depolaryzacji i repolaryzacji nadpobudliwych neuronów w korze mózgowej, a nagromadzenie to dodatkowo depolaryzuje komórki, z których uwalniany jest potas.123
Za rozprzestrzenianiem się CSD podąża fala zmian naczyniowych charakteryzująca się początkowo hiperemią (przekrwieniem), a następnie długotrwałą oligemią (zmniejszonym przepływem) korową. Te zmiany w przepływie krwi mózgowej i utlenowaniu, wraz ze zwiększonymi potrzebami metabolicznymi związanymi z CSD, prowadzą do niedopasowania podaży i popytu, a normalne mechanizmy homeostazy naczyń mózgowych zostają przeciążone.123
Aktywacja układu trójdzielno-naczyniowego
CSD aktywuje neurony aferentne nerwu trójdzielnego, co prowadzi do kaskady zdarzeń prowadzących do bólu głowy. Depolaryzacja neuronów i komórek glejowych rozprzestrzeniająca się po korze mózgowej prowadzi do indukcji aury migreny, aktywacji aferentów nerwu trójdzielnego i modyfikacji przepuszczalności bariery krew-mózg poprzez aktywację i regulację w górę metaloproteinaz macierzy.12
Aktywacja neuronów aferentnych nerwu trójdzielnego powoduje zmiany zapalne w oponach wrażliwych na ból, przyczyniając się do bólu głowy związanego z migreną. Zakończenia nerwu trójdzielnego zawierają neuropeptydy wazoaktywne, takie jak peptyd związany z genem kalcytoniny (CGRP), substancja P, wazoaktywny peptyd jelitowy i neurokinina A. Aktywacja tych neuronów wyzwala uwalnianie neuropeptydów, szczególnie CGRP, prowadząc do zapalenia neurogennego i rozszerzenia naczyń oponowych i naczyń opony miękkiej.12
CGRP jest neuropeptydem występującym w nerwach zwojów trójdzielnych, który działa jako silny wazodilatator naczyń mózgowych i oponowych i odgrywa kluczową rolę w patogenezie migreny. Badania kliniczne potwierdzające tę teorię obejmują: podwyższone poziomy CGRP w krążeniu podczas napadów migreny, rozwój bólów głowy podobnych do migreny po eksperymentalnym wstrzyknięciu CGRP oraz skuteczność selektywnych antagonistów receptora CGRP w leczeniu migreny.11
Serotonina (5-HT), uwalniana z jąder serotoninergicznych pnia mózgu, może również odgrywać rolę w migrenie, choć dokładny charakter tej roli jest przedmiotem debaty. Receptor serotoninowy (5-HT) jest uważany za najważniejszy receptor w szlaku bólu głowy.12
Mechanizmy molekularne i związki biochemiczne
Na poziomie molekularnym CSD powoduje regulację w górę genów, takich jak te kodujące cyklooksygenazę 2 (COX-2), czynnik martwicy nowotworów alfa (TNF-alfa), interleukinę-1beta, galaninę i metaloproteinazy. Markery stanu zapalnego i stresu oksydacyjnego zostały powiązane z migreną w kilku badaniach. Cytokiny prozapalne, takie jak interleukina-1 (IL-1) i interleukina-6 (IL-6), zostały zaangażowane w ten stan. Stwierdzono, że poziom IL-1α jest podwyższony we krwi dzieci cierpiących na migrenę z aurą. Podobnie, u dorosłych z migreną z aurą stwierdzono wyższe poziomy IL-1β w osoczu w okresach bez bólu głowy i we wczesnych stadiach ataków w porównaniu z osobami cierpiącymi na migrenę bez aury.12
Glutaminian odgrywa kluczową rolę w CSD. Uwalnianie glutaminianu w CSD jest procesem regeneracyjnym, a późniejsza aktywacja presynaptycznych receptorów NMDA wywołuje dalsze uwalnianie glutaminianu. Ostatnie badania wykazały, że olbrzymie smugi glutaminianu, kluczowego neuroprzekaźnika, narastające w mózgu, mogą pomóc wyjaśnić wystąpienie migreny z aurą. Te smugi przewidują początek rozprzestrzeniania się depolaryzacji, a zapobieganie smugom hamuje je.12
Tlenek azotu (NO) również odgrywa rolę w CSD. Przekrwienie korowe i oligemia w CSD są połączone ze zmianami NO, które są znacznie osłabione przez zahamowanie syntazy tlenku azotu (NOS).1
Predyspozycje genetyczne i mikroembolizacja
Migrena z aurą wydaje się mieć silniejszy komponent genetyczny niż migrena bez aury. Chociaż mutacje w pojedynczym genie mogą powodować niektóre zaburzenia migrenowe, inne wynikają z polimorfizmów w wielu genach. Geny zaangażowane w aurę wpływają na sposoby działania neuronów i zwykle sprawiają, że są one bardziej pobudliwe.12
Najlepiej zbadanym monogenetycznym zespołem migreny z aurą jest migrena hemiplegiczna. U pacjentów z migreną hemiplegiczną aury obejmują osłabienie motoryczne oprócz innych ogniskowych objawów neurologicznych powszechnie obserwowanych u pacjentów z migreną z aurą. Sekwencjonowanie DNA genów kandydujących w regionach genomowych dzielonych przez członków rodzin dotkniętych tą chorobą, zidentyfikowało mutacje przyczynowe w trzech genach migreny hemiplegicznej: CACNA1A (FHM1), ATP1A2 (FHM2), SCN1A (FHM3).1
Mutacje FHM1 w genie CACNA1A, który koduje podjednostkę α1 kanału wapniowego CaV2.1, zwiększają pobudliwość tych kanałów poprzez obniżenie progu ich aktywacji, tym samym zwiększając napływ wapnia do zakończeń presynaptycznych. Wynikające z tego podwyższenie napływu wapnia sprzyja nadmiernemu uwalnianiu glutaminianu, przyspieszając CSD, podstawowy mechanizm leżący u podstaw przejściowych zaburzeń wzrokowych charakterystycznych dla aury migrenowej.12
Interesującym elementem patogenezy migreny z aurą jest zjawisko mikroembolizacji. Niedawne dane eksperymentalne u myszy wskazują, że mikroembolia mózgowa wyzwala CSD, biologiczny substrat aury migrenowej, bez powodowania wymaganego uszkodzenia tkanki. Jeśli ta możliwość jest prawdziwa u ludzi, zaburzenia naczyń krwionośnych i przepływu krwi byłyby wtedy uznane za wyzwalacze migreny, a przyczyny naczyniowe i czynniki ryzyka migreny z aurą byłyby bardziej agresywnie poszukiwane.1
Związek między migreną z aurą a przetrwałym otworem owalnym (PFO) i innymi przeciekami prawo-lewo został dobrze udokumentowany. U osób z migreną z aurą występuje zwiększona częstość występowania PFO niż u osób z grupy kontrolnej, ale osoby z migreną bez aury nie mają zwiększonej częstości występowania PFO. Sugerujemy, że u pacjentów z PFO, krótkie okresy lokalnego i łagodnego hipoperfuzji rozwijają się w konsekwencji mikroembolii powstających z krążenia żylnego, lub mogą rozwinąć się w innych warunkach w odpowiedzi na uraz ściany naczynia, lokalne uwalnianie substancji wazoaktywnych, zwiększoną lepkość krwi, krążące kompleksy immunologiczne, dysfunkcję śródbłonka, zwiększoną interakcję płytek krwi i śródbłonka lub interakcję płytek krwi i leukocytów.12
Rola pnia mózgu i wzorce aktywności mózgu
Badania sugerują, że pień mózgu może odgrywać kluczową rolę w patogenezie migreny z aurą. Wczesna aktywacja pnia mózgu/podwzgórza prawdopodobnie pośredniczy w objawach zapowiadających, w tym nieprawidłowym przetwarzaniu sensorycznym i podatności na różne czynniki ryzyka, i może prowadzić zarówno do aktywacji nocycepcji trójdzielno-naczyniowej, jak i do wyzwolenia aury/CSD. Odkrycia te podkreślają potencjalną rolę pnia mózgu jako czynnika napędzającego podatność na CSD i zaangażowanie wstępujących dróg z pnia mózgu do kory mózgowej w inicjacji CSD/aury.1
Nieprawidłowości w mocy i symetrii rytmu alfa, obecność spowolnienia i zwiększony przepływ informacji w szerokim zakresie pasm częstotliwości często charakteryzują spontaniczną aktywność EEG w migrenie z aurą. Ponieważ większość nieprawidłowości elektrofizjologicznych była częściej obecna i miała większą amplitudę w migrenie z aurą niż w migrenie bez aury, techniki neurofizjologiczne okazały się bardzo pomocne w poszukiwaniu patofizjologicznych podstaw aury migrenowej.1
Wzorzec neurofizjologiczny, który charakteryzuje pacjentów z migreną z aurą poprzez nieprawidłową korową aktywność rytmiczną, zwiększoną reaktywność korową i deficyt hamowania bocznego, może być przypisany dysrytmii wzgórzowo-korowej (TCD). Na poparcie tego teoretycznego wyjaśnienia, niektórzy autorzy stwierdzili tendencję do redukcji lub pełnej redukcji amplitudy presynaptycznej salwy aktywności oscylacyjnej o wysokiej częstotliwości osadzonej w zwykłych SSEP odzwierciedlających aktywność wzgórzowo-korową u pacjentów z migreną z aurą między atakami.1
Modele mechanizmów patofizjologicznych
Istnieje kilka modeli teoretycznych wyjaśniających relację między aurą migrenową a bólem głowy, a badacze nadal debatują nad dokładną sekwencją zdarzeń.
Teoria wyzwalania bólu głowy przez CSD
Jedna z teorii sugeruje, że CSD może bezpośrednio aktywować nocycepcję trójdzielną i tym samym wyzwalać ból głowy migrenowy. Badanie przeprowadzone na szczurach dostarczyło bezpośrednich dowodów, że aury, przypuszczalnie wywoływane przez fale depresji spontanicznej aktywności elektrycznej, które powoli rozprzestrzeniają się przez płat potyliczny kory mózgowej, mogą wyzwalać aktywację nocyceptorów oponowych.1
Opóźniona aktywacja neuronalna obserwowana w tych badaniach może być istotna dla typowego opóźnienia między początkiem aury a początkiem bólu głowy migrenowego, chociaż podstawowe mechanizmy pozostają nieznane. Trwała aktywacja nocyceptorów oponowych może być wynikiem albo krótkotrwałego uwalniania cząsteczek bólowych podczas CSD, które promuje ostrą aktywację nocyceptora i powoduje trwającą uczulenie, które zazwyczaj utrzymuje się dłużej niż bodziec o 30-60 minut, albo ciągłego uwalniania cząsteczek bólowych przez okres do 1 godziny podczas CSD.1
Ponieważ ten okres trwałej aktywacji nocyceptorów oponowych może nie być wystarczający sam w sobie, aby wyjaśnić 4- do 72-godzinny czas trwania fazy bólu głowy migreny, badacze zaproponowali, że czas trwania aktywacji nocyceptora może być wystarczający do promowania ciągłej aktywności centralnych neuronów trójdzielno-naczyniowych, które ostatecznie stają się niezależne od przychodzących sygnałów z nocyceptorów i mogą trwać wiele godzin.1
Teoria zdarzeń równoległych
Alternatywny pogląd uważa aurę/CSD i ból głowy za niezależne równoległe zdarzenia, oba wynikające z globalnej dysfunkcji mózgu podczas fazy prodromalnej ataku migreny. Dane kliniczne dotyczące zmiennej relacji między wystąpieniem aury i bólu głowy podczas ataków migreny podważyły przyczynowy związek tych 2 zjawisk.1
Według tej teorii, wczesna aktywacja pnia mózgu/międzymózgowia prawdopodobnie pośredniczy w objawach zapowiadających, w tym nieprawidłowym przetwarzaniu sensorycznym i podatności na różne czynniki ryzyka, i może prowadzić zarówno do aktywacji nocycepcji trójdzielno-naczyniowej, jak i do wyzwolenia aury/CSD.1
Teoria ping-pong
Kolejna teoria, znana jako teoria ping-pong, sugeruje, że migrena może również wyzwalać aurę, być może dlatego, że zapalenie migrenowe wyzwala falę elektryczną. Według tej teorii, mechanizm aury to fala elektryczna zwana korowym szerzącym się zahamowaniem, natomiast mechanizm migreny to zapalenie wokół nerwów czuciowych i aktywacja różnych ośrodków wewnątrz mózgu.1
Implikacje kliniczne i nowe kierunki terapeutyczne
Zrozumienie patofizjologii migreny z aurą ma istotne implikacje kliniczne, szczególnie w kontekście zwiększonego ryzyka udaru i rozwoju nowych opcji terapeutycznych.
Zwiększone ryzyko udaru
Osoby z migreną z aurą mają zwiększone ryzyko udaru (3 do 4 razy więcej niż populacja ogólna). Ale to ryzyko dotyczy głównie osób poniżej pięćdziesiątego roku życia, których bazowe ryzyko udaru jest bardzo niskie. Liczne badania, w tym pięć meta-analiz, powiązały migrenę, szczególnie migrenę z aurą, ze zwiększonym ryzykiem udaru niedokrwiennego. Względne ryzyko udaru niedokrwiennego jest podwojone u osób z migreną z aurą w porównaniu z osobami bez migreny.12
Związek między migreną a udarem niedokrwiennym jest silniejszy dla kobiet, kobiet poniżej 45 roku życia, kobiet stosujących doustne środki antykoncepcyjne i kobiet palących. Ryzyko jest większe dla osób z aktywną migreną (tj. atak migreny w ciągu ostatnich 12 miesięcy) i wyższą częstotliwością ataków.12
Dokładne mechanizmy, przez które migrena jest powiązana z udarem, są nieznane i prawdopodobnie wieloczynnikowe. Migrena z aurą jest związana z niższym progiem wyzwalania korowego szerzącego się zahamowania, czyniąc mózg podatny na migrenę bardziej podatnym na niedokrwienie mózgu.1
Potencjalne cele terapeutyczne
Wraz z lepszym zrozumieniem patofizjologii migreny, uwaga badaczy przesunęła się w kierunku podejść opartych na celach. W tym kontekście szlak CGRP wyłonił się jako jeden z głównych mediatorów migreny. W ostatnich latach kilka przeciwciał monoklonalnych ukierunkowanych na szlak CGRP zostało przebadanych i zatwierdzonych w wybranych regionach globalnych do profilaktycznego leczenia migreny epizodycznej i przewlekłej.1
Ponieważ CGRP okazał się realnym celem interwencji terapeutycznych w migrenie, badacze coraz częściej rozważają jego możliwą rolę w CSD i aurze migrenowej. Mimo sukcesu (z przeciwciałami blokującymi CGRP), to gdzie i jak CGRP powoduje migrenę pozostaje w dużej mierze nieznane. Spekulowano, że może istnieć połączenie między CGRP a CSD, i że możliwe jest, że działania naczyniowe CGRP mogą przyczyniać się do CSD.12
Inne cele neurofizjologiczne oceniane pod kątem potencjalnej interwencji w CSD obejmują 2 miejsca bramkowania kanałów jonowych, kanały jonowe wrażliwe na kwasy (ASICs) i kanały przejściowego potencjału receptorowego ankirynowego typu 1 (TRPA1). Dane silnie sugerują, że dezaktywacja kanałów TRPA1 i blokada CGRP miałyby korzyści terapeutyczne w zapobieganiu migrenie z aurą.1
Glutaminian również odgrywa pierwotną rolę w CSD. Uwalnianie glutaminianu w CSD jest procesem regeneracyjnym, a późniejsza aktywacja presynaptycznych receptorów NMDA wywołuje dalsze uwalnianie glutaminianu. Ta obserwacja może być najbardziej obiecująca klinicznie, ponieważ interwencja podczas fazy aury z lekami, które blokowałyby opóźnioną indukcję aktywacji neuronalnej, mogłaby potencjalnie zapobiec wystąpieniu bólu głowy migrenowego.12
Lamotrigina jest lekiem przeciwpadaczkowym, blokującym kanały sodowe, zdolnym do wywołania pośredniego zahamowania uwalniania glutaminianu neuronalnego, blokując w ten sposób rozprzestrzenianie się CSD po korze mózgowej, jak pokazano w modelu eksperymentalnym CSD. Badania sugerują, że lamotrigina może być skuteczna w leczeniu migreny z aurą. W porównaniu z topiramatem, innym lekiem przeciwpadaczkowym zatwierdzonym jako lek pierwszego rzutu do profilaktyki migreny, lamotrigina wykazała podobną skuteczność w zmniejszaniu miesięcznej częstotliwości ataków migreny oraz lepszy profil tolerancji, co czyni ją potencjalnym lekiem z wyboru, szczególnie u pacjentów zgłaszających przedłużoną aurę i którzy nie reagują, mają przeciwwskazania lub przerywają leczenie topiramatem z powodu działań niepożądanych.123
Nowe mechanizmy i odkrycia
Ostatnio odkryto wcześniej nieznany mechanizm, w którym białka z mózgu są przenoszone do określonej grupy nerwów czuciowych, co powoduje ataki migreny. Badacze odkryli, że białka te aktywują grupę ciał komórek nerwów czuciowych u podstawy czaszki, tzw. zwój trójdzielny, który można opisać jako bramę do obwodowego czuciowego układu nerwowego czaszki.1
U podstawy zwoju trójdzielnego brak bariery, która zwykle zapobiega wnikaniu substancji do nerwów obwodowych, co umożliwia substancjom w płynie mózgowo-rdzeniowym wnikanie i aktywowanie nerwów czuciowych sygnalizujących ból, czego rezultatem są bóle głowy. Oznacza to, że gdy białka są uwalniane, są przenoszone do zwoju trójdzielnego przez wspomniane szlaki sygnałowe, gdzie wiążą się z receptorem nerwu czuciowego sygnalizującego ból, aktywując nerw i wyzwalając atak migreny następujący po objawach aury.12
Co więcej, większość pacjentów doświadcza jednostronnych bólów głowy, a ten szlak sygnałowy może pomóc wyjaśnić dlaczego. Badanie sposobu transportu białek z mózgu pokazuje, że substancje nie są przenoszone do całej przestrzeni wewnątrzczaszkowej, ale głównie do układu czuciowego po tej samej stronie, co powoduje jednostronne bóle głowy.1
Wniosek
Migrena z aurą to złożone zaburzenie neurologiczne, którego patofizjologia obejmuje szeroką gamę mechanizmów, od korowego szerzącego się zahamowania po aktywację układu trójdzielno-naczyniowego. Rosnąca wiedza na temat tych mechanizmów przyczyniła się do opracowania ukierunkowanych terapii i lepszego zrozumienia związku między migreną a innymi schorzeniami naczyniowymi, takimi jak udar mózgu. Dalsze badania nad patofizjologią migreny z aurą mogą prowadzić do jeszcze bardziej skutecznych strategii profilaktycznych i terapeutycznych dla osób cierpiących na tę wyniszczającą chorobę.1
Kolejne rozdziały
Zapraszamy do dalszego czytania naszego leksykonu.
Wybierz kolejny rozdział z menu poniżej, aby otworzyć nową podstronę kompedium wiedzy i uzyskać szczegółowe informację o leku, substancji lub chorobie.