Kopfschmerzen - Was ist da los?

Pathogenese von Kopfschmerzen

Die pharmakotherapeutischen Möglichkeiten zur Behandlung von Kopfschmerzen sind aufgrund des unzureichenden Verständnisses ihrer Pathogenese begrenzt. Die Überprüfung von Hypothesen ist schwierig, da Kopfschmerzen vorübergehend sind und Patienten während der Anfälle häufig unter starken Beschwerden und Erbrechen leiden, was die Teilnahme an der Forschung erschwert. Auch die Entwicklung eines experimentellen Kopfschmerzmodells bei Tieren ist mit Schwierigkeiten verbunden, da die zugrunde liegenden Mechanismen von Kopfschmerzen nur unzureichend bekannt sind und Kopfschmerzen oft nur Teil eines Symptomkomplexes sind, dessen Komponenten sich bereits 24 Stunden vor dem eigentlichen Kopfschmerz entwickeln können. Die Ursachen von Kopfschmerzen sind äußerst vielfältig. Bei manchen Patienten können Neuroimaging oder andere zusätzliche Untersuchungsmethoden strukturelle oder entzündliche Veränderungen identifizieren, die die Schmerzquelle darstellen. Bei Patienten mit sekundären Kopfschmerzen lässt die Behandlung der Grunderkrankung die Kopfschmerzen oft verschwinden. Die überwiegende Mehrheit der Patienten leidet jedoch an primären Kopfschmerzformen wie Migräne oder Spannungskopfschmerzen, bei denen körperliche und zusätzliche Untersuchungsmethoden keine Auffälligkeiten zeigen. Von den verschiedenen primären Kopfschmerzformen wurde die Pathogenese der Migräne am intensivsten erforscht. Traditionelle Theorien zur Migränepathogenese lassen sich in zwei Kategorien einteilen.

Vasogene Theorie

In den späten 1930er Jahren entdeckten Dr. Harold Wolff und seine Kollegen Folgendes:

1. Während eines Migräneanfalls dehnen sich bei vielen Patienten die extrakraniellen Gefäße aus und pulsieren, was für die Pathogenese von Kopfschmerzen von Bedeutung sein kann.
2. Die Stimulation intrakranieller Gefäße bei einem wachen Patienten verursacht ipsilaterale Kopfschmerzen.
3. Vasokonstriktoren wie Mutterkornalkaloide stoppen die Kopfschmerzen, während Vasodilatatoren (wie Nitrate) einen Anfall auslösen.

Auf der Grundlage dieser Beobachtungen schlug Wolff vor, dass eine Verengung intrakranieller Gefäße für das Auftreten einer Migräneaura verantwortlich sein könnte und dass Kopfschmerzen auf eine erneute Erweiterung und Dehnung der Schädelgefäße sowie eine Aktivierung perivaskulärer nozizeptiver Endigungen zurückzuführen seien.

Neurogene Theorie

Einer alternativen – neurogenen – Theorie zufolge ist das Gehirn der Auslöser der Migräne, und die individuelle Sensibilität spiegelt die diesem Organ innewohnende Schwelle wider. Befürworter dieser Theorie argumentieren, dass Gefäßveränderungen, die während eines Migräneanfalls auftreten, eine Folge und nicht eine Ursache der Migräne sind. Sie weisen darauf hin, dass Migräneanfälle häufig von einer Reihe neurologischer Symptome begleitet werden, die entweder fokal (Aura) oder vegetativ (Prodromalstadium) sind und nicht durch eine Vasokonstriktion im Becken eines Gefäßes erklärt werden können.

Möglicherweise kann keine dieser Hypothesen allein die Entstehung von Migräne oder anderen primären Kopfschmerzen erklären. Kopfschmerzen, einschließlich Migräne, sind wahrscheinlich das Ergebnis vieler Faktoren (einschließlich genetischer und erworbener), von denen einige mit der Gehirnfunktion, andere mit Blutgefäßen oder zirkulierenden biologisch aktiven Substanzen zusammenhängen. Wissenschaftler haben beispielsweise berichtet, dass familiäre hemiplegische Migräne durch eine Punktmutation im Gen verursacht wird, das die Alpha2-Untereinheit des Kalziumkanals PQ kodiert.

Morphologisches Substrat von Kopfschmerzen

Moderne Vorstellungen über die Entstehung von Kopfschmerzen sind in den letzten 60 Jahren entstanden. Die Hirnhäute sowie die meningealen und zerebralen Gefäße sind die wichtigsten intrakraniellen Strukturen, die Kopfschmerzen verursachen. In den späten 1930er und 1940er Jahren zeigten Studien an wachen Patienten, die sich einer Kraniotomie unterzogen, dass elektrische und mechanische Stimulation der Blutgefäße der Hirnhäute intensive, stechende einseitige Kopfschmerzen verursacht. Eine ähnliche Stimulation des Hirnparenchyms verursachte keine Schmerzen. Kleine pseudounipolare Äste des Trigeminusnervs (V. Hirnnerv) und die oberen Halssegmente, die die Hirnhäute und meningealen Gefäße innervieren, sind die Hauptquelle somatosensorischer Afferenzen, die das Schmerzempfinden im Kopf verursachen. Wenn diese unmyelinierten C-Fasern aktiviert werden, gelangen nozizeptive Informationen von den perivaskulären Enden durch das Trigeminusganglion und werden mit Neuronen zweiter Ordnung in der oberflächlichen Platte des kaudalen Trigeminuskerns in der Medulla synaptisch verbunden. Diese überwiegend afferenten Neuronen enthalten Substanz P, Calcitonin Gene-Related Peptide (CGRP), Neurokinin A und andere Neurotransmitter in den zentralen und peripheren (d. h. Scheiden-)Abschnitten ihrer Axone.

Der kaudale Trigeminuskern empfängt auch Input von rostraleren Trigeminuskernen, der grauen Ader des Quecksilbers, dem Nucleus magnus raphe und absteigenden kortikalen Hemmsystemen und ist ein wichtiges Bindeglied bei der Regulierung von Kopfschmerzen. Über die Rolle zentraler Trigeminusprojektionen bei der Übermittlung nozizeptiver Informationen ist wenig bekannt. Man geht jedoch davon aus, dass Neuronen zweiter Ordnung im kaudalen Trigeminuskern nozizeptive Informationen an andere Hirnstamm- und subkortikale Strukturen übertragen, darunter rostralere Teile des Trogeminuskomplexes, die retikuläre Formation des Hirnstamms, die Parabrachialkerne und das Kleinhirn. Von den rostralen Kernen werden nozizeptive Informationen an limbische Bereiche übertragen, die emotionale und autonome Reaktionen auf Schmerz vermitteln. Projektionen werden vom kaudalen Trigeminuskern auch an den ventrobasalen, posterioren und medialen Thalamus gesendet. Vom ventrobasalen Thalamus senden Neuronen axonale Projektionen an den somatosensorischen Kortex, dessen Funktion darin besteht, Schmerzort und -art zu bestimmen. Der mediale Thalamus projiziert in den frontalen Kortex, der eine affektive Schmerzreaktion vermittelt. Nach vorliegenden Daten kann der mediale Thalamus jedoch an der Übertragung sowohl affektiver als auch diskriminativer Komponenten der Schmerzempfindung beteiligt sein. Die Modulation der nozizeptiven Afferenzierung kann auf einer oder mehreren Ebenen erfolgen – vom Trigeminusnerv bis zur Großhirnrinde –, und jede dieser Ebenen ist ein potenzielles Angriffsziel für Medikamente.