Voor een miljard mensen wereldwijd kunnen de symptomen verwoestend zijn: kloppende hoofdpijn, misselijkheid, wazig zien en vermoeidheid die dagen kan aanhouden. Maar hoe hersenactiviteit deze meest ernstige hoofdpijn – migraine – veroorzaakt, heeft wetenschappers al lang in verwarring gebracht.

Een studie 1over muizen, gepubliceerd inWetenschapop 4 juli, geeft nu aanwijzingen voor de neurologische gebeurtenissen die migraine veroorzaken. Het suggereert dat een kortstondig hersenverlies – wanneer de neuronale activiteit stopt – tijdelijk de inhoud van het hersenvocht verandert, het heldere vocht dat de hersenen en het ruggenmerg omringt. Men denkt dat deze veranderde vloeistof via een voorheen onbekende opening in de anatomie naar zenuwen in de schedel wordt getransporteerd, waar het pijn- en ontstekingsreceptoren activeert en hoofdpijn veroorzaakt.

“Dit werk is een heroverweging van de manier waarop we naar de oorsprong van hoofdpijn kijken”, zegt Gregory Dussor, een neuroloog aan de Universiteit van Texas in Dallas in Richardson. "Hoofdpijn kan eenvoudigweg een algemeen waarschuwingssignaal zijn dat er veel dingen in de hersenen aan de hand zijn die niet normaal zijn."

"Migraine is in dit opzicht eigenlijk beschermend. De pijn is beschermend omdat het de persoon vertelt te rusten en te herstellen en te slapen", zegt co-auteur Maiken Nedergaard, een neuroloog aan de Universiteit van Kopenhagen.

Pijnloos brein

De hersenen zelf hebben geen pijnreceptoren; Het gevoel van hoofdpijn komt uit gebieden buiten de hersenen, gelegen in het perifere zenuwstelsel. Maar hoe de hersenen, die niet direct verbonden zijn met het perifere zenuwstelsel, zenuwen activeren om hoofdpijn te veroorzaken, is slecht begrepen, waardoor ze moeilijk te behandelen zijn.

Wetenschappers die werkten met een muismodel van een specifiek type hoofdpijn, auriculaire migraine genaamd, wilden dit onderzoeken. Een derde van de migrainepatiënten ervaart een fase vóór hun hoofdpijn, ook wel aura genoemd, met symptomen zoals misselijkheid, braken, gevoeligheid voor licht en gevoelloosheid. Het kan vijf minuten tot een uur duren. Tijdens de aura ervaren de hersenen een depressie die corticale verspreiding (CSD) wordt genoemd wanneer de neuronale activiteit voor een korte periode stopt.

Studies naar migraine suggereerden dat hoofdpijn ontstaat wanneer moleculen in het hersenvocht uit de hersenen wegvloeien en zenuwen in de hersenvliezen activeren, de lagen die de hersenen en het ruggenmerg beschermen.

Het team van Nedergaard wilde onderzoeken of er vergelijkbare lekken waren in het hersenvocht die de trigeminuszenuw activeren, die door het gezicht en de schedel loopt. De zenuwtakken verbinden zich in het trigeminale ganglion aan de basis van de schedel. Dit is een knooppunt voor het doorgeven van sensorische informatie tussen het gezicht en de kaak naar de hersenen en bevat receptoren voor pijn en ontstekingseiwitten.

bundel zenuwen

De auteurs fokten muizen die last hadden van CSD's en analyseerden de beweging en inhoud van hun hersenvocht. Tijdens een CSD ontdekten ze dat de concentraties van sommige eiwitten in de vloeistof daalden tot minder dan de helft van hun gebruikelijke niveaus. De niveaus van andere eiwitten verdubbelden, waaronder het pijnoverbrengende eiwit CGRP, dat een doelwit is van migrainemedicijnen.

De onderzoekers ontdekten ook een voorheen onbekende opening in de beschermende lagen rond het ganglion trigeminus waardoor hersenvocht in deze zenuwcellen kan stromen. Daarom testten ze of spinale vloeistoffen met verschillende eiwitconcentraties de trigeminuszenuwen bij controlemuizen beïnvloedden.

De vloeistof die kort na een CSD werd verzameld, verhoogde de activiteit van trigeminuszenuwcellen - wat suggereert dat hoofdpijn kan worden veroorzaakt door pijnsignalen van deze geactiveerde cellen. Vloeistof die 2,5 uur na CSD's werd verzameld, had niet hetzelfde effect.

"Wat er ook vrijkomt in het hersenvocht, wordt afgebroken. Het is dus een fenomeen van de korte termijn", zegt Nedergaard.

"Het laat echt deze prachtige potentiële interactie zien in hoe een verandering in de hersenen de periferie kan beïnvloeden. Er kan een uitwisseling plaatsvinden tussen deze twee componenten van het zenuwstelsel, en daar zouden we ons meer bewust van moeten zijn", zegt Philip Holland, een neuroloog aan King's College London.

Dussor suggereert dat toekomstige studies zouden moeten onderzoeken waarom de eiwitten in het ruggenmergvocht die het ganglion trigeminus raken hoofdpijn veroorzaken en geen ander soort pijn. “Dit zal veel interessante vragen oproepen in de industrie en zal waarschijnlijk het startpunt zijn voor veel nieuwe onderzoeksprojecten.”