Migreenin patofysiologia eli mitä kohtauksen käynnistyessä tapahtuu?

Migreenin patofysiologia tarkoittaa kaikkea sitä mitä kehossa tapahtuu, kun migreenikohtaus on käynnistymässä ja päällä. Kaikkea siihen liittyvää ei vielä täysin tunneta, mutta paljon myös tiedetään: migreenikohtauksen käynnistävät neurologiset eli hermostossa tapahtuvat muutokset, jotka johtavat vaskulaarisiin eli verisuoniin liittyviin muutoksiin. Nämä muutokset taas aiheuttavat erilaisten kemikaalien vapautumista, mikä johtaa päänalueen kipua aistivien hermojen herkistymiseen. Herkistyminen taas aiheuttaa kokemuksen voimakkaasta kivusta. Tätä kutsutaan migreenin trigeminovaskulaariseksi teoriaksi.1 Käyn tässä kirjoituksessa läpi, mitä kaikkea se sisältää perinteisen migreenikohtauksen näkökulmasta.

Hermosolun aktiivisuus lisääntyy hypotalamuksessa

Migreenikohtauksen käynnistymisen tarkkaa syytä ei tiedetä, mutta sen epäillään liittyvän hypotalamuksen toimintaan, sillä tutkimuksissa on havaittu migreenikkojen hypotalamuksessa lisääntynyttä hermosolujen aktiivisuutta jopa kolme päivää ennen kohtauksen alkua1. Lisäksi useat migreenikohtausta ennakoivat oireet, kuten väsymys, haukottelu ja makean himo, viittaavat hypotalamukseen ja tukevat ajatusta siitä, että migreenikohtauksen alku paikantuu sinne2.

Tarkemmin ei tiedetä, miksi näitä muutoksia tapahtuu hypotalamuksessa. Yksi teoria on esittänyt, että kyseessä olisi hermosolujen ionien epätasapainotila, joka johtaa näihin muutoksiin. Olen käsitellyt tätä teoriaa tarkemmin tässä postauksessa. Virallinen käsitys migreenin patofysiologista tukee teoriaa siinä suhteessa, että migreenikoilla todella on geneettisiä eroja hermosolujen ionikanavien toiminnassa3 ja ionien epätasapainotila on yhdistetty migreenikohtauksiin4. Lisää tutkimusta aiheesta tarvittaisiin.

Kortikaalinen neuraalinen vaimeneminen alkaa

Keskeinen ilmiö migreenikohtauksen alkamisen on nimeltä kortikaalinen neuraalinen vaimeneminen (engl. cortical spreading depression eli CSD), ja se aiheuttaa migreenin auraoireet: sekä perinteiset näköhäiriöt että uudempana auraoireiksi myös laskettavat muiden aistien häiriöt: puhe-, kuulo-, tunto-, tasapaino-, haju- tai makuaistin häiriöt2. Auraoireisiin voi tutustua tarkemmin aikaisemmassa kirjoituksessani. Tarkkaan ei tiedetä, miksi CSD käynnistyy1.

Käytännössä CSD on aivokuorta, erityisesti takaraivo- ja päälakilohkoja, pitkin hitaasti etenevä depolarisaatioaalto, jota seuraa aivotoiminnan vähentyminen.1 Depolarisaatio tarkoittaa, että hermosolujen kalvojännite muuttuu positiivisemmaksi. Kalvojännite taas tarkoittaa hermosolun pinnalla olevaa sähköistä varausta, joka johtuu siitä, että hermosolun sisä- ja ulkopuolella on eri määrä eri tavalla sähköisesti varautuneita ioneja. Lepotilassa hermosolun kalvojännite on negatiivinen, mikä tarkoittaa, että hermosolun sisäpuolen ionien aiheuttama sähköinen varaus on negatiivisempi kuin hermosolun ulkopuolella oleva ionien aiheuttama sähköinen varaus. Kun hermosolu sitten depolarisoituu, tarkoittaa se käytännössä, että hermosolun sisäpuolelle virtaa pitoisuuseroista johtuen positiivisesti varautuneita ioneja, jolloin hermosolun sisällä oleva varaus muuttuu positiivisemmaksi.5

Migreenikohtaukseen liittyvän depolarisaatioaallon aiheuttavat nykytiedon mukaan hermosolujen ulkopuoliseen nesteeseen kerääntyneet kaliumionit (K+). Epäilynä on, että migreenikkojen hypersensitiivisistä aivoista johtuen kaliumioneja kertyy hermosolujen ulkopuoliseen nesteeseen ja kun niitä on kertynyt riittävästi, ne depolarisoivat läheiset hermosolut. Tämä johtaa hermosolujen ionitasapainon totaaliseen järkkymiseen: natrium- ja kalsiumionien virtauksiin sekä glutamaatin vapautumiseen.1

Depolarisaatioaaltoa seuraa kyseisen alueen toiminnan vähentyminen. Käytännössä tämä tarkoittaa sekä hermoimpulssien määrän että verenkierron vähentymistä.2

Trigeminovaskulaarinen järjestelmä käynnistyy

Migreenikivun vaihe käynnistyy, kun trigeminovaskulaarinen järjestelmä aktivoituu. Nimensä mukaisesti järjestelmä viittaa pään alueen hermostoon, erityisesti kolmoishermoon, sekä verenkiertojärjestelmään.1

Kun järjestelmä käynnistyy, laajenevat kovakalvon verisuonet ja osuvat sitä hermottaviin hermoihin. Nämä hermot vievät tietoa kolmoishermosolmuun, joka sijaitsee noin puolivälissä ohimoa ja leukaniveltä. Kolmoishermosolmusta viestit etenevät aivorunkoon, joka lähettää viestiä eteenpäin useisiin aivon eri osiin. Viesti kulkee mm. aivorungon muihin osiin, talamukseen ja hypotalamukseen. Talamuksesta viestiä lähetetään edelleen aivokuorelle, erityisesti päälaki- ja takaraivoaivolohkojen alueille. Näillä alueilla sijaitsevat mm. kuulo-, näkö-, haju- ja tuntoaistien alueet sekä kognitiivista ja motorista toimintaa säätelevät alueet, mikä selittää useiden migreenin liitäntäoireiden synnyn.1

Aivokuoren eri alueille saapuessa nämä viestit aiheuttavat erilaisten peptidien, kuten CGRP:n (engl. calcitonin gene-related peptide), vapautumista verenkiertoon. Samanaikaisesti myös valtimot laajenevat, syöttösolut tyhjentävät sisältöä solujen ulkopuolelle ja verta tihkuu vesisuonten ulkopuolelle. Täysin ei tiedetä, miten nämä kolme jälkimmäistä reaktiota käynnistyvät, mutta epäillään, että CSD:n edetessä vapautuvat partikkelit (mm. ATP, glutamaatti, kalium- ja vetyionit, CGRP ja typenoksidit) leviävät ympäriinsä aiheuttaen nämä reaktiot. 1 Tällöin ne olisivat rinnakkainen reaktio peptidien vapautumiselle, joka johtuu yllä kuvatun mukaisesta viestiketjusta kovakalvolta kolmoishermosolmun kautta aivorungolle ja sieltä edelleen talamuksen kautta aivokuoren eri alueille.

Perifeerinen ja sentraalinen sensitisaatio käynnistyvät

Trigeminovaskulaarisen järjestelmän käynnistäminen herkistää erityisesti kolmoishermon kipua aistivat osat, mikä tarkoittaa, että kolmoishermo reagoi aiempaa pienempiin ärsykkeisiin ja välittää tiedon niistä voimakkaampana eteenpäin. Tätä vaihetta, jossa nk. perifeeriset alueet herkistyvät kivulle, kutsutaan nimellä perifeerinen sensitisaatio. Herkistyminen aistitaan migreenille tyypillisenä sykkivänä kipuna. Täysin ei ymmärretä, miksi tämä herkistyminen tapahtuu, mutta se voi johtua aiemmin kuvatusta syöttösolujen reaktiosta tyhjentää sisältöään tai lisääntyneistä CGRP-partikkeleista. 1

Kipusignaalit kulkeutuvat puolikuuhermosolmuun, jossa kipu edelleen voimistuu ja pitkittyy. Sieltä kipusignaali jatkaa matkaansa aivorunkoon ja talamukseen, jolloin kaikki pään alueen kipuradat herkistyvät. Tätä herkistymistä kutsutaan nimellä sentraalinen sensitisaatio. Sentraalinen sensitisaatio aiheuttaa päänalueen kosketusherkkyyttä ja se myös altistaa migreenin kroonistumiselle.6 Tässä kohtaa migreenikohtaus on ns. täysillä päällä.

Yhteenveto:

  1. Muutokset hypotalamuksessa: hermosolut aktivoituvat normaalia enmmän. Aktivoituminen saattaa johtua hermosolujen ionien epätasapainotilasta, mikä johtuu migreenikoilla olevista ionikanavien eroista.
  2. Kortikaalinen neuraalinen vaimeneminen (CSD) käynnistyy eli aivokuorta pitkin etenee hitaasti depolarisaatioaalto, jota seuraa aivotoiminnan vähentyminen.
  3. Trigeminovaskulaarinen järjestelmä käynnistyy: Kovakalvon verisuonet laajenevat stimuloiden kovakalvon hermosoluja, mikä aiheuttaa erilaisten peptidien vapautumisen. Samanaikaisesti valtimot laajenevat, syöttösolut tyhjentävät sisältöä solujen ulkopuolelle ja verta tihkuu vesisuonten ulkopuolelle.
  4. Perifeerinen sensitisaatio käynnistyy: kolmoishermo ja muut päänalueen hermot herkistyvät kipusignaaleille ja kipusignaalit siirtyvät puolikuuhermoon.
  5. Sentraalinen sensitisaatio käynnistyy: Kipusignaalit siirtyvät aivorunkoon ja talamukseen, jolloin kaikki päänalueen kipuradat herkistyvät.

Lähteet:

1 David W. Dodick. 2018. A Phase-by-Phase Review of Migraine Pathophysiology. Headache. Saatavissa: https://headachejournal.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/head.13300

2 Seppo Soinila & Markku Kaste. 2015. Neurologia. Kustannus Oy Duodecim. EAN/tuotenumero : 9789516565937. Jatkuvasti päivittyvä ekirja. Saatavissa: https://www.oppiportti.fi/op/opk04598

3 William C Robertson. 5.8.2019. Migraine in Children. Medscape. Saatavissa: https://emedicine.medscape.com/article/1179268-overview#a5. Viitattu: 6.2.2022.

4 Sabina Cevoli, Valentina Favoni, Pietro Cortelli. 2019. Energy Metabolism Impairment in Migraine. Curr Med Chem. Saatavissa: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29932030/

5 Olav Sand, Oystein V. Sjaastad, Egil Haug, Jan G. Bjålie & Kari C. Toverud. 2011. Ihminen – Fysiologia ja anatomia. Sanoma Pro Oy. 8.–14. painos. ISBN: 978-952-63-0898-2.

6 Ville Artto, Marja-Liisa Sumelahti ja Mikko Kallela. 2021. Vaikeahoitoisen migreenin estohoito CGRP-reitin monoklonaalisilla vasta-aineilla. Lääketieteellinen Aikakauskirja Duodecim. Saatavissa: https://www.duodecimlehti.fi/lehti/2021/10/duo16233#s1

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.