Migräne ist eine komplexe neurologische Erkrankung, die durch wiederkehrende Kopfschmerzattacken gekennzeichnet ist. Diese Attacken können von einer Vielzahl von Symptomen begleitet sein, darunter Lichtempfindlichkeit, Sehstörungen, Übelkeit und Erbrechen. Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) stuft Migräne als eine der am stärksten behindernden Erkrankungen des Menschen ein. Allein in Deutschland haben täglich etwa eine Million Menschen mit Migräneattacken zu kämpfen. Die Ursachen von Migräne sind vielfältig und umfassen sowohl genetische als auch Umweltfaktoren. In den letzten Jahren haben Genetik und Neurologie erhebliche Fortschritte bei der Aufklärung der genetischen Grundlagen von Migräne erzielt.
Verbreitung und genetische Anpassung
Migräne ist global verbreitet, wobei Unterschiede zwischen verschiedenen Bevölkerungsgruppen bestehen. In Europa und Amerika ist Migräne stärker verbreitet als in Afrika oder Asien. Eine mögliche Erklärung dafür liefert die Forschung im Bereich der Evolutionsgenetik. Eine Studie des Max-Planck-Instituts für evolutionäre Anthropologie deutet darauf hin, dass eine genetische Variante, die eine wichtige Rolle bei der Anpassung an kälteres Klima spielt, auch mit Migräne in Verbindung gebracht werden könnte.
Der Einfluss von Kälteanpassung
In den vergangenen 50.000 Jahren gab es Wanderungsbewegungen, bei denen Menschen aus Afrika in kältere Regionen Europas und Asiens umsiedelten. Diese Kolonisierung könnte genetische Anpassungen erforderlich gemacht haben, die den frühen Menschen halfen, mit niedrigeren Temperaturen umzugehen. Das Gen TRPM8, das die Bauanleitung für einen Kälterezeptor liefert, wurde dabei in den Fokus genommen. Eine Variante dieses Gens wurde in nördlichen Bevölkerungsgruppen immer häufiger. Während nur etwa fünf Prozent der Menschen mit nigerianischen Vorfahren diese Genvariante aufweisen, sind es bei Menschen mit finnischer Abstammung 88 Prozent. Interessanterweise wurde diese Genvariante bereits zuvor mit Migräne-Kopfschmerzen in Verbindung gebracht. Dies deutet darauf hin, dass die Anpassung an kalte Temperaturen in frühen menschlichen Populationen beeinflusst, wie häufig Migräne heute in bestimmten Regionen vorkommt.
Familiäre Häufung und polygene Varianten
Migräne tritt nicht nur in bestimmten Regionen häufiger auf, sondern auch in einigen Familien. Eine Studie des Teams um Aarno Palotie von der Universität Helsinki und dem Broad-Institut in Cambridge untersuchte, warum manche Familien anfälliger für Migräneattacken sind und wie die Gene beeinflussen könnten, welche Art der Migräne sie bekommen. Die Forscher analysierten die medizinischen und genetischen Daten von 1589 Familien mit insgesamt 8319 Einzelpersonen, bei denen Migräne bekannt war. Dabei wurde untersucht, ob die Weitergabe von Migräne den Mendelschen Erbregeln folgt oder ob mehrere Gene beteiligt sind (Polygenie). Die Ergebnisse zeigten, dass polygene Varianten das Risiko, an Migräne zu erkranken, erheblich erhöhten. Im Gegensatz dazu spielten einzelne Gene eine geringere Rolle als erwartet. Die Stärke der polygenen Varianten war überraschend. Weitere Genomsequenzierungen und größere Studien sind notwendig, um mehr Genvarianten zu finden, die an der Entstehung von Migräne beteiligt sind.
Neurobiologische Grundlagen der Migräne
Die Migräne ist eine neurobiologisch bedingte Funktionsstörung des Gehirns, der Hirnhaut und der Blutgefäße, für die eine erbliche Veranlagung besteht. Während einer Migräneattacke kommt es zu einer vorübergehenden Fehlfunktion schmerzregulierender Systeme. Früher gingen Wissenschaftler von einer Fehlsteuerung der Blutgefäße im Gehirn aus. Demnach verengen sich kurz vor einer Migräneattacke die Blutgefäße, was zu einer schlechteren Durchblutung der betroffenen Hirnregion führt. In einer überschießenden Gegenreaktion erweitern sich anschließend die Blutgefäße, was die migränetypischen Schmerzen verursacht.
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Aktuelle Erkenntnisse zur Pathophysiologie
Nach aktuellen Untersuchungen ist das Geschehen vermutlich auf eine Störung des Gleichgewichtszustandes von Schmerzzentren im Hirnstamm zurückzuführen. Mit Hilfe spezieller bildgebender Verfahren konnte nachgewiesen werden, dass im Gehirn ein Bereich - das sogenannte Migräne-Zentrum im Hirnstamm (periaquäduktales Grau) - aktiviert und verstärkt durchblutet wird. Dieses „Migräne-Zentrum“ reagiert überempfindlich auf Reize.
Die Rolle des Trigeminusnervs
Zwischen den Blutgefäßen des Gehirns und den Nervenzellen des Gesichtsnervs (Nervus trigeminus) besteht eine wichtige Verflechtung. Feinste Verästelungen des Trigeminusnervs befinden sich in den Wänden aller Blutgefäße im Gehirn. Die Überaktivität der Nervenzellen im Hirnstamm führt dazu, dass die (C-)Fasern des Trigeminusnervs Schmerzsignale an das Gehirn senden (über den trigemino-thalamischen Trakt). Dies hat auch eine vermehrte Ausschüttung von Botenstoffen (vasoaktive Neuropeptide) zur Folge, die eine Dehnung der Blutgefäße bewirken und die Gefäßwände für Blutflüssigkeit durchgängig machen (Extravasation) und bestimmte Blutbestandteile (z.B. entzündliche Eiweißstoffe) freisetzen. Es kommt zu einer Aufschwemmung und einer Art Entzündung des Hirngewebes und der Hirnhäute. Diese sogenannte neurogene Entzündung verursacht wiederum Schmerzimpulse, welche ausstrahlen und den Migränekopfschmerz bewirken.
Bedeutung von Neurotransmittern
Die Botenstoffe des Gehirns (Neurotransmitter) sind chemische Substanzen, die Nervensignale weiterleiten, die Ausdehnung oder Verengung der Blutgefäße steuern und Schmerzsignale auslösen. Von allen Botenstoffen spielt das Serotonin bei der Entstehung der Migräne eine besondere Rolle. Die Konzentration von Serotonin im Blut schwankt mit dem weiblichen Zyklus, was das Auftreten von Migräneattacken während des Zyklus erklären kann.
Auslöser und Triggerfaktoren
Bestimmte innere und äußere Faktoren, sogenannte Trigger, können bei entsprechender Veranlagung eine Migräne begünstigen. Jeder Migränepatient kann durch Selbstbeobachtung und konsequente Führung eines Kopfschmerz-Tagebuchs seine persönlichen Auslöser ermitteln.
Häufige Triggerfaktoren
Zu den häufigsten Triggerfaktoren gehören:
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- Wechselnder Schlaf-Wach-Rhythmus (z.B. zu viel oder zu wenig Schlaf)
- Unregelmäßigkeiten im Tagesablauf
- Unterzuckerung/Hungerzustand (z.B. aufgrund des Auslassens von Mahlzeiten)
- Hormonveränderungen, z.B. während des Zyklus oder aufgrund der Einnahme von Hormonpräparaten
- Stress in Form körperlicher oder seelischer Belastungen
- Verqualmte Räume
- Bestimmte Nahrungsmittel (z.B. Schokolade, Käse, Zitrusfrüchte, Alkohol)
- Äußere Reize wie (Flacker)Licht, Lärm oder Gerüche
- Wetter- und Höhenveränderungen
- Starke Emotionen
- Medikamente
Ist Migräne vererbbar?
Migräne ist eine neurovaskuläre Erkrankung mit einer starken genetischen Komponente. Es gibt immer mehr Hinweise darauf, dass Veränderungen an Gefäßen und Nerven im Gehirn, die zu Migräne führen, genetisch bedingt sind. Die Genforschung hat große Fortschritte bei der Entschlüsselung der genetischen Faktoren gemacht, die zur Entstehung der Migräne beitragen.
Nachweis einer Genvariante auf Chromosom 8
Im Jahr 2010 entdeckte ein internationales Konsortium eine Genvariante auf Chromosom 8, die an der Entstehung von Migräne beteiligt ist. Diese Genvariante rs1835740 soll verhindern, dass Glutamat, ein wichtiger Nervenbotenstoff im Gehirn, ausreichend abgebaut wird, was zu einer Ansammlung von Glutamat im Gehirn führt.
Weitere genetische Faktoren
Weitere Erkenntnisse der Genforschung untermauern die Vererblichkeit von Migräne. Im Jahr 2012 waren bereits sieben genetische Faktoren bekannt, die mit Migräne in Verbindung stehen. Keiner dieser Faktoren ist allein für die Entstehung von Migräne mit oder ohne Aura verantwortlich. Vielmehr tragen sie als Mosaiksteine zur Beantwortung der Frage bei, in welchem Grad Migräne vererbbar ist. Die genetischen Faktoren und alle weiteren Einflussfaktoren für die Entstehung der Migräne scheinen von Mensch zu Mensch sehr individuell zu sein.
Neueste Forschungsergebnisse
Ein internationales Forscherkonsortium hat fünf neue Genregionen entdeckt, die für die Entstehung von Migräne mitverantwortlich gemacht werden. Diese Gene sind für die Nervenzellsignalübertragung, den Energieumsatz von Nervenzellen und die Gedächtnisverarbeitung im Gehirn von Bedeutung. Die Studie identifizierte zwölf Regionen im Erbgut von Migränepatienten, die für das Risiko, an Migräne zu erkranken, mitverantwortlich sind. Acht dieser Regionen wurden in der Nähe von Genen entdeckt, die eine Rolle in der Kontrolle von Hirnschaltkreisen spielen. Zwei der Genregionen sind für die Aufrechterhaltung der normalen Hirn- und Nervenzellfunktion verantwortlich.
Beteiligung des Gefäßsystems
Eine weitere Studie hat 38 unabhängige Genregionen im Erbgut identifiziert, die mit Migräne in Verbindung stehen. Interessanterweise ist von rund zehn dieser Gene bereits bekannt, dass sie in Verbindung mit Erkrankungen der Blut- und Lymphgefäße stehen. Vier weitere der identifizierten Gene steuern die Aufrechterhaltung der Gefäßspannung. Dies zeigt, dass eine Fehlregulation im Blutkreislaufsystem mit Migräne zusammenhängt.
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Oxidativer Stress und neuronale Regulation
Forscher fanden heraus, dass einige der Risikoregionen sehr nahe zu Genorten liegen, die die Empfindlichkeit für oxidativen Stress in Nervenzellen regulieren. Viele der aufgedeckten Risikogene stehen wechselseitig funktionell in Kontakt und haben das Potenzial, die interne Regulation von Nervenzellen im Gehirn zu stören.
Chronische Migräne
Die Pathogenese der chronischen Migräne unterscheidet sich in gewisser Weise von der episodischen Migräne. Bei chronischer Migräne spielen dauerhafte entzündliche Prozesse eine wesentliche Rolle. Neueste Forschungsergebnisse weisen darauf hin, dass diese Entzündungen im Bereich des Periosts (Knochenhaut) auftreten, was auf eine extrakranielle Ursache der Migräne hindeutet.