Neuer Signalweg könnte Migräneschmerzen direkt stoppen

Ein neu entdeckter Kommunikationsweg verbindet weit voneinander entfernte Nervenzentren in Gehirn und Schädel mit dem übrigen Körper. Er könnte einen neuen Ansatzpunkt liefern, um Migräneschmerzen unmittelbar zu stoppen.

Forschende versuchen seit Langem zu klären, wo Migräneanfälle im Gehirn ihren Ursprung haben und auf welche Weise diese einseitigen, von Übelkeit begleiteten Kopfschmerzen Schmerzen sowie weitere Beschwerden wie Erbrechen auslösen. Dieses Verständnis könnte neue Möglichkeiten eröffnen, Migräne vorzubeugen oder zumindest die stechenden Schmerzen nach ihrem Beginn zu lindern.

Bei einem Drittel der Menschen mit Migräne geht dem Anfall eine Aura voraus: flimmernde Lichterscheinungen oder verschwommenes Sehen. Ihr wiederum geht eine Welle ungewöhnlicher Hirnaktivität voraus, die sich über den Kortex, die äußere Schicht des Gehirns, ausbreitet.

Bislang war jedoch nicht eindeutig, wie diese Aktivität im Gehirn Rezeptoren an schmerzempfindlichen Nervenzellen außerhalb des Gehirns beeinflusst.

Blut-Hirn-Schranke und Trigeminusganglion

Das Gehirn ist von der Blut-Hirn-Schranke geschützt, die potenziell schädliche Stoffe und Krankheitserreger vom zentralen Nervensystem (ZNS) fernhält. Auch das Rückenmark verfügt über eine eigene schützende Hülle, die den Durchtritt großer Moleküle verhindert.

Eine zentrale Nervenschaltstelle zwischen dem ZNS und allen außerhalb liegenden Nerven, dem peripheren Nervensystem, ist das Trigeminusganglion. Dieses bohnenförmige Nervenbündel am Schädelgrund steht bereits mit Migräne und Kopfschmerzen in Verbindung und leitet sensorische Informationen aus Gesicht und Kiefern an das Gehirn weiter.

Fachleute gingen davon aus, dass das Trigeminusganglion außerhalb der Blut-Hirn-Schranke liegt. Dadurch wäre es vergleichsweise gut mit Medikamenten erreichbar, etwa mit CGRP-Hemmern, einer vielversprechenden neueren Form der Migränetherapie.

Diese Lage hätte allerdings bedeutet, dass das Trigeminusganglion nicht mit der Gehirn-Rückenmarks-Flüssigkeit, dem Liquor, in Kontakt kommt, die Gehirn und Rückenmark umspült.

Liquor transportiert Signale zum Trigeminusganglion

Die neue Studie an Mäusen zeigt das Gegenteil: Der Liquor befördert Signalmoleküle direkt zu Zellen im Trigeminusganglion. Dabei umgeht er einen langsameren, bereits bekannten Weg über die Hirnhäute, eine dreischichtige Membran, welche Gehirn und Rückenmark umschließt.

„Wir identifizieren einen Kommunikationsweg zwischen dem zentralen und dem peripheren Nervensystem, der die Beziehung zwischen Migräne-Aura und Kopfschmerz erklären könnte“, erläutern der Biologe Martin Kaag Rasmussen von der Universität Kopenhagen und seine Kolleginnen und Kollegen in ihrer veröffentlichten Arbeit.

In einer Reihe von Echtzeit-Bildgebungsexperimenten verfolgte das Team bei Mäusen den Liquorfluss vom visuellen Kortex – dem häufigsten Ursprungsort einer Migräne-Aura – bis zum Trigeminusganglion.

Die Flüssigkeit gelangte rasch in den Wurzelbereich des Trigeminusganglions. Weitere Präparationen zeigten, dass dort keine dicht abschirmende Hülle vorhanden ist, die gelösten Molekülen den weiteren Eintritt in die feinen Fortsätze der Trigeminusnerven verwehren würde.

Zudem strömten Moleküle, die im Liquor einer Kortexhälfte gelöst waren, überwiegend zum Trigeminusganglion auf derselben Kopfseite. Das könnte erklären, weshalb Migräne meist einseitig auftritt.

Rasmussen und sein Team stellten außerdem fest, dass sich die Zusammensetzung des Liquors der Tiere nach einer Aura veränderte. Er enthielt CGRP, das Calcitonin-Gen-Related Peptide, sowie andere Moleküle, die nach dem Durchlaufen einer Welle abnormaler Hirnaktivität vom Kortex freigesetzt wurden. Diese Moleküle aktivierten Nerven im Trigeminusganglion.

„Unsere Beobachtungen deuten darauf hin, dass die Liquoraufnahme im Trigeminus den unmittelbaren Migränekopfschmerz antreibt“, schreiben Rasmussen und seine Kolleginnen und Kollegen. Allerdings „stellten wir auch fest, dass sich die Liquorzusammensetzung rasch normalisiert, was darauf hindeutet, dass in späteren Phasen andere Prozesse den Kopfschmerz verursachen könnten“.

Mögliche Ansatzpunkte für Migränetherapien

Zwischen Mäusen und Menschen, ihren Gehirnen und Migräne bestehen selbstverständlich einige deutliche Unterschiede. Dennoch hoffen die Forschenden, dass die Identifizierung dieses neuen Signalwegs „die Entdeckung neuer [Medikamenten-]Zielstrukturen ermöglichen könnte – zum Nutzen des großen Anteils von Patientinnen und Patienten, die auf derzeit verfügbare Therapien nicht gut ansprechen“.

Ihre Ergebnisse legen bereits nahe, dass Liquor weit mehr ist als eine bloße Flüssigkeit im körpereigenen „Abfallbeseitigungssystem“. Stattdessen scheint er ein wichtiger Signalträger zu sein. Über Flüssigkeitsströme im Gehirn wird jedoch weiterhin vieles neu entdeckt.

„Zusammen liefern diese Ergebnisse einen neuen Mechanismus, der das zentrale und das periphere Nervensystem miteinander verbindet“, schreiben die Neurowissenschaftler Andrew Russo von der University of Iowa und Jeffrey Iliff von der University of Washington in einem begleitenden Kommentar zur Studie.

„Ebenso könnte dieser Mechanismus die miteinander verflochtenen klinischen Zusammenhänge zwischen traumatischer Hirnverletzung, Schlafstörungen und posttraumatischen Kopfschmerzen erklären.“

Die Studie wurde in Science veröffentlicht.