نظراً لانتشار الصداع النصفي على نطاق واسع، فليس من المستغرب أن يعاني منه العديد من أفراد بعض العائلات. ولذلك، منذ القرن التاسع عشر، كان يُفترض أن الصداع النصفي وراثي. وقد أُجريت العديد من الدراسات لدعم هذه الفرضية.
تلعب العوامل الوراثية دورًا حاسمًا في الإصابة بالصداع النصفي. يعرف أكثر من 70% من المصابين أقارب من الدرجة الأولى (آباء، أو إخوة، أو أبناء) يعانون أيضًا من الصداع النصفي. ويزداد خطر إصابة أبناء مرضى الصداع النصفي بالصداع النصفي بمقدار ضعفين إلى أربعة أضعاف مقارنةً بأقرانهم. أما بالنسبة لنوع فرعي من الصداع النصفي، وهو الصداع النصفي الشقي العائلي، فقد تم تحديد عيوب جينية كامنة. هذه العيوب مسؤولة عن فرط الحساسية لمجموعة واسعة من المحفزات الداخلية والخارجية، والتي تُعرف باسم عوامل التحفيز، وهي سمة مميزة لمرضى الصداع النصفي.
تشمل هذه العوامل، من بين أمور أخرى، اضطرابات دورة النوم والاستيقاظ، والتقلبات الهرمونية، وتغيرات مستويات السكر في الدم أو مستويات التوتر الحالية، والجهد البدني غير المعتاد، أو الاضطرابات الناجمة عن الروائح أو الضوضاء أو الأضواء الوامضة. وهذا يعني أنه على الرغم من أن الاستعداد الوراثي للصداع النصفي ينتقل عبر الأجيال، فإن حدوث نوبة الصداع النصفي في حالة فردية، وإذا حدث، فما مدى شدتها وتكرارها، يعتمد إلى حد كبير على العوامل البيئية.
تنشأ الصداع النصفي من تغير في نقل الإشارات واضطراب في إمداد الطاقة للخلايا العصبية في الدماغ
يُشير استعراض الدراسات إلى أن آباء وأبناء مرضى الشقيقة أكثر عرضة للإصابة بها من غيرهم. ويُرجّح هذا الاستنتاج أن للعوامل الوراثية دورًا هامًا، إلا أن عوامل التعلّم والسلوك لا تقل أهمية. وقد أسهمت الأبحاث الحديثة في مجال الشقيقة وعلم الوراثة في تقديم رؤى جديدة وحاسمة حول تطور الشقيقة.
في عام ٢٠٠٥، اكتشف فريق بحثي من عيادة كيل للألم ومعهد علم الوراثة البشرية بجامعة بون/كولونيا طفرات جينية محددة على الكروموسوم ١ لدى مرضى يعانون من أكثر أنواع الصداع النصفي شيوعًا. تُخلّ هذه الطفرات باستثارة الخلايا العصبية. وإذا ما تعرضت الأعصاب لحمل زائد بسرعة كبيرة أو لفترة طويلة، فقد يؤدي ذلك إلى انهيار إمدادها بالطاقة، ما يُخلّ بتنظيم وظائفها. فتُفرز الخلايا العصبية النواقل العصبية المُسببة للألم دون رادع، مُسببةً الصداع النصفي النابض.
يتميز مرضى الشقيقة بخصائص فريدة في طريقة معالجة أدمغتهم للمؤثرات. فجهازهم العصبي في حالة تأهب قصوى باستمرار، حيث يستقبل الدماغ المؤثرات بشكل أسرع وأسرع، ويعالجها بسرعة أكبر. وحتى الآن، كان سبب اختلاف وظائف أدمغة مرضى الشقيقة غير معروف إلى حد كبير.
بفضل هذه النتائج، اكتشف فريق البحث مفتاحًا لفهم جينوم الصداع النصفي. سابقًا، كانت الطفرات الجينية معروفة فقط لأنواع فرعية نادرة للغاية من الصداع النصفي. درس العلماء عائلات على مدى أربع سنوات، عانى فيها العديد من الأفراد من الصداع النصفي المصحوب بهالة أو الصداع النصفي غير المصحوب بهالة. وهما أكثر أنواع الصداع النصفي شيوعًا، إذ يمثلان أكثر من 99% من جميع نوبات الصداع النصفي.
بحث فريق البحث من كيل وكولونيا في جميع أنحاء ألمانيا عن عائلات يعاني فيها اثنان على الأقل من أفرادها من الصداع النصفي المصحوب بهالة. فحصت الدراسة أفرادًا من 45 عائلة، بمتوسط أربعة أفراد مصابين. وفي إحدى العائلات، تم تحديد عشرة أفراد مصابين. تم تشخيص أنواع الصداع النصفي الفرعية باستخدام أحدث معايير الصداع الموحدة دوليًا. أُخذت عينات دم من أفراد العائلة المصابين وغير المصابين. بعد التشخيص الدقيق لأنواع الصداع النصفي، أُرسلت المادة الوراثية من عيادة كيل للألم إلى معهد علم الوراثة البشرية في جامعة بون أو كولونيا، حيث تم تحليل بنيتها باستخدام تقنيات خاصة.
في هذه الدراسة، ركز فريق البحث على منطقة من الكروموسوم 1 حيث تم رصد تغيرات جينية سابقًا في نوع فرعي نادر للغاية من الشقيقة. يحتوي هذا المركز المستهدف على جين لمضخة أيونية محددة في الدماغ، وظيفتها تنظيم استثارة الخلايا العصبية وإمدادها بالطاقة. ولأول مرة، اكتشف فريق العلماء تغيرين جينيين غير معروفين سابقًا في هذه المنطقة لدى مرضى يعانون من الشقيقة المنتشرة المصحوبة بهالة. وُجدت هذه التغيرات فقط لدى أفراد العائلات المصابة بالشقيقة، وليس لدى الأفراد الأصحاء. أظهرت دراسات لاحقة أن أحد هذين التغيرين الجينيين يؤدي في الواقع إلى فقدان وظيفة المضخة الأيونية، وبالتالي من المرجح أيضًا إلى اضطراب في استثارة الأعصاب. قد تكون النتيجة انهيار إمداد الطاقة في الخلايا العصبية أثناء التحفيز المفرط أو المفاجئ للجهاز العصبي لدى مرضى الشقيقة. ونتيجة لذلك، يتم إطلاق النواقل العصبية المسببة للألم بكميات زائدة، مما يسبب ألم الشقيقة والأعراض المصاحبة لها أثناء نوبة الشقيقة.
تُعد نتائج هذا البحث مهمة لتشخيص الشقيقة وعلاجها في المستقبل. ينبغي على مرضى الشقيقة الحفاظ على نمط نوم منتظم ليلاً ونهاراً، وتجنب التغيرات المفاجئة والشديدة في المؤثرات الخارجية. كما أن اتباع نظام غذائي منتظم غني بالكربوهيدرات مع كمية كافية من فيتامين ب2 يُسهم في استقرار إمداد الطاقة للخلايا العصبية.
تُساهم تمارين الاسترخاء، والعلاج بالارتجاع البيولوجي، وتدريبات إدارة التوتر في الوقاية من فرط استثارة الأعصاب وتقليل استهلاك الطاقة في الخلايا العصبية. أثناء نوبة الصداع النصفي، تعمل أدوية معينة تُسمى التريبتانات على إيقاف إطلاق النواقل العصبية المُسببة للألم. كما تُساعد الأدوية الوقائية على تنظيم استهلاك الطاقة في الخلايا العصبية.
عوامل الخطر للصداع النصفي بدون هالة والصداع النصفي مع هالة على الكروموسوم 8
قام علماء من عيادة كيل للألم وجامعة كولونيا/أولم، بالتعاون الدولي مع باحثين من جهات أخرى، من بينهم معهد ويلكوم ترست سانجر (كامبريدج) وجامعة لودفيج ماكسيميليان في ميونيخ والمركز الطبي بجامعة ليدن، بتحديد عامل خطر وراثي مرتبط بالصداع النصفي المصحوب بهالة أو بدونها لأول مرة في عام 2010.
يتحكم المتغير الجيني المحدد على الكروموسوم 8 في كمية الناقل العصبي الغلوتامات في مشابك الخلايا العصبية عبر الجينات المجاورة PGCP وMTDH. وينشط الغلوتامات وظائف عصبية مهمة مثل الانتباه والذاكرة والتركيز والإدراك.
يُعتبر هذا الاكتشاف الجديد بالغ الأهمية لفهم بداية نوبات الصداع النصفي الأكثر شيوعًا، إذ يُقدّم رؤى جديدة حول أسباب هذه الحالة الشائعة وخيارات علاجها. ومن خلال تعاون دولي فريد من نوعه ضمّ 65 باحثًا من 13 دولة، في أكبر دراسة عالمية للصداع النصفي حتى الآن، تمّ اكتشاف متغير جيني مرتبط بأكثر أنواع الصداع النصفي شيوعًا لأول مرة. وكانت الدراسات السابقة قد تمكّنت فقط من تحديد التغيرات الجينية في أنواع فرعية نادرة من الصداع النصفي المصحوب بهالة. ويوجد المتغير الجيني المكتشف حديثًا على الكروموسوم 8 في حالات الصداع النصفي المصحوب بأعراض عصبية أو غير المصحوب بها.
في دراسات سابقة، حدد الباحثون مواقع جينية مسؤولة عن أنواع فرعية نادرة ولكنها شديدة من الصداع النصفي. مع ذلك، ظلّت عوامل الخطر الجينية المسؤولة عن الصداع النصفي الشائع والمنتشر، أي الصداع النصفي المصحوب بهالة أو غير المصحوب بها. ولجمع هذه البيانات، قام فريق بحثي من عيادة كيل للألم بجمع وتصنيف عينات دم من المرضى المصابين وأفراد أسرهم على مدى عدة سنوات في ألمانيا.
في إطار البحث عن مفتاح فهم الصداع النصفي الشائع، قورنت الجينومات لأكثر من 6000 مريض بالصداع النصفي مع جينومات أشخاص أصحاء. شارك باحثون من أكثر من 13 دولة في هذا التعاون الدولي. وكانت مجموعة المرضى من عيادة كيل للألم إحدى أكبر المجموعات الفرعية ضمن الشبكة، مما مكّن في نهاية المطاف من تحديد المتغير الجيني.
بشكلٍ غير متوقع، تمكن باحثون في العلوم الأساسية من تحديد متغير جيني على الكروموسوم 8، يُسمى rs1835740، كأول عامل خطر وراثي معروف للصداع النصفي. في الدراسة الأولية، تمت مقارنة المادة الوراثية لأكثر من 2500 مريض بالصداع النصفي مع 10000 شخص سليم. ونظرًا لهذا الاكتشاف غير المتوقع، أُعيد فحص هذا الموضع الجيني في دراسة تكرارية ثانية واسعة النطاق شملت أكثر من 3200 مريض إضافي بالصداع النصفي و40000 شخص سليم كمجموعة ضابطة. وبذلك، تمكنت الشبكة الدولية للصداع النصفي من تأكيد شكوكها الأولية.
استثارة الأعصاب والغلوتامات
بسبب ارتفاع مستوى الغلوتامات المحدد وراثيًا، يبدو أن انتقال النبضات العصبية عبر الشق المشبكي بين الأعصاب يمكن أن يكون سريعًا جدًا ومستمرًا وشديدًا. يُعدّ التوتر وعدم انتظام الروتين اليومي من أقوى محفزات الصداع النصفي.
إذا تم تنشيط الجهاز العصبي بقوة مفرطة، أو بشكل مفرط ومفاجئ، فقد يؤدي ذلك في البداية إلى فرط النشاط، وفي النهاية إلى استنزاف النواقل العصبية. وقد يضطرب التحكم العصبي، مما يؤدي بدوره إلى إطلاق مواد التهابية داخل الجهاز العصبي. ويمكن أن تسبب هذه المواد التهابًا مؤلمًا في الأوعية الدموية في السحايا، مما ينتج عنه الصداع النصفي النابض والمتقطع.
ستُسهّل مناهج البحث المكتشفة حديثًا التدخلَ بفعالية أكبر في الأسباب الكامنة وراء الصداع النصفي مستقبلًا. وقد أظهرت الدراسات السريرية الحالية أن الأشخاص الذين يعانون من نوبات متكررة يتميزون بحساسية عالية في الجهاز العصبي ونظام إدراك الألم. ويمكن الآن معالجة العوامل السلوكية والتجريبية التي تُسهم في فرط تنشيط مستويات الغلوتامات بشكلٍ مُحدد في برامج البحث السريري. وقد يُمثل تطوير فئات مُحددة من المواد التي تُعيد مستويات الغلوتامات إلى وضعها الطبيعي خطوةً إضافية نحو الوقاية الناجحة من نوبات الصداع النصفي في المستقبل.
يُعرف الصداع النصفي الآن بأنه مرض متفاقم يصيب الجهاز العصبي المركزي. وتؤدي نوبات الصداع النصفي المتكررة والمطولة إلى تغييرات بنيوية في الجهاز العصبي، مما يُسهم بدوره في ظهور مجموعة من الحالات المرضية المرتبطة به. وتشمل هذه الحالات، في مجال طب الأعصاب، الصرع، والصداع الناتج عن الإفراط في استخدام الأدوية، والسكتة الدماغية؛ وفي مجال الطب النفسي، الاكتئاب، والقلق، واضطرابات الهلع؛ وفي مجال الطب الباطني، النوبات القلبية، وأمراض الشريان التاجي، وارتفاع ضغط الدم.
قد يلعب فرط تنشيط الجهاز العصبي المستمر نتيجة ارتفاع مستويات الغلوتامات دورًا حاسمًا في تطور أمراض أخرى إلى جانب الصداع النصفي. وقد يكون عامل الخطر الجيني المحدد على الكروموسوم 8 أساسًا مشتركًا لهذه الأمراض المتنوعة.