Szczególnie uderzającą cechą klasterowych bólów głowy jest to, że w okresie aktywnej fazy klasterowej substancje rozszerzające naczynia krwionośne, takie jak alkohol, histamina i nitrogliceryna, mogą niezawodnie wywoływać ataki klasterowe. Co ciekawe, środki te są całkowicie nieaktywne w wywoływaniu ataków klasterowych w okresie remisji. Najbardziej skuteczny efekt uzyskuje się po podaniu histaminy. Podskórne podanie 0,3 mg histaminy powoduje pulsujący ból głowy w ciągu dziesięciu minut.
W przypadku nitrogliceryny początek bólów głowy odpowiada punktowi maksymalnego działania rozszerzającego naczynia krwionośne substancji. Typowy atak klasterowy występuje po około 30 do 45 minutach już minął , nie można zakładać, że indukcja ataków klasterowych jest bezpośrednią konsekwencją rozszerzenia naczyń . Potwierdza to dodatkowo fakt, że ataku klasterowego nie można sprowokować nitrogliceryną w dowolnym momencie . Po spontanicznym ataku występuje okres refrakcji trwający kilka godzin jest opóźniony przez atak sprowokowany eksperymentalnie .
Podobnie jak w przypadku histaminy, alkoholu przed wystąpieniem ataku klasterowego można zaobserwować okres latencji wynoszący od 30 do 45 minut wywołać atak klasterowy u około 50% efekt dawka - o opóźnić wystąpienie kolejnych ataków i przerwy do trzech dni w fazie aktywnej. Jednak u niektórych pacjentów występuje wówczas mechanizm odbicia z przejściowym zwiększeniem częstotliwości ataków.
Hipoksja również była uważana za potencjalny czynnik wyzwalający ataki. Obserwacja ta opiera się początkowo na fakcie, że podanie czystego tlenu podczas ataku klasterowego bólu głowy może szybko zmniejszyć ból. Występowanie nocnych wiąże ze zmniejszoną saturacją tlenem w nocy i możliwym bezdechem sennym zaburzenia autoregulacji ośrodkowego układu nerwowego zmniejszenia dopływu tlenu do ośrodkowego układu nerwowego. Odkrycie to jest poparte obserwacją, że saturacja tlenem po podaniu nitrogliceryny jest wyraźniejsza i utrzymuje się dłużej u pacjentów z atakami klasterowego bólu głowy niż u osób z grupy kontrolnej.
Fosfolipidy
Dowodem na zaburzenia metabolizmu fosfolipidów jest istotne obniżenie stężenia choliny w erytrocytach, o około 50% w porównaniu ze zdrowymi osobami kontrolnymi. Cholina jest generowana z fosfatydylocholiny w błonach komórkowych. Co ciekawe, normalizacja poziomu choliny w erytrocytach następuje w trakcie dwutygodniowej kuracji litem . Ta renormalizacja jest ułatwiona dzięki hamowaniu odpływu choliny z erytrocytów, co może stanowić potencjalne wyjaśnienie mechanizmu działania litu w leczeniu klasterowych bólów głowy.
Prostaglandyny
Stosowanie leków przeciwzapalnych , takich jak kwas acetylosalicylowy czy indometacyna, nie istotnego wpływu terapeutycznego na klasterowe bóle głowy. Ponieważ substancje te należą do grupy inhibitorów syntezy prostaglandyn, jest mało prawdopodobne, aby prostaglandyny odgrywały istotną rolę w patogenezie klasterowych bólów głowy. W rzeczywistości nie stwierdzono istotnych różnic w aktywności prostaglandyn w klasterowych bólach głowy.
Leukotrieny
Leukotrieny odgrywają istotną rolę w indukowaniu hiperalgezji, zwiększaniu przepuszczalności naczyń i zmniejszaniu reakcji nocyceptywnych po podaniu bradykininy . Istnieją dowody na to, że w fazie remisji klasterowego bólu głowy uwalnianie leukotrienu B4 i leukotrienu C4 jest znacząco zmniejszone w porównaniu z osobami zdrowymi .
U pacjentów z klasterowymi bólami głowy stwierdzono zwiększoną liczbę mastocytów w skórze po stronie bólu, ale także po stronie bez bólu, w porównaniu ze zdrowymi osobami kontrolnymi. Mastocyty są głównym miejscem magazynowania histaminy . Histamina może występować w podwyższonych stężeniach podczas napadu klasterowego bólu głowy okołonaczyniowych i skórnych. Po napadzie klasterowego bólu głowy zwiększoną liczbę degranulacji mastocytów , które prawdopodobnie są związane z odruchami aksonowymi. Takie nasilone procesy degranulacji występują zarówno podczas napadu klasterowego bólu głowy, jak i w okresie bez bólu.
Monoamina
monoaminooksydazy (MAO) w płytkach krwi obniżona u pacjentów zarówno w trakcie, jak i pomiędzy atakami klasterowymi . Spadek ten jest bardziej wyraźny w trakcie ataków klasterowych. Ponadto, aktywność MAO wykazuje większą termostabilność u pacjentów z klasterowym bólem głowy w porównaniu z grupą kontrolną. Obniżoną aktywność MAO można interpretować oznakę upośledzenia funkcji błon komórkowych u pacjentów
Znacznie podwyższone stężenia noradrenaliny i adrenaliny opisywano również u pacjentów z klasterowym bólem głowy w ostrej fazie klasterowej . Jednakże, takie podwyższone stężenia stwierdzono jedynie w przypadku noradrenaliny i adrenaliny sprzężonej , a nie w przypadku noradrenaliny i adrenaliny wolnej. Wzrost stężenia noradrenaliny można zaobserwować zarówno podczas spontanicznego ataku klasterowego, jak i po atakach wywołanych nitrogliceryną. Wzrost ten można interpretować jako normalną reakcję na rozszerzenie naczyń krwionośnych . Ogólnie rzecz biorąc, zmiany stężenia monoamin w klasterowym bólu głowy nie są zbyt specyficzne . Zmiany te można przypisać aktywności fizycznej, wpływom pory roku, a nawet leczeniu.
dotyczących wychwytu serotoniny przez płytki krwi. Opisano zarówno zmniejszony wychwyt, jak i prawidłową aktywność.
Aminokwasy
Aminokwasy pobudzające , zwłaszcza glutaminian, asparaginian i glicyna, pełnią ważne funkcje neuroprzekaźnikowe w przekaźnictwie nocyceptywnym . Zachowanie tych aminokwasów pobudzających w płytkach krwi jest uważane za model ich zachowania w neuronach. Na przykład, stężenia glicyny w płytkach krwi istotnie obniżone . Jednakże stężenia glutaminianu i asparaginianu nie wykazywały zmian w porównaniu z osobami zdrowymi. Stężenia tych aminokwasów pobudzających nie różnią się między fazą aktywną a fazą remisji.
Neuropeptydy i opioidy
U pacjentów z epizodycznym klasterowym bólem głowy, stwierdzono podwyższone stężenia met-enkefaliny w osoczu podczas ostrego ataku klasterowego. Pomiędzy atakami w okresie klasterowym i w okresie remisji obserwowano jednak prawidłowe poziomy . W przewlekłym klasterowym bólu głowy, stwierdzono podwyższone stężenia met-enkefaliny w osoczu przed wystąpieniem ostrego ataku w porównaniu do czasu w trakcie ostrego ataku i czasu po ataku . Można założyć, że wzrost stężenia met-enkefaliny w osoczu jest wtórną reakcją na zwiększoną aktywność współczulną wykazały również zmniejszone stężenia met-enkefaliny w mózgowo-rdzeniowym u pacjentów z klasterowym bólem głowy interpretować zmniejszoną endogenną aktywność przeciwbólową
Analiza neuropeptydów zapalnych u pacjentów z klasterowym bólem głowy ujawnia podwyższone poziomy peptydu związanego z genem kalcytoniny (CGRP) i wazoaktywnego polipeptydu jelitowego w żyle szyjnej podczas ostrego ataku klasterowego . Natomiast neuropeptyd Y i substancja P nie wykazują podwyższonych poziomów podczas ataku. Co ciekawe, leczenie ataku klasterowego — zarówno tlenem, jak i podskórnie podanym sumatryptanem — znacząco obniża podwyższone poziomy CGRP. Podanie leków przeciwbólowych nie powoduje jednak żadnych zmian w poziomach neuropeptydów. Odkrycia te bezpośrednio sugerują aktywację w obrębie układu trójdzielno-naczyniowego , a skuteczne leczenie może bezpośrednio blokować tę zwiększoną aktywność. Ponadto, w studium przypadku zaobserwowano, że pacjent, u którego rozwinął się tętniak rzekomy zatoki jamistej, zgłaszał objawy bólowe zgodne z klasterowym bólem głowy . Odkrycie to sugeruje znaczenie zatoki jamistej w patofizjologii klasterowego bólu głowy.
Substancja P
Substancja P są szczególnie ważne w kontekście zapalenia neurogennego , przekaźnictwa nocyceptywnego w neuronach i reakcji bezpośredniego wzrostu wrażliwości na ból i sama może wywoływać ból . Z tego powodu podejrzewa się, że zwiększona aktywność substancji P w neuronach nerwu trójdzielnego i twarzowego jest przyczyną bólu podczas ataków klasterowych. Bezpośrednia wazoaktywność tego neuropeptydu została również zinterpretowana jako przyczyna zaburzeń autonomicznych podczas ataków klasterowych. Jednakże, nie stwierdzono zmiany stężenia substancji P płynie mózgowo-rdzeniowym podczas aktywnego okresu klasterowego w porównaniu z okresem remisji i w porównaniu z osobami zdrowymi. Natomiast zaobserwowano zmniejszoną aktywność substancji P w osoczu . Może to zwiększony metabolizm podczas ataku klasterowego. Jednak w przypadku neuropeptydu peptydu związanego z genem kalcytoniny (CGRP) stwierdzono podwyższone stężenia w ślinie podczas okresu klasterowego. To samo dotyczy wazoaktywnego polipeptydu jelitowego (VIP).
Hamujący neuroprzekaźnik somatostatyna jest w stanie blokować uwalnianie substancji P. Somatostatyna występuje w zwojach współczulnych. Blokując uwalnianie substancji P, somatostatyna mogłaby być potencjalnym kandydatem do ostrego leczenia klasterowych bólów głowy. Jednakże wiąże się ona z bardzo nasiloną tachyfilaksją, dlatego stosowanie somatostatyny w leczeniu klasterowych bólów głowy mało skuteczne . Niemniej jednak wykazano, że stężenie somatostatyny w osoczu zmniejsza się w okresie występowania klasterowych , a wstrzyknięcie somatostatyny łagodzić ostre klasterowe bóle głowy .