Физиопатологията изучава функционирането на организма при болест. Да се разберат и обяснят причините за мигрената, къде възниква първият сигнал, който отключва пристъпа и как работи мозъкът по време на мигренозната атака - това са въпросите, на които все още не може да се отговори напълно. Изучаването на мигрената се усложнява, тъй като симптомите на мигрената се появяват епизодично, пациентът прекарва по-голямата част от живота си без болки, а промените в мозъка му по време на мигренозния пристъп в повечето случаи са микроскопични, малко достъпни за техниките на наблюдение, с които разполагаме понастоящем. Когато даден пациент страда от мигренозна криза, обикновено се наблюдават три отделни фази: продромална (предшестващо болката състояние), аура (временна огнищна неврологична симптоматика) и главоболие (болки в главата). Очевидно е, че не всички пациенти преминават през тези три фази при всичките си кризи, напр. само 15% от пациентите имат аура. Случва се обаче един и същ мигренозен пациент да получава пристъпи, при които ясно да се различават и трите фази, при други случаи да се наблюдава само фазата на главоболие или дори да има пристъпи, при които единствената симптоматика да се свежда до мигренозна аура. Като се има предвид изменчивата клиника на мигрената, изглежда ясно, че всяка схема, която се опитва да обясни физиопатологията на мигрената, ще трябва да е в състояние да обясни и трите потенциални фази на мигренозната атака.
Минимум една трета от пациентите имат предвещаващи болката симптоми, появяващи се един ден или няколко часа преди нея. Настървеността към сладки неща, особено към шоколада, прозявките, промените в настроението или прекаленото задържане на течности, са някои от примерите за тези предшестващи симптоми. Естеството на тези симптоми подсказва, че произходът им е хипоталамичен. Хипоталамусът е съвкупност от ядра в главния мозък, които контролират дейностите на вътрешните органи (напр. ритмите на дейността на червата, циклите сън – будно състояние, контрола върху глада и ситостта), водното равновесие (механизмите на жаждата) и телесната температура. Предлага се като главен виновник за продромалната фаза ядрото над зрителния хълм на хипоталамуса.
По-малко от една трета от мигренозните пациенти понякога имат преходна огнищна неврологична симптоматика, обикновено непосредствено преди главоболието. При повече от 90% от мигренозните кризи с аура, огнищните неврологични симптоми са свързани със зрението. Най-разпространените са така наречените фотопсии, представляващи смущения на зрението във вид на искри или светкавици. Също така може да се появи и teicopsia (наречена също и засилени привидения), представляваща визуални усещания във вид на светлинно зигзагообразно блещукане. При някои пациенти се получава липса на зрение в определена точка (“черна точка”, наречена скотома) или преходна загуба на зрението в половината на двете зрителни полета (наречено хемианопсия). Понякога, аурата се проявява със сензитивна симптоматика (вцепеняване на някой крайник), двигателна или по отношение на речта. Направен е опит огнищната неврологична симптоматика да се обясни като следствие от временното намаляване на оросяването с кръв (исхемия) на съответната мозъчна област. Днес ние знаем, че аурата не е главно съдов феномен, а е второстепенна по отношение на едно явление с невронен произход, известно под името разпространяваща се депресия. По време на мигренозната аура в тилния полюс на мозъчното полукълбо, отговарящо за клиничните симптоми, се появява същинска вълна на намаляване на невронната дейност, придвижваща се напред с ритъм от 2-3 мм/мин, като продължава средно 2 часа след изчезването на симптоматиката на аурата. Физиопатологията на разпространяващата се депресия при опитните животни се познава доста подробно. В нея се са включени различни невротрансмитери и други биохимични медиатори. Накратко, първоначално настъпва локално активиране, както на неврони така и на други клетки от нервната система (наречени глиални клетки). Това активиране се явява причина за навлизането във вътрешността на невроните на натриеви, калциеви и хлорни йони и за излизането извън клетките на водородни и калиеви йони. Съвпадението на излизането от клетките на калий, наличието на възбуждащи невротрансмитери (аспартат и глутамат) и ниски стойности на магнезия в мозъка са причината за разпространението на това локално активиране към съседните зони, оставяйки след себе си една частично неактивна зона, като в продължение на известно време участвува по решителен начин в механизма, чрез който се разпространява деполяризационната вълна. Следвайки тази линия беше доказано, че глутаматът е в състояние да индуцира явлението на разпространяващата се депресия или как антагонисти на глутамата (и рецепторът му наречен NMDA) са отговорни за блокирането на това явление. А това разкрива възможности за бъдещото фармакологично лечение на мигрената.
Главоболието е главният симптом при огромното мнозинство на мигренозните кризи. Пулсиращото главоболие при мигрената е вторично по отношение на активирането на така напечената тригемино-васкуларна система, съставена във своята аферентна част от тригеминуса, а във еферентната си част – от парасимпатиковата част на лицевия нерв. Тригеминусът (от латинската дума, използвана за наименованието на тройни близнаци) е съставен от три нервни клона, които са отговорни за почти цялата чувствителност на главата и на менингите (мембрани, които покриват главния мозък и го отделят от костта на главата). Лицевият нерв контролира лицевите движения и също така е натоварен с регулирането на такива жлези като слъзните и реактивността на кръвоносните съдове на менингите. Активирането на тази тригемино-васкуларна система води до освобождаването на определени вещества в кръвоносните съдове на менингите. Тези химични вещества се наричат като съвкупност пептиди (вещества, приличащи на протеините, но с по-малки размери) алгогени (свързани с болката, от algós – на гръцки). Основно тези алгогенни пептиди са така нареченият чревен съдоактивен пептид (поради това, че е бил изолиран за пръв път в нервните окончания на червото) и пептидът, свързан с гена на калцитонина (пептид, произвеждан от един ген, много близо до този, който синтезира друг пептид - калцитонинът). Това освобождаване на вещества предизвиква една възпалителна реакция, наречена стерилно възпаление, тъй като това възпаление не се дължи на атаки на бактерии или вируси. Стерилното възпаление разширява артериите на менингите, като предизвиква усещането за пулсиране, което много често присъства в картината на мигренозната болка. Както явлението на разширението на съдовете, така и това на стерилното възпаление, по някакъв начин са контролирани от един невротрансмитер, наречен серотонин или 5-хидрокситриптамин (5HT). Идентифицирани са два под-вида на рецепторите за серотонина (наречени 5-HT1B и 5-HT1D), които позволяват на този мозъчен невротрансмитер да контролира болката. Подвидът 5-HT1B се намира разположен в кръвоносните съдове на менингите и стимулирането му селективно обръща посоката на разширението на съдовете. Подвидът 5-HT1D се намира разположен в тригеминуса и е отговорен за контрола на стерилното възпаление. Точно върху тези рецептори действат новите фармакологични средства – серотонергичните агонисти „триптани”, за обръщане на мигренозните кризи.
Разгледахме, до известна степен в подробности, общата физиопатология на мигренозните кризи, с хипоталамусния байпас, като отговорен за предшестващите признаци, явлението на разпространяващата се депресия, като отговорна за аурата и активизирането на тригемино-васкуларната система – като отговорно за фазата на мигренозната болка. Съществуватn, при все това, някои неизяснени моменти в глобалната физиопатологична схема на мигрената. Несъмнено, най-значителният от тях е коя е структурата, генерираща мигренозните кризи. Въз основа на проучванията на немската група на Хрис Динер, е възможно две структури на ствола на главния мозък (най-ниската зона на главния мозък), locus ceruleus (който съдържа мозъчния резерв на невротрансмитерите норадреналин и адреналин) и ядрата на съединителния шев на тъканите (които съдържат мозъчния резерв на невротрансмитера серотонин), да са истинските генератори на мигренозните кризи. Други данни, чийто източник е Бостонската група на Майкъл Московиц, подсказват, че явлението на разпространяващата се депресия само по себе си също така би могло да предизвика активирането на тригемино-васкуларна система, като разпространяващата се депресия би била едно циклично явление на мозъчната кора, на което при пациентите с мигрена не би могло да се окаже противодействие и което може да предизвика намаляването на функцията (клинично изразяващо се като аура) и разширението на съдовете на менингите. Като се оставят настрана анатомичните дискусии, през последните години бяха направени значителни стъпки по отношение на изясняването на интимната физиопатологична основа на мигрената. Наистина, последните зрелищни генетични открития подсказват, че мигрената би могла да бъде една "каналопатия". Каналопатиите включват група от заболявания, чиято същност е едно генетично изменение в един йонен канал. Йонните канали са шлюзове, които се намират в мембраните на клетките, най-вече на невроните и които позволяват преминаването на определени аниони (хлор, бикарбонат) и катиони (натрий, калий, калций) през тях. Това променя електричните заряди на невроните и тяхното функциониране. Тези каналопатии имат определени клинични характеристики като тези, които се наблюдават и при мигрената, като например началото и в детството/юношеството и подобряването и в по-късна възраст, епизодичният и характер или склонността и да се отключва от реактиви, ускоряващи утаяването. Следователно, изглежда логично да се предположи, че различните повече или по-малко сложни мутации на тези структури на клетъчната мембрана обуславят една свръхвъзбудимост на невронните групи, които са в състояние да отключат, при наличието на определени стимули, една мигренозна криза. Видът на мутацията обуславя клиничния израз на мигрената (мигрена със или без аура). Несъмнено, следващите години ще ни донесат важни открития в областта на генетиката, които не само ще ни изяснят интимната физиопатология на мигренозната криза, но също така и ще ни дадат възможност да разполагаме с нови и по-специфични начини на лечение за това толкова инвалидизиращо страдание