Bei einem Migräneanfall herrscht Sauerstoffmangel im Gehirn: Während einer Attacke schwellen die Nervenzellen im Gehirn an und stören dadurch die Sauerstoffzufuhr, hat ein amerikanisch-dänisches Forscherteam bei Mäusen im Labor entdeckt. Gleichzeitig wird in einigen Gehirnteilen kurzfristig mehr Sauerstoff benötigt, als vom Blut zugeführt wird. Die Konsequenz sind Nervenschäden, von denen die Wissenschaftler allerdings bislang nicht wissen, ob sie vorübergehend sind oder nicht. Wird die Sauerstoffzufuhr in einer Krisensituation dagegen künstlich erhöht, verkürzt sich die Dauer der Migräneanfälle. Die Belastung des Gehirns durch diesen Sauerstoffmangel kann möglicherweise erklären, warum Migränepatienten ein höheres Schlaganfallrisiko haben als Menschen ohne die Schmerzattacken.
Um die Vorgänge im Gehirn während eines Migräneanfalls zu untersuchen, wählten Takano und seine Kollegen einen neurologischen Prozess namens Streudepolarisierung. Damit bezeichnen Hirnforscher eine sich über die Hirnrinde ausbreitende Änderung der elektrischen Spannung in den Nervenzellen. Dieser Prozess gilt als Basis der Symptome während eines Migräneanfälles. So vermuten Wissenschaftler beispielsweise, dass das helle, flimmernde Licht der Aura, die viele Migränepatienten vor einem Anfall wahrnehmen, durch die sich über das Sehzentrum im Gehirn ausbreitende Streudepolarisierung verursacht wird. Streudepolarisierungswellen tragen außerdem zu Hirnschäden nach Schlaganfällen und Gehirnerschütterungen bei.
Für ihre Studie lösten die Wissenschaftler um Takano bei Mäusen durch das Einspritzen einer Salzlösung ins Gehirn eine solche Streudepolariserung aus. Während sich die Versuchstiere in Narkose befanden, maßen die Wissenschaftler die Sauerstoffkonzentration des Gehirns mit winzigen Elektroden und betrachteten die Nervenzellen unter dem Mikroskop. Das Ergebnis: Die Gehirnzellen schwollen innerhalb von nur wenigen Minuten an und erzeugten dadurch einen Sauerstoffmangel. Dieser wiederum führte zu Schäden an den Nervenzellen. Besonders betroffen waren dabei die dünnen Verästelungen, die die Kontakte zwischen den einzelnen Zellen herstellen, beobachteten die Forscher.
Die kritische Phase war messbar kürzer, wenn die Mäuse während der Streudepolarisierung mit Sauerstoff beatmet wurden, zeigte ein weiteres Experiment. Takano und seine Kollegen schlagen daher vor, nicht erst die Symptome der Migräne mit Schmerzmitteln zu bekämpfen, sondern die Kopfschmerzanfälle vorbeugend mit Medikamenten zu unterbinden. Ob eine Behandlung mit Sauerstoff den Patienten einen zusätzlichen Nutzen bringt, muss dagegen noch genauer untersucht werden. Das gleiche gilt für die Frage, ob die beobachteten Nervenschäden permanent sind oder nicht.
Takahiro Takano (Universität Rochester) et al.: Nature Neuroscience, Online-Vorabveröffentlichung, DOI 10.1038/nn1902 ddp/wissenschaft.de ? Fabio Bergamin
