Fisiopatología de la cefalea en racimos

En pacientes que experimentan cefalea en racimos es posible detectar alteraciones estructurales y funcionales en el hipotálamo y en las áreas que conforman la matriz del dolor

Autor: Buture A, Boland J, Dikomitis L, Ahmed F Journal of Pain Research 12:269-281 2019

Introducción

De los cuadros clínicos cuyo síntoma característico es el dolor de cabeza, la cefalea en racimos (CR) es el de mayor gravedad.

En este sentido, los pacientes experimentan dolor agudo en un lado de la cabeza (en ocasiones, puede ser bilateral o afectar la región cefálica derecha o izquierda), en episodios que se mantienen de 15 min a 3 h y que pueden ser recurrentes durante el día (hasta 8 ataques) o en las jornadas subsiguientes; esta situación ha conducido, en ciertos casos, al suicidio.

Cabe destacar que esta cefalea primaria se presenta en conjunción con agitación, congestión nasal, rinorrea, lagrimeo, edema en el párpado y ptosis, hiperemia conjuntival (correspondiente a la región cefálica afectada por el dolor), miosis y sudoración en la frente y el rostro.

El objetivo de la presente revisión fue exponer la información respecto de los mecanismos subyacentes a la CR, obtenida a partir de estudios realizados con marcadores biológicos (neuropéptidos) y de neuroimagen.

Estructuras nerviosas y neuropéptidos implicados en la CR

Con el objetivo de determinar las estructuras nerviosas y los mecanismos subyacentes a la CR, se evaluaron las observaciones efectuadas en estudios de neuroimagen y bioquímicos.

Los primeros comprenden la técnica de imágenes por resonancia magnética funcional (IRMF), morfometría basada en vóxel (MBV), tomografía por emisión de positrones (TEP), tomografía computarizada por emisión de fotón único (SPECT, por su sigla en inglés), tractografía mediante imagen ponderada por difusión, imágenes con tensor de difusión (ITD) y estadística espacial basada en tractos nerviosos (TBSS, por su sigla en inglés).

En particular, la MBV se utiliza para determinar la presencia de anomalías estructurales en localizaciones puntuales de la sustancia gris, y la ITD para establecer las alteraciones en la sustancia blanca mediante la estimación de la difusividad y la anisotropía fraccional.

En este sentido, al estudiar la arquitectura axonal, la anisotropía fraccional (la difusión del líquido varía de acuerdo con la dirección en la que es evaluada) permite establecer la existencia de difusión libre en el área analizada o condicionada por la presencia de tractos nerviosos (valores de 0 [máxima isotropía] y 1 [máxima anisotropía], respectivamente).

La estimación de dicho parámetro requiere la valoración mediante tractografía y la división en vóxeles de las diferentes regiones del cerebro estudiadas, en la aplicación de la TBSS. Por otra parte, la actividad neuronal en las diferentes estructuras nerviosas puede ser estudiada mediante PET, SPECT e IRMF.

En particular, la SPECT y la IRMf demuestran las modificaciones en el flujo sanguíneo cerebral mediante la detección de las emisiones del radioisótopo 133xenón o las variaciones en los niveles locales y transitorios de oxígeno en sangre (lo cual es indicativo de la oxigenación del tejido nervioso), respectivamente.

Asimismo, el funcionamiento de las estructuras nerviosas puede ser evaluado por medio del consumo de glucosa registrado en el procedimiento de PET, en el que se administra al paciente una molécula análoga a la glucosa marcada con un radionúclido emisor de positrones (fluodesoxiglucosa).

Entre las estructuras nerviosas que muestran anomalías en pacientes con CR se encuentra el hipotálamo, en el que se observó un patrón de conectividad alterado en el funcionamiento de redes neuronales (uso de IRMF).

Al evaluar cuadros crónicos y episódicos mediante la aplicación de MBV, se verificó un aumento en el volumen de su porción anterior, lo que podría indicar la participación del núcleo supraóptico, presente en dicha localización, en la regulación de la recurrencia de este tipo de cefalea.

Asimismo, en la PET combinada con angiografía de resonancia magnética se registró mayor actividad neuronal en la parte inferior de la porción posterior del hipotálamo, en pacientes con CR episódica (n = 17).

Por otra parte, por medio de ITD e IRMF fue posible detectar anomalías estructurales y funcionales en la matriz del dolor, la cual procesa e integra la información proveniente del estímulo nociceptivo y está conformada por las áreas somatosensoriales primaria y secundaria, la corteza prefrontal, el tálamo y la región anterior del giro cingulado.

En concordancia, se detectó el compromiso en la actividad de otros circuitos implicados en el procesamiento de las señales dolorosas, como el área occipital y las redes de saliencia y cerebelar.

Cabe destacar que se registró, por medio de MBV, la disminución del volumen de la sustancia gris en los centros nerviosos que procesan la información nociceptiva, reducción que afectó al giro frontal y la corteza insular izquierda, y la parte derecha del giro precentral, del giro temporal medio, de la corteza cingulada posterior y del tálamo, así como la parte anterior del núcleo caudado derecho e inferior del lóbulo temporal del hemisferio izquierdo.

Asimismo, se ha postulado que las anomalías estructurales, detectadas mediante dicha técnica, en la corteza insular, el lóbulo temporal, el hipocampo y el cerebelo, y por medio de ITD en la sustancia blanca de la porción derecha de la amígdala, del globo pálido y del núcleo caudado, estarían relacionadas con los sucesivos episodios de CR en el período de vida, lo que podría desencadenar la activación de mecanismos celulares de degeneración del tejido nervioso y modificaciones aberrantes en la plasticidad sináptica.

Por otra parte, la sintomatología que acompaña a los episodios agudos de CR, como congestión nasal, rinorrea y lagrimeo, es provocada por la activación del reflejo trigémino-autonómico.

Asimismo, la irradiación del dolor en la CR está mediada por la división oftálmica del nervio trigémino, ya que se produce la excitación del sistema trigémino-vascular, en donde las diferentes fibras nerviosas secretan distintos neuropéptidos en particular, entre los que cabe destacar el péptido intestinal vasoactivo (PIV), el péptido relacionado con el gen de la calcitonina (CGRP, por su sigla en inglés) y el péptido activador de la adenilato ciclasa hipofisiaria (PACAP, por su sigla en inglés).

Dichos neuropéptidos provocan una vasodilatación significativa durante los episodios de CR, en los cuales se constata un aumento en su concentración.

En particular, el CGRP, que presenta mayor expresión en el sistema nervioso central respecto de la registrada en el sistema nervioso periférico, induce extravasación de plasma y muestra, en dichos episodios, un aumento en sus niveles en la vena yugular externa, que puede ser contrarrestado con la administración subcutánea de una dosis de 6 mg de sumatriptán o la inhalación de O₂.

Tanto el CGRP como el PACAP son secretados por fibras nerviosas sensoriales del trigémino, y este último, que es liberado, asimismo, por fibras nerviosas parasimpáticas, se encuentra implicado en la modulación de diversos mecanismos celulares al ser expresado en diferentes sistemas además del nervioso (urogenital y respiratorio) y en órganos como el páncreas.

Por otra parte, el incremento de la concentración de PIV en plasma durante las cefaleas es indicativo de la excitación de las fibras nerviosas parasimpáticas (este péptido es secretado por dichas fibras y las del núcleo supraóptico). Cabe destacar que el PIV es una hormona de la familia secretina-glucagón, liberada por los sistemas cardiovascular y digestivo, que, de acuerdo con el contexto celular y molecular, induce inflamación o contrarresta dicho proceso.

En lo que respecta a las estructuras nerviosas implicadas en la aparición de la CR, la estimulación cerebral profunda efectuada en sitios del área tegmental ventral en localización posterior al hipotálamo y la estimulación del ganglio esfenopalatino o del nervio occipital permite, en forma respectiva, evitar la recurrencia de episodios de la enfermedad (estudiado en un intervalo de 8 meses), reducir la sensación nociceptiva o contrarrestar las alteraciones metabólicas en diferentes áreas que conforman la matriz del dolor.

Discusión

Mediante las observaciones efectuadas en los procedimientos que estudian la arquitectura y la actividad en las diferentes estructuras nerviosas, ha sido posible identificar la presencia de alteraciones características de pacientes con CR.

En este sentido, se detectan anomalías en los ganglios basales, el sistema límbico y áreas que conforman la matriz del dolor, así como en la porción anterior del hipotálamo, estructura nerviosa que se considera podría estar implicada en la generación del episodio de CR.

Asimismo, se registra la activación del sistema trigémino-vascular y la consecuente secreción de los neuropéptidos PIV, CGRP y PACAP, cuyos niveles en suero se encuentran aumentados durante los episodios agudos de CR; su efecto principal es la vasodilatación. Cabe destacar que dicha activación se produce en distintos cuadros de cefalea primaria.

Conclusiones

En los episodios agudos de CR se ha determinado la participación de estructuras nerviosas como el hipotálamo y aquellas que conforman la matriz del dolor, como también la activación del sistema trigémino-vascular y la secreción de neuropéptidos que provocan vasodilatación (PACAP, CGRP y PIV), la cual se registra en las cefaleas primarias.

SIIC- Sociedad Iberoamericana de Información Científica

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