Neben dem trigeminalen System ist der Hypothalamus eine zentrale Struktur in der Pathophysiologie des Clusterkopfschmerzes (CKS). Kortikosteroide sind hochwirksam in der Kurzzeitprävention des CKS, jedoch ist die Wirkweise nicht bekannt. Calcitonin gene related peptide (CGRP) ist ein Biomarker für die Aktivierung des trigeminalen Systems im Clusterkopfschmerz. Die Melatoninproduktion ist bei Patienten mit CKS verändert und ist ein Hinweis auf eine hypothalamische Dysfunktion. Wir untersuchten in einer prospektiven Kohorten Studie den Einfluss einer hochdosierten Stoßtherapie mit Methylprednisolon auf die CGRP-Plasmaspiegel und Melatonin-Synthese in Patienten mit episodischem CKS während einer Episode. CKS-Patienten in der Cluster-Episode wiesen im Vergleich zur Remission erhöhte interiktale CGRP Plasmaspiegel auf. Die Gabe von Methylprednisolon führte parallel zu der Reduktion der Attackenfrequenz zu einer Normalisierung des CGRP Spiegels. Kortikosteroide könnten somit eine Hyperaktivität des trigeminalen Systems bei CKS unterdrücken und damit die Generierung von CKS-Attacken verhindern. Die nächtliche Urinsekretion von 6-Sulfatoxymelatonin (aMT6s), dem stabilen Metaboliten von Melatonin im Urin, war sowohl innerhalb als auch außerhalb der Episode vermindert. Dieses kann auf eine kontinuierliche Störung der hypothalamischen Funktion im CKS hinweisen. Die Gabe von Methylprednisolon führte bei den untersuchten CKS-Patienten zu einer transienten Erhöhung der erniedrigten nächtlichen aMT6s-Urinsekretion. Diese Erhöhung des Melatoninspiegels könnte auf eine mögliche vorübergehende Normalisierung der hypothalamischen Funktion durch die Kortikosteroidtherapie hinweisen. Als Vergleichsgruppe dienten Patienten mit schubförmig-remittierender Multipler Sklerose, die im Rahmen einer Schubtherapie ebenfalls eine Hochdosistherapie mit Methylprednisolon erhielten. In dieser Patientengruppe wurden weder die CGRP-Plasmaspiegel noch die aMT6s Urinsekretion durch die Kortikosteroidtherapie beeinflusst. Zusammenfassend gelang es zu zeigen, dass Kortikosteroide die CGRP Plasma- und aMT6s Urinspiegel beim CKS verändern. Diese Änderungen deuten auf eine Beeinflussung des trigeminalen und hypothalamischen Systems hin. Allerdings kann nicht ausgeschlossen werden, dass die beobachteten Änderungen eine Konsequenz und nicht die Ursache der reduzierten Attackenfrequenz sind.
The trigeminal system and the hypothalamus play an important role in cluster headache (CH) pathophysiology. Corticosteroids are very effective in CH short-time prevention, but their mechanism of action is not understood. Calcitonin gene related peptide (CGRP) served as a biomarker of activated trigeminal system and changed melatonin production as a biomarker of hypothalamic dysfunction in CH. We hypothesized in a prospective cohort study that a course of high-dose methylprednisolone may influence the activity of the trigeminal system and the hypothalamus in episodic CH during the bout. Episodic CH patients had higher jugular vein CGRP plasma concentrations interictally in the bout compared to a complete remission state outside the bout. Methylprednisolone led to a reduction of CH attacks and a normalization of CGRP plasma levels. We propose that corticosteroids are able to normalize the hyperactive state of the trigeminal system and thereby suppress the generation of CH attacks. Nocturnal 6-sulfatoxymelatonin (aMT6s, melatonins stable metabolite in urine) excretion was significantly reduced in CH patients during and outside the bout. The persisting low levels are a strong indicator of hypothalamic dysfunction in CH. Methylprednisolone led to a transient increase of reduced nocturnal aMT6s urine excretion in CH patients. The increase of melatonin levels could indicate a transient normalization of hypothalamic dysfunction due to mechanisms modified by corticosteroid treatment. Patients with an acute relapse of remittent relapsing multiple sclerosis (MS) undergoing a similar treatment regimen with high-dose methylprednisolone appeared to be a suitable control group. These patients did not show any significant changes of CGRP plasma levels or aMT6s urine excretion due to similar treatment. In conclusion, this study could show that corticosteroid treatment alters CGRP plasma levels and aMT6s urine levels in CH patients. The alteration of CGRP plasma levels and melatonin secretion after corticosteroid administration can point out the influence of corticosteroids on the trigeminal nerve system and the hypothalamus. However, we cannot entirely exclude that changes in CGRP and melatonin levels are rather a consequence than the cause of reduced attack frequency.
