Numerosi pathway neurotrasmettitoriali sono stati implicati nell'emicrania. Sistema serotoninergico: il sistema serotoninergico che origina dal nucleo del rafe è quello più studiato. Secondo questi studi l'emicrania sarebbe la conseguenza di un basso tono serotoninergico, che a sua volta faciliterebbe l'attivazione del sistema trigemino-vascolare predisponendo agli attacchi emicranici i pazienti suscettibili. Sistema autonomico: varie ricerche hanno dimostrato una disfunzione del sistema autonomico sia durante sia al di fuori dell'attacco emicranico. Sistema dopaminergico: evidenze cliniche, farmacologiche e genetiche suggeriscono una ipersensibilità del sistema dopaminergico nell'emicrania; dopo somministrazione di apomorfina, i soggetti emicranici mostrano infatti una più alta incidenza di sintomi dopaminergici (nausea, vomito, sbadigli, instabilità, sudorazione) rispetto ai controlli normali (Cerbo, 1997). In particolare, sono state trovate correlazioni con particolari alleli e/o polimorfismi per il gene del recettore dopaminergico D 2 , per il gene dell'enzima dopamina-β-idrossilasi e per il gene del trasportatore della dopamina (Cevoli, 2006). Nel cervello emicranico vi sarebbe in sostanza una aumentata disponibilità di dopamina che contribuirebbe alla bassa soglia ai fattori trigger sia nelle forme episodiche, sia nelle forme croniche (Calabresi, Cupini, 2005). La scoperta della localizzazione dei recettori D 2 nel sistema trigemino-vascolare e il loro contributo alla modulazione del firing neurale forniscono una prova del link diretto fra sistema dopaminergico e fisiopatologia dell'emicrania. Sistemi antinocicettivi endogeni: le alterazioni coinvolgenti endorfine, metenkefaline, dinorfine ed endocannabinoidi suggeriscono un contributo all'anormale modulazione dell'informazione nocicettiva trigeminale nei pazienti emicranici (Cupini, 2006). Sistema glutamatergico: nell'emicrania è stato riscontrato un aumento del glutamato nel liquor e nel plasma (Sarchielli, 2007); anormali livelli di glutamato sono stati evidenziati anche in diverse aree corticali e sottocorticali, verosimilmente a causa di un deficit del trasportatore del glutamato.