迄今为止,临床上对偏头痛的具体发病机制尚未完全明确,部分学者认为大脑皮层扩散性抑制合并脑血流增速以及三叉神经脑膜传导的激活在偏头痛的发作中起到了重要作用。另有研究学者发现脑干功能障碍以及神经递质系统的变化亦可能在偏头痛的发生、发展过程中发挥着至关重要的作用。而三氧大自血则有疗效显著、无副作用等优势，有研究指出：三氧大自血能激活红细胞代谢，提高血红蛋白的氧饱和度，增强组织对氧和ATP的利用。改善供氧，促进血液循环，增强细胞活力，修复组织细胞。
三氧大自血治疗相关机制
★抑制谷氨酸的释放
谷氨酸属于一种兴奋性神经递质，其主要于三叉神经血管活化、皮层扩散性抑制以及中枢敏感化过程中发挥着至关重要的作用。而三氧可通过促进A1受体的表达，从而抑制谷氨酸的释放。
★促进血流流变特性
有研究报道证实，三氧可通过激活红细胞的戊糖磷酸途径促进红细胞代谢的激活，从而导致红细胞内的ATP水平增加，增强了红细胞膜的机械抵抗力，同时降低了红细胞的氧亲和力，最终促进了血流流变特性以及血流动力的改善。
★改善组织氧供
臭氧在进入机体后可通过溶解氧以及血红蛋白结合氧的方式向需氧组织供氧，从而改善组织的氧供，为患者的早日康复提供有利条件。
★灭活致痛P物质
有研究表明三氧大自血治疗偏头痛可显著缓解患者疼痛。其中主要原因可能与臭氧可有效灭活机体内致痛的P物质有关。另外三氧大自血治疗偏头痛可显著减轻头痛影响程度。
★增强机体免疫
三氧具有调节脑血流量以及缺血组织氧气输送功能的作用，且对淋巴细胞释放细胞因子具有促进作用，从而有利于机体免疫功能的增强。
★提高血清5-HT水平
有研究报道显示，偏头痛的发病因素虽较为复杂，但神经递质缺失以及传递功能的减弱与其关系最为紧密，与5-HT的含量异常相关。由此可推测三氧大自血治疗偏头痛的主要机制可能与提高血清5-HT水平有关。
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