Кластерная головная боль и мигрень имеют циркадные характеристики на нескольких уровнях (клеточном, системном и поведенческом). Для понимания их патофизиологии необходимо понять их циркадные особенности. 

Для отбора исследований были определены критерии. Затем два врача независимо друг от друга выполнили провели обзор/метаанализ, используя рекомендации по критериям. Также был проведен генетический анализ генов с циркадным паттерном экспрессии (гены с часовым контролем или CCG) путем перекрестных ссылок на полногеномные ассоциативные исследования (GWAS) головной боли, исследование на приматах, не являющихся человеком. Это позволило каталогизировать циркадные характеристики на поведенческом уровне (суточное время, время суток, время года и хронотип) и системном уровне: соответствующие области мозга, где активны CCG.

Для систематического обзора и метаанализа было отобрано 72 исследования, соответствующих критериям включения. Для генетического анализа были найдены 16 исследований. Метаанализ показал циркадный характер приступов у 70,5% (3490 из 4953) участников в 16 исследованиях с четким циркадным пиком между 21:00 и 03:00 и окологодовыми пиками весной и осенью. Хронотип сильно различался в разных исследованиях. На системном уровне у участников с кластерной головной болью сообщалось о более низком уровне мелатонина и более высоком уровне кортизола. На клеточном уровне кластерная головная боль была связана с основными циркадными генами CLOCK и REV-ERBα, и 5 из 9 кластерных генов предрасположенности к головной боли были CCG. Что касается поведения мигрени, метаанализ показал циркадный характер приступов у 50,1% (2698 из 5385) участников в 8 исследованиях с четким циркадным минимумом между 23:00 и 07:00 и широким циркадным пиком между апрелем и октябрем. Хронотип сильно различался в разных исследованиях. На системном уровне показатели мелатонина в моче были ниже у участников с мигренью даже во время приступа. На клеточном уровне мигрень была связана с основными циркадными генами CK1δ и RORα, а 110 из 168 генов предрасположенности к мигрени были CCG.

На основе наблюдения сделан вывод, что кластерная головная боль и мигрень сильно зависят от циркадных ритмов на нескольких уровнях, что усиливает роль гипоталамуса. Этот обзор доказывает патофизиологическую основу для циркадных исследований этих расстройств.