叢集性頭痛又稱為組織胺性頭痛，而組織胺與過敏反應(yīng)有重要關(guān)系。某些擴血管藥物，如硝酸甘油、組胺、乙醇等可誘發(fā)叢集性頭痛發(fā)作。

這種過敏反應(yīng)為I型變態(tài)反應(yīng)，花粉、霉菌、蝦、魚及蜂毒等作為抗原刺激漿細胞產(chǎn)生IgE抗體，此抗體與靶組織中肥大細胞或血液中嗜堿性粒細胞結(jié)合，當(dāng)再次接觸這些抗原，即可導(dǎo)致細胞脫顆粒，釋放出組織胺，這些介質(zhì)使靶細胞的平滑肌痙攣，微血管擴張，血管通透性增加，血漿外滲和組織水腫，腺體分泌增加，而產(chǎn)生一系列臨床表現(xiàn)。

組胺是一種強血管擴張藥，部分CH患者血中組胺增高，皮下注射組胺可以誘發(fā)患者頭痛發(fā)作，CH的臨床癥狀很像組胺反應(yīng)，應(yīng)用組胺脫敏治療對部分患者有效。此外，有人發(fā)現(xiàn)，CH患者痛側(cè)顳部皮膚肥大細胞增多，其活性增強，該細胞能合成和釋放某些血管活性物質(zhì)，如組胺、5-HT等。據(jù)此提出CH發(fā)病與組胺有關(guān)，但確切機制，因果關(guān)系并不清楚。