椎骨動脈は、心臓側から首の後ろ（頚椎）の骨にあいた小さな穴「横突孔（おうとつこう）」をトンネルのように通り抜け、頭蓋骨の底から脳内へと進入して小脳や脳幹へ血液を供給する極めて重要な血管です。この血管の最大の特徴は、首の骨という硬い構造物に囲まれながら、首の曲げ伸ばしや左右への回旋に合わせて激しく引き伸ばされたりねじられたりする過酷な環境に置かれている点にあります。
動脈の壁は通常、内側から「内膜」「中膜」「外膜」の3層構造で強靭に保たれています。しかし、何らかの外力や血圧の上昇によって内膜にわずかな亀裂が入ると、勢いよく流れる血液が中膜との間に潜り込み、血管の壁が長軸方向に沿ってペリペリと剥がれるように裂けていきます。これが椎骨動脈解離の病態生理です。
日本脳卒中学会などの臨床データによると、解離が起きると内腔が狭窄・閉塞して血栓が作られ、それが脳幹部へ飛んで若年性脳梗塞の原因となるケースが約半数を占めます。一方で、血管の外膜側へ向かって風船のように膨らむ「解離性動脈瘤」を形成し、頭蓋内で破裂した場合は致死率の高いくも膜下出血を引き起こします。動脈硬化が進んだ高齢者だけでなく、血管壁が柔軟なはずの20代から40代に患者が集中する背景には、この解剖学的な特異性と首の可動性が深く関係しています。
