Annals of Clinical and Experimental NeurologyAnnals of Clinical and Experimental NeurologyАнналы клинической и экспериментальной неврологии2075-54732409-2533Eco-Vector74410.25692/ACEN.2021.2.4Original articlesОригинальные статьиUnknownMitochondrial arteriopathy, a suspected cause of spontaneous dissection of the internal carotid and vertebral arteriesМитохондриальная артериопатия — предполагаемая причина спонтанной диссекции внутренней сонной и позвоночной артерийKalashnikovaLudmila A.КалашниковаЛюдмила Андреевна
Russian Federation
kalashnikovancn@yandex.ruSakharovaAlla V.СахароваАлла Викторовна
Russian Federation
kalashnikovancn@yandex.ruChaikovskayaRoksana P.ЧайковскаяРоксана Петровна
Russian Federation
kalashnikovancn@yandex.ruDobryninaLarisa A.ДобрынинаЛариса Анатольевна
Russian Federation
kalashnikovancn@yandex.ruGulevskayaTat'yana S.ГулевскаяТатьяна Сергеевна
Russian Federation
kalashnikovancn@yandex.ruGubanovaMariia V.ГубановаМария Владимировна
Russian Federation
kalashnikovancn@yandex.ruVoronkovaAnastasiya S.ВоронковаАнастасия Сергеевна
Russian Federation
kalashnikovancn@yandex.ruSukhorukovVladimir S.СухоруковВладимир Сергеевич
Russian Federation
kalashnikovancn@yandex.ruResearch Center of NeurologyФГБНУ «Научный центр неврологии»17062021152293416062021Copyright ©; 2021, Kalashnikova L.A., Sakharova A.V., Chaikovskaya R.P., Dobrynina L.A., Gulevskaya T.S., Gubanova M.V., Voronkova A.S., Sukhorukov V.S.Copyright ©; 2021, Kalashnikova L.A., Sakharova A.V., Chaikovskaya R.P., Dobrynina L.A., Gulevskaya T.S., Gubanova M.V., Voronkova A.S., Sukhorukov V.S.2021Kalashnikova L.A., Sakharova A.V., Chaikovskaya R.P., Dobrynina L.A., Gulevskaya T.S., Gubanova M.V., Voronkova A.S., Sukhorukov V.S.Kalashnikova L.A., Sakharova A.V., Chaikovskaya R.P., Dobrynina L.A., Gulevskaya T.S., Gubanova M.V., Voronkova A.S., Sukhorukov V.S.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://annaly-nevrologii.com/pathID/article/view/744

Dissection of the internal carotid artery and vertebral artery (ICA/VA) is one of the leading causes of ischaemic stroke in young people. The reason for the arterial wall weakness leading to its dissection remains unclear. Morphological study of the ICA/VA, and clinical data, indicate the presence of connective tissue dysplasia in patients, which is not associated with any known hereditary diseases.

In this article, the authors summarize the results of their studies (histological and histochemical examination of muscle biopsies, electron microscopy of skin arteries) and observations (stroke-like episode, A3243G mutation in the mitochondrial genome in a patient with repeat ICA/VA dissections; increased peak lactate during MR spectroscopy in a patient who suffered an ICA dissection, then lobar hemorrhages a few years later). Based on these, the authors propose mitochondrial arteriopathy as the cause of arterial wall dysplasia leading to dissection. This article provides data on the presence of mitochondrial disorders in patients with ICA/VA dissection.

Диссекция внутренней сонной и позвоночной артерий (ВСА/ПА) является одной из основных причин ишемического инсульта у лиц молодого возраста. Причина слабости артериальной стенки, приводящей к её диссекции, остаётся нераскрытой. Морфологическое исследование ВСА/ПА и клинические данные указывают на наличие у больных признаков дисплазии соединительной ткани, которая не связана с её известными наследственными заболеваниями.

В настоящей работе авторы обобщают результаты собственных исследований (гистологическое и гистохимическое исследование мышечных биоптатов, электронно-микроскопическое исследование артерий кожи) и наблюдений (инсультоподобный эпизод, мутация A3243G в митохондриальном геноме у больного с повторными диссекциями ВСА/ПА; повышенный пик лактата при МР-спектроскопии у больного, перенёсшего диссекцию ВСА, а через несколько лет — лобарные кровоизлияния). На их основе предложена гипотеза митохондриальной артериопатии как причины дисплазии артериальной стенки, приводящей к диссекции. Представлены данные о митохондриальных нарушениях у больных с диссекцией ВСА/ПА.

internal carotid artery dissectionvertebral artery dissectionmitochondrial disordersдиссекция внутренней сонной артериидиссекция позвоночной артериимитохондриальные нарушенияKalashnikova L.A., Dobrynina L.A. [Dissection of cerebral arteries: ischemic stroke and other clinical manifestations]. Moscow, 2013. 208 p. (In Russ.)Калашникова Л.А., Добрынина Л.А. Диссекция артерий головного мозга: ишемический инсульт и другие клинические проявления. М., 2013. 208 с.Kalashnikova L.A., Dreval M.V., Krotenkova M.V. [Modern possibilities of visualization of spontaneous dissection of extracranial sections of the internal carotid and vertebral arteries]. Meditsinskaya vizualizatsiya. 2012; (3): 59–69. (In Russ.)Калашникова Л.А., Древаль М.В., Кротенкова М.В. Современные возможности визуализации спонтанной диссекции экстракраниальных отделов внутренних сонных и позвоночных артерий. Медицинская визуализация. 2012; (3): 59–69.Kalashnikova L.A., Dobrinina L.A., Dreval M.V. et al. [Neck pain and headache as the only manifestation of cervical artery dissection]. Zh Nevrol Psikhiatr Im S S Korsakova. 2015; 115(3): 9–16. DOI: 10.17116/jnevro2015115319-16. PMID: 26120975. (In Russ.)Калашникова Л.А., Добрынина JI.A., Древаль М.В. и др. Шейная и головная боль как единственное проявление диссекции внутренней сонной и позвоночной артерий. Журнал неврологии и психиатрии им. Корсакова. 2015; (3): 9–16. DOI: 10.17116/jnevro2015115319-16.Débette S. Pathophysiology and risk factors for cervical artery dissection: what have we learned from large hospital-based cohorts? Curr Opin Neurol. 2014; (1): 20–28. DOI: 10.1097/WCO.0000000000000056. PMID: 24300790.Shishkina L.V., Smirnov A.V., Myakota A.E. [Acute dissecting cerebral vascular aneurysm]. Voprosy neyrokhirurgii im. N.N. Burdenko. 1986; (3): 54–57. (In Russ.)Шишкина Л.В., Смирнов А.В., Мякота А.Е. Острая расслаивающая аневризма сосудов головного мозга. Вопросы нейрохирургии им. Н.Н. Бурденко. 1986; (3): 54–57.Wolman L. Cerebral dissecting aneurysms. Brain. 1959; 82: 276–291.Sharif A.A., Remley K.B., Clark H.B. Middle cerebral artery dissection: a clinicopathologic study. Neurology. 1995; 45(10): 1929–1931. DOI: 10.1212/wnl.45.10.1929. PMID: 7477997.Chang V., Rewcastle N.B., Harwood-Nash D.C.F., Norman M.G. Bilateral dissecting aneurysms of the intracranial internal carotid arteries in an 8-year-old boy. Neurology. 1975; 25(6): 573–579. DOI: 10.1212/wnl.25.6.573. PMID: 1168877.Kalashnikova L.A., Gulevskaya T.S., Anufriev P.L., Gnedovskaya E.V., Konovalov R.N., PiradovM.A. [Ischemic stroke in young age due to dissection of intracranial carotid artery and its branches (clinical and morphological study)]. Annals of clinical and experimental neurology 2009; 3(1): 18–24. (In Russ.)Калашникова Л.А., Гулевская Т.С., Ануфриев П.Л. и др. Ишемический инсульт в молодом возрасте, обусловленный стенозирующим расслоением (диссекцией) интракраниального отдела внутренней сонной артерии и ее ветвей (клинико-морфологическое наблюдение). Анналы клинической и экспериментальной неврологии. 2009; 3(1): 18–24.Kalashnikova L.A., Chaykovskaya R.P., Dobrynina L.A. et al. [Internal carotid artery dissection as a cause of severe ischemic stroke with lethal outcome]. Zh Nevrol Psikhiatr Im S S Korsakova. 2015; 115(12 Pt 2): 19–25. DOI: 10.17116/jnevro201511512219-25. PMID: 26978635. (In Russ.)Калашникова Л.А., Чайковская Р.П., Добрынина Л.А. и др. Диссекция внутренней сонной артерии как причина тяжелого ишемического инсульта с летальным исходом (клинико-патоморфологическое исследование). Журнал неврологии и психиатрии им. C.C. Корсакова. 2015; 2(Инсульт): 19–25. DOI: 10.17116/jnevro201511512219-25.Kalashnikova L.A., Gulevskaya T.S., Anufriev P.L. et al. [Lоwer cranial nerve palsiаs in the internаl carotid artery dissection]. Annals of clinical and experimental neurology 2008; 2(1): 22–27. (In Russ.)Калашникова Л.А., Гулевская Т.С., Ануфриев П.Л. и др. Поражение каудальной группы черепных нервов при диссекции (расслоении) внутренней сонной артерии. Анналы клинической и экспериментальной неврологии. 2008; 2(1): 22–27.Kalashnikova L.A., Chaykovskaya R.P., Gulevskaya T.S. et al. [Intimal rupture of the displastic middle cerebral artery wall complicated by thrombosis and fatal ischemic stroke]. Zh Nevrol Psikhiatr Im S S Korsakova. 2018; 118(3. Vyp. 2): 9–14. DOI: 10.17116/jnevro2018118329-14. PMID: 29798974. (In Russ.)Калашникова Л.А., Чайковская Р.П., Гулевская Т.С. и др. Разрыв интимы при дисплазии стенки средней мозговой артерии, осложнившийся тромбозом и развитием тяжелого ишемического инсульта (клинико-морфологическое наблюдение). Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. 2018; 118(3, вып. 2): 9–14. DOI: 10.17116/jnevro2018118329-14. PMID: 29798974.Brandt T., Hausser I., Orberk E. et al. Ultrastructural connective tissue abnormalities in patients with spontaneous cervicocerebral artery dissections. Ann Neurol. 1998; 44(2): 281–285. DOI: 10.1002/ana.410440224. PMID: 9708556.Brandt T., Morcher M., Hausser I. Association of cervical artery dissection with connective tissue abnormalities in skin and arteries. Front Neurol Neurosci. 2005; 20; 16–29. DOI: 10.1159/000088131. PMID: 17290108.Gubanova М.V., Kalashnikova L.А., Dobrynina L.А. [Markers of connective tissue dysplasia in cervical artery dissection and its predisposing factors]. Annals of clinical and experimental neurology. 2017; 11(4): 19–28. DOI: 10.18454/ACEN.2017.4.2. (In Russ.)Губанова М.В., Калашникова Л.А., Добрынина Л.А. и др. Маркеры дисплазии соединительной ткани при диссекции магистральных артерий головы и провоцирующие факторы диссекции. Анналы клинической и экспериментальной неврологии. 2017; 11(4): 19–28. DOI: 10.18454/ACEN.2017.4.2.Giossi A., Ritelli M., Costa P. et al. Connective tissue anomalies in patients with spontaneous cervical artery dissection. Neurology. 2014; 83(22): 2032–2037. DOI: 10.1212/WNL.0000000000001030. PMID: 25355826.Gubanova M.V., Kalashnikova L.A., Dobrynina L.A. et al. [Biomarkers of connective tissue dysplasia in patients with dissection of the internal carotid and vertebral arteries]. Zh Nevrol Psikhiatr Im S S Korsakova. 2019; 119(5-2): 395. (In Russ.)Губанова М.В., Калашникова Л.А., Добрынина Л.А. и др. Биомаркеры дисплазии соединительной ткани у больных с диссекцией внутренних сонных и позвоночных артерий. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. 2019; 119(5-2): 395.Grond-Ginsbach C., Thomas-Feles C., Werner I. et al. Mutations in the tropoelastin gene (ELN) were not found in patients with spontaneous cervical artery dissections. Stroke. 2000; 31: 1935–1938. DOI: 10.1161/01.str.31.8.1935. PMID: 10926960.Grond-Ginsbach C., Weber R., Haas J. et al. Mutations in the COL5A1 coding sequence are not common in patients with spontaneous cervical artery dissections. Stroke. 1999; 30: 1887–1890. DOI: 10.1161/01.STR.30.9.1887. PMID: 10471441.Grond-Ginsbach C., Wigger F., Morcher M. et al. Sequence analysis of the COL5A2 gene in patients with spontaneous cervical artery dissections. Neurology. 2002; 58(7): 1103–1105. DOI: 10.1212/WNL.58.7.1103. PMID: 11940702.Martin J.J., Hausser I., Lyrer P. et al. Familial cervical artery dissections: clinical, morphologic, and genetic studies. Stroke. 2006; 37(12): 2924–2929. DOI: 10.1161/01.STR.0000248916.52976.49. PMID: 17053184.Kuhlenbäumer G., Müller U.S., Besselmann M. et al. Neither collagen 8A1 nor 8A2 mutations play a major role in cervical artery dissection. A mutation analysis and linkage study. J Neurol. 2004; 251(3): 357–359. DOI: 10.1007/s00415-004-0335-1. PMID: 15015022.Debette S., Kamatani Y., Metso T.M. et al. Common variation in PHACTR1 is associated with susceptibility to cervical artery dissection. Nat Genet. 2015; 47(1): 78–83. DOI: 10.1038/ng.3154. PMID: 25420145.Gornik H.L., Persu A., Adlam D. et al. First International Consensus on the diagnosis and management of fibromuscular dysplasia. Vascular Medicine. 2019; 24(2): 164–189. DOI: 10.1177/1358863X18821816. PMID: 30648921.Gupta R.M., Hadaya J., Trehan A. et al. A genetic variant associated with five vascular diseases is a distal regulator of endothelin-1 gene expression. Cell. 2017; 170(3): 522–533.e15. DOI: 10.1016/j.cell.2017.06 .049. PMID: 28753427.Ohama E., Ohara S., Ikuta F. et al. Mitochondrial angiopathy in cerebral blood vessels of mitochondrial encephalomyopathy. Acta Neuropathol. 1987; 74(3): 226–233. DOI: 10.1007/BF00688185. PMID: 3673514.Betts J., Lightowlers R.N., Turnbull D.M. Neuropathological aspects of mitochondrial DNA disease. Neurochem Res. 2004; 29: 505–511. DOI: 10.1023/B:NERE.0000014821.07269.8d. PMID: 15038598.Dobrynina L.A., Kalashnikova L.A. [Stroke-like disorders and ischemic strokes in mitochondrial diseases]. Klinicheskaya meditsina. 2010; (6): 7–14. (In Russ.)Добрынина Л.А., Калашникова Л.А. Инсультоподобные нарушения и ишемические инсульты при митохондриальных заболеваниях. Клиническая медицина. 2010; (6): 7–14.Kalashnikova L.A., Sakharova A.V., Dobrynina L.A. et al. [Mitochondrial arteriopathy is the cause of spontaneous dissection of cerebral arteries]. Zh Nevrol Psikhiatr Im S S Korsakova. 2010; (4; Suppl. Stroke): 3–11. (In Russ.)Калашникова Л.А., Сахарова А.В., Добрынина Л.А. и др. Митохондриальная артериопатия — причина спонтанной диссекции церебральных артерий. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. 2010; (4, Приложение «Инсульт»): 3–11.Filosto M., Tomelleri G., Tonin P. et al. Neuropathology of mitochondrial diseases. Biosci Rep. 2007; 27(1–3):23–30. DOI: 10.1007/s10540-007-9034-3. PMID: 17541738.Muscle biopsy. A practical approach. Eds. by V. Dubowitz, C. Sewry, A. Oldfors. Elsevier, 2007: 480–492.Sarnat H.B., Marin-Garcia J. Pathology of mitochondrial encephalomyopathies. Can J Neurol Sci 2005; 32(2):152–166. DOI: 10.1017/s0317167100003929. PMID: 16018150.Zeviani M., Di Donato S. Mitochondrial disorders. Brain. 2004, 127(10): 2153–2172. DOI: 10.1093/brain/awh259. PMID: 15358637.Sakharova A.V., Kalashnikova L.A., Dobrynina L.A. et al. [Ultrastructural changes in skin arteries in patients with spontaneous dissection of cerebral arteries]. Zh Nevrol Psikhiatr Im S S Korsakova. 2011; (7): 54–60. (In Russ.)Сахарова А.В., Калашникова Л.А., Добрынина Л.А. и др. Ультраструктурные изменения артерий кожи у больных со спонтанной диссекцией церебральных артерий. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. 2011; (7): 54–60.Kalashnikova L.A., Dobrynina L.A., Sakharova A.V. et al. [The A3243G mitochondrial DNA mutation in cerebral artery dissections]. Zh Nevrol Psikhiatr Im S S Korsakova. 2012; 112(1): 84–89. PMID: 22678682. (In Russ.)Калашникова Л.А., Добрынина Л.А., Сахарова А.В. и др. Мутация A3243G в митохондриальной ДНК при диссекции магистральных артерий головы. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. 2012; 112(1): 84–89.Sakharova A.V., Kalashnikova L.A., Chaikovskaya R.P., Dobrynina L.A. [Morphological and ultrastructural signs of mitochondrial cytopathy in skeletal muscles and microvessels of muscles and skin during dissection of cerebral arteries associated with the A3243G mutation in mitochondrial DNA]. Arkhiv patologii. 2012; 74(2): 51–56. (In Russ.)Сахарова А.В., Калашникова Л.А., Чайковская Р.П., Добрынина Л.А. Морфологические и ультраструктурные признаки митохондриальной цитопатии в скелетных мышцах и микрососудах мышц и кожи при диссекции церебральных артерий, ассоциированной с мутацией A3243G в митохондриальной ДНК. Архив патологии. 2012; 74(2): 51–56.Tay S.H., Nordli D.R. Jr, Bonilla E. et al. Aortic rupture in mitochondrial encephalopathy, lactic acidosis, and stroke-like episodes. Arch Neurol. 2006; 63(2): 281–283. DOI: 10.1001/archneur.63.2.281. PMID: 16476819.Ryther R.C.C., Cho-Park Y.A. Lee J.W. Carotid dissection in mitochondrial encephalomyopathy with lactic acidosis and stroke-like episodes. J Neurol. 2011; 258: 912–914. DOI 10.1007/s00415-010-5818-7. PMID: 21076841.Mancuso M., Montano V., Orsucci D. et al. Mitochondrial m.3243ANG mutation and carotid artery dissection. Mol Genet Metab Rep. 2016; 9: 12–14. DOI: 10.1016/j.ymgmr.2016.08.010. PMID: 27656415.Kalashnikova L.A., Dobrynina L.A., Dreval M.V. et al. [Intracerebral hemorrhage in the late period of internal carotid artery dissection]. h Nevrol Psikhiatr Im S S Korsakova. 2019; 119 (8, Vyp. 2): 28–34. DOI: 10.17116/jnevro201911908228. PMID: 31825359. (In Russ.)Калашникова Л.А., Добрынина Л.А., Древаль М.В. и др. Внутримозговые кровоизлияния в позднем периоде диссекции внутренней сонной артерии. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. 2019; 119 (8, вып 2): 28–34. DOI: 10.17116/jnevro201911908228. PMID: 31825359.Noguchi A., Shoji Y., Matsumori M. et al. Stroke-like episode involving a cerebral artery in a patient with MELAS. Pediatr Neurol. 2005; 33(1): 70–71. DOI: 10.1016/j.pediatrneurol.2005.01.013. PMID: 15993323.Yoshida T., Ouchi A., Miura D. et al. MELAS and reversible vasoconstriction of the major cerebral arteries. Intern Med. 2013; 52(12): 1389–1392. DOI: 10.2169/internalmedicine.52.0188. PMID: 23774553.Iizuka T., Goto Y., Miyakawa S. et al. Progressive carotid artery stenosis with a novel tRNA phenylalanine mitochondrial DNA mutation. J Neurol Sci. 2009; 278(1–2): 35–40. DOI: 10.1016/j.jns.2008.11.016. PMID: 19091329.Xing G., Chuan-Qiang P.U., Wei-Ping W.U. Radiological features of cerebral artery in patients with mitochondrial encephalomyopathy. J Brain Nervous Dis 2008; 12: 123–125. DOI: 10.1007/s00062-018-0662-8. PMID: 29464268.Longo N., Schrijver I, Vogel H. et al. Progressive cerebral vascular degeneration with mitochondrial encephalopathy. Am J Med Genet A. 2008. 146A(3): 361–367. DOI: 10.1002/ajmg.a.31841. PMID: 18203188.Baleva L.S., Sukhorukov V.S., Marshall T. et al. Higher risk for carcinogenesis for residents populating the isotope-contaminated territories as assessed by NanoString Gene Expression Profiling. J Transl Sci. 2017; 3(3): 1–6. DOI: 10.15761/JTS.1000183.Eastel J.M., Lam K.W., Lee N.L. et al. Application of NanoString technologies in companion diagnostic development. Expert Rev Mol Diagn. 2019; 19(7): 591–598. DOI: 10.1080/14737159.2019.1623672. PMID: 31164012.Koch C.M., Chiu S.F., Akbarpour M. et al. A beginner's guide to analysis of RNA sequencing data. Am J Respir Cell Mol Biol. 2018; 59(2): 145–157. DOI: 10.1165/rcmb.2017-0430TR. PMID: 29624415.