Previous studies have shown that proinflammatory cytokines, such as tumor necrosis factor (TNF), are expressed after acute hemodynamic overloading and myocardial ischemia/infarction. To define the role of TNF in the setting of ischemia/infarction, we performed a series of acute coronary artery occlusions in mice lacking one or both TNF receptors. Left ventricular infarct size was assessed at 24 h after acute coronary occlusion by triphenyltetrazolium chloride (TTC) staining in wild-type (both TNF receptors present) and mice lacking either the type 1 (TNFR1), type 2 (TNFR2), or both TNF receptors (TNFR1/TNFR2). Left ventricular infarct size as assessed by TTC staining was significantly greater (P < 0.005) in the TNFR1/TNFR2-deficient mice (77.2% +/- 15.3%) when compared with either wild-type mice (46.8% +/- 19.4%) or TNFR1-deficient (47.9% +/- 10.6%) or TNFR2-deficient (41.6% +/- 16.5%) mice. Examination of the extent of necrosis in wild-type and TNFR1/TNFR2-deficient mice by anti-myosin Ab staining demonstrated no significant difference between groups; however, the peak frequency and extent of apoptosis were accelerated in the TNFR1/TNFR2-deficient mice when compared with the wild-type mice. The increase in apoptosis in the TNFR1/TNFR2-deficient mice did not appear to be secondary to a selective up-regulation of the Fas ligand/receptor system in these mice. These data suggest that TNF signaling gives rise to one or more cytoprotective signals that prevent and/or delay the development of cardiac myocyte apoptosis after acute ischemic injury.

A retrospective review of 399 cardiopulmonary resuscitation (CPR) efforts in 329 veterans was performed to evaluate the observation that few geriatric patients were discharged alive after they underwent CPR. Cardiopulmonary resuscitation efforts with witnessed arrests were more frequently successful than efforts with unwitnessed arrests (47.7% vs 29.9%) and resulted in live discharge more often than efforts with unwitnessed arrests. Cardiopulmonary resuscitation efforts that resulted in a live discharge were more brief and involved a lower mean number of medication doses. Of the 77 CPR efforts in patients 70 years of age or older who had arrests, 24 (31%) were successful, and in 22 (92%), patients were alive after 24 hours. None lived to discharge. There were 322 CPR efforts in the younger cohort; 137 (43%) were successful, in 124 (91%) of these 137 efforts, patients were alive after 24 hours, and in 22 (16%), patients were discharged alive. Older patients were significantly less likely to live to discharge both at the time of arrest and 24 hours after successful resuscitation. When a multivariate analysis was used, the presence of sepsis, cancer, increased age, increased number of medication doses administered, and absence of witness were all "predictive" of poor outcome. Cardiopulmonary resuscitation should be administered only to those who have the greatest potential benefit from this emotionally and physically traumatic procedure.A review of 399 resuscitation efforts in 329 patients within one year at the Houston Veterans Administration Medical Center indicated that an age of 70 years or greater is associated with poor outcome after in-hospital cardiopulmonary resuscitation (CPR). Basing their conclusions on a detailed analysis of the methods and results of their study, the authors argue that CPR should be reserved for those who have a reasonable chance of survival until discharge, while admitting that the definition of this standard will vary. They recommend that patients 70 years or older, and patients with cancer or sepsis, should be identified as candidates for CPR only after considerable reflection by families and clinicians.

Background— Postinfarction cardiac repair is regulated through timely activation and repression of inflammatory pathways, followed by transition to fibrous tissue deposition and formation of a scar. The transforming growth factor-β/Smad3 pathway is activated in healing infarcts and may regulate cellular events critical for the inflammatory and the fibrotic responses. Methods and Results— We examined the effects of Smad3 gene disruption on infarct healing and the pathogenesis of cardiac remodeling. In the absence of injury, Smad3-null hearts had comparable function to and similar morphology as wild-type hearts. Smad3-null animals had suppressed peak chemokine expression and decreased neutrophil recruitment in the infarcted myocardium but showed timely repression of inflammatory gene synthesis and resolution of the inflammatory infiltrate. Although myofibroblast density was higher in Smad3-null infarcts, interstitial deposition of collagen and tenascin-C in the remodeling myocardium was markedly reduced. Compared with wild-type animals, Smad3 −/− mice exhibited decreased dilative remodeling and attenuated diastolic dysfunction; however, infarct size was comparable between groups. Transforming growth factor-β–mediated induction of procollagen type III and tenascin-C in isolated cardiac fibroblasts was dependent on Smad3, which suggests that decreased fibrotic remodeling in infarcted Smad3-null hearts may be due to abrogation of the profibrotic transforming growth factor-β responses. Conclusions— Smad3 loss does not alter the time course of resolution of inflammation in healing infarcts, but it prevents interstitial fibrosis in the noninfarcted myocardium and attenuates cardiac remodeling. Thus, the Smad3 cascade may be a promising therapeutic target for the treatment of myocardial infarction.

TGF-β-activated kinase-1 (TAK1), also known as MAPKK kinase-7 (MAP3K7), is a candidate effector of multiple circuits in cardiac biology and disease. Here, we show that inhibition of TAK1 in mice by a cardiac-specific dominant-negative mutation evokes electrophysiological and biochemical properties reminiscent of human Wolff–Parkinson–White syndrome, arising from mutations in AMP-activated protein kinase (AMPK), most notably, accelerated atrioventricular conduction and impaired AMPK activation. To test conclusively the biochemical connection from TAK1 to AMPK suggested by this phenotype, we disrupted TAK1 in mouse embryos and embryonic fibroblasts by Cre-mediated recombination. In TAK1-null embryos, the activating phosphorylation of AMPK at T172 was blocked, accompanied by defective AMPK activity. However, loss of endogenous TAK1 causes midgestation lethality, with defective yolk sac and intraembryonic vasculature. To preclude confounding lethal defects, we acutely ablated floxed TAK1 in culture by viral delivery of Cre. In culture, endogenous TAK1 was activated by oligomycin, the antidiabetic drug metformin, 5-aminoimidazole-4-carboxamide riboside (AICAR), and ischemia, well established triggers of AMPK activity. Loss of TAK1 in culture blocked T172 phosphorylation induced by all three agents, interfered with AMPK activation, impaired phosphorylation of the endogenous AMPK substrate acetyl CoA carboxylase, and also interfered with activation of the AMPK kinase LKB1. Thus, by disrupting the endogenous TAK1 locus, we prove a pivotal role for TAK1 in the LKB1/AMPK signaling axis, an essential governor of cell metabolism.

Abstract Many studies in mice have demonstrated that cardiac-specific innate immune signaling pathways can be reprogrammed to modulate inflammation in response to myocardial injury and improve outcomes. While the echocardiography standard parameters of left ventricular (LV) ejection fraction, fractional shortening, and end-diastolic diameter, and others, are used to assess cardiac function, their dependency on loading conditions somewhat limit their utility in completely reflecting the contractile function and global cardiovascular efficiency of the heart. A true measure of global cardiovascular efficiency should include of the interaction between the ventricle and the aorta (ventriculo-vascular coupling, VVC) as well as measures of aortic impedance and pulse wave velocity. We measured cardiac Doppler velocities, blood pressures, along with VVC, aortic impedance, and pulse wave velocity to evaluate global cardiac function in mouse model of cardiac-restricted low levels TRAF2 overexpression that conferred cytoprotection in the heart. While previous studies reported that response to myocardial infraction and reperfusion was improved in the TRAF2 overexpressed mice, we found that TRAF2 mice had significantly lower cardiac systolic velocities and accelerations, diastolic atrial velocity, lower aortic pressures and rate-pressure product, lower LV contractility and relaxation, and lower stroke work when compared to littermate control mice. Also, we found significantly longer aortic ejection time, isovolumic contraction and relaxation times, and significantly higher mitral early/atrial ratio, myocardial performance index, and ventricular vascular coupling in the TRAF2 overexpression mice compared to their littermate controls. We found no significant differences in the aortic impedance and pulse wave velocity. While the reported tolerance to ischemic insults in TRAF2 overexpression mice may suggest enhanced cardiac reserve, our results indicate a diminished cardiac function in these mice.

Abstract Alzheimer’s Disease (AD) is a global health issue, affecting over 6 million in the United States, with that number expected to increase as the aging population grows. As a neurodegenerative disorder that affects memory and cognitive functions, it is well established that AD is associated with cardiovascular risk factors beyond only cerebral decline. However, the study of cerebrovascular techniques for AD is still evolving. Here, we provide reproducible methods to measure impedance-based pulse wave velocity (PWV), a marker of arterial stiffness, in the systemic vascular (aortic PWV) and in the cerebral vascular (cerebral PWV) systems. Using aortic impedance and this relatively novel technique of cerebral impedance to comprehensively describe the systemic vascular and the cerebral vascular systems, we examined the sex-dependent differences in 5x transgenic mice (5XFAD) with AD under normal and high-fat diet, and in wild-type mice under a normal diet. Additionally, we validated our method for measuring cerebrovascular impedance in a model of induced stress in 5XFAD. Together, our results show that sex and diet differences in wildtype and 5XFAD mice account for very minimal differences in cerebral impedance. Interestingly, 5XFAD, and not wildtype, male mice on a chow diet show higher cerebral impedance, suggesting pathological differences. Opposingly, when we subjected 5XFAD mice to stress, we found that females showed elevated cerebral impedance. Using this validated method of measuring impedance-based aortic and cerebral PWV, future research may explore the effects of modifying factors including age, chronic diet, and acute stress, which may mediate cardiovascular risk in AD. New and Noteworthy Here, we presented a new technique which is an application of the concept of aortic impedance to determining cerebral impedance. While aortic PWV is typically utilized to study aortic stiffness, we also developed a technique of cerebral PWV to study cerebral vascular stiffness. This method may be useful in improving the rigor of studies that seek to have a dual focus on cardiovascular and cerebral function.