AimsCarotid–femoral pulse wave velocity (PWV), a direct measure of aortic stiffness, has become increasingly important for total cardiovascular (CV) risk estimation. Its application as a routine tool for clinical patient evaluation has been hampered by the absence of reference values. The aim of the present study is to establish reference and normal values for PWV based on a large European population.

The aim of the current investigation was to test the hypothesis that age-related changes in augmentation index (AIx) are more prominent in younger individuals (<50 years), whereas changes in aortic stiffness per se are more marked in older individuals (>50 years). Aging exerts a number of deleterious changes in the cardiovascular system, and, in particular, on the large arteries. Previous studies have suggested that AIx and pulse wave velocity (PWV) increase linearly with age, yet epidemiological data concerning pulse pressure suggest that large artery stiffening predominantly occurs later in life. Peripheral and central blood pressure, augmentation pressure (AP), and AIx were determined in 4,001 healthy, normotensive individuals, aged 18 to 90 years. Aortic and brachial PWV were also determined in a subset of 998 subjects. Peripheral and central pulse pressure, AP, AIx, and aortic and brachial PWV all increased significantly with age; however, the age-related changes in AIx and aortic PWV were non-linear, with AIx increasing more in younger individuals, whereas the changes in PWV were more prominent in older individuals. These data suggest that AIx might be a more sensitive marker of arterial stiffening and risk in younger individuals but aortic PWV is likely to be a better measure in older individuals.

Arterial stiffness is an independent determinant of cardiovascular risk, and arterial stiffening is the predominant abnormality in systolic hypertension. Elastin is the main elastic component of the arterial wall and can be degraded by a number of enzymes, including matrix metalloproteinase-9 (MMP-9) and MMP-2. We hypothesized that elastase activity would be related to arterial stiffness and tested this using isolated systolic hypertension (ISH) as a model of stiffening and separately in a large cohort of healthy individuals.A total of 116 subjects with ISH and 114 matched controls, as well as 447 individuals free from cardiovascular disease were studied. Aortic and brachial pulse wave velocity (PWV) and augmentation index were determined. Blood pressure, lipids, C-reactive protein, MMP-9, MMP-2, serum elastase activity (SEA), and tissue-specific inhibitor 2 of metalloproteinases were measured. Aortic and brachial PWV, MMP-9, MMP-2, and SEA levels were increased in ISH subjects compared with controls (P=0.001). MMP-9 levels correlated linearly and significantly with aortic (r=0.45; P=0.001) and brachial PWV (r=0.22; P=0.002), even after adjustments for confounding variables. In the younger, healthy subjects, MMP-9 and SEA were also independently associated with aortic PWV.Aortic stiffness is related to MMP-9 levels and SEA, not only in ISH, but also in younger, apparently healthy individuals. This suggests that elastases including MMP-9 may be involved in the process of arterial stiffening and development of ISH. The relationship between arterial stiffness and elastase activity was examined in isolated systolic hypertension (ISH), and separately in a large cohort of healthy individuals. Aortic stiffness is related to MMP-9, not only in ISH, but also in healthy individuals, suggesting elastases may be involved in the process of arterial stiffening and the development of ISH.

Background— Rheumatoid arthritis (RA) is associated with increased cardiovascular risk, which is not explained by traditional cardiovascular risk factors but may be due in part to increased aortic stiffness, an independent predictor of cardiovascular mortality. In the present study, our aim was to establish whether aortic stiffness is increased in RA and to investigate the relationship between inflammation and aortic stiffness. In addition, we tested the hypothesis that aortic stiffness could be reduced with anti–tumor necrosis factor-α (TNF-α) therapy. Methods and Results— Aortic pulse-wave velocity (PWV), augmentation index, and blood pressure were measured in 77 patients with RA and in 142 healthy individuals. Both acute and chronic inflammatory measures and disease activity were determined. The effect of anti-TNF-α therapy on PWV and endothelial function was measured in 9 RA patients at 0, 4, and 12 weeks. Median (interquartile range) aortic PWV was significantly higher in subjects with RA than in control subjects (8.35 [7.14 to 10.24] versus 7.52 [6.56 to 9.18] m/s, respectively; P =0.005). In multiple regression analyses, aortic PWV correlated independently with age, mean arterial pressure, and log-transformed C-reactive protein ( R 2 =0.701; P <0.0001). Aortic PWV was reduced significantly by anti-TNF-α therapy (8.82±2.04 versus 7.94±1.86 versus 7.68±1.56 m/s at weeks 0, 4, and 12, respectively; P <0.001); concomitantly, endothelial function improved. Conclusions— RA is associated with increased aortic stiffness, which correlates with current but not historical measures of inflammation, suggesting that increased aortic stiffness may be reversible. Indeed, anti-TNF-α therapy reduced aortic stiffness to a level comparable to that of healthy individuals. Therefore, effective control of inflammation may be of benefit in reducing cardiovascular risk in patients with RA.

Pulse pressure varies throughout the arterial tree, resulting in a gradient between central and peripheral pressure. Factors such as age, heart rate, and height influence this gradient. However, the relative impact of cardiovascular risk factors and atheromatous disease on central pressure and the normal variation in central pressure in healthy individuals are unclear. Seated peripheral (brachial) and central (aortic) blood pressures were assessed, and the ratio between aortic and brachial pulse pressure (pulse pressure ratio, ie, 1/amplification) was calculated in healthy individuals, diabetic subjects, patients with cardiovascular disease, and in individuals with only 1 of the following: hypertension, hypercholesterolemia, or smoking. The age range was 18 to 101 years, and data from 10 613 individuals were analyzed. Compared with healthy individuals, pulse pressure ratio was significantly increased (ie, central systolic pressure was relatively higher) in individuals with risk factors or disease ( P <0.01 for all of the comparisons). Although aging was associated with an increased pulse pressure ratio, there was still an average±SD difference between brachial and aortic systolic pressure of 11±4 and 8±3 mm Hg for men and women aged >80 years, respectively. Finally, stratifying individuals by brachial pressure revealed considerable overlap in aortic pressure, such that >70% of individuals with high-normal brachial pressure had similar aortic pressures as those with stage 1 hypertension. These data demonstrate that cardiovascular risk factors affect the pulse pressure ratio, and that central pressure cannot be reliably inferred from peripheral pressure. However, assessment of central pressure may improve the identification and management of patients with elevated cardiovascular risk.

Objective— C-reactive protein (CRP) levels predict outcome in healthy individuals and patients with atherosclerosis. Arterial stiffness also independently predicts all-cause and cardiovascular mortality and may be involved in the process of atherosclerosis. The aim of this study was to investigate the relationship between stiffness and inflammation in a cohort of healthy individuals. Methods and Results— Pulse wave velocity (PWV) and blood pressure were assessed in 427 individuals. Subjects with cardiovascular disease, diabetes, hypercholesterolemia and those using medication were excluded. CRP correlated with age, mean arterial pressure (MAP), brachial and aortic PWV, and pulse pressures. In multiple regression models, aortic PWV correlated independently with age, CRP, male gender, and MAP ( R 2 =0.593; P <0.001). CRP was also independently associated with brachial PWV. Aortic augmentation index correlated with age, gender, MAP, and inversely with heart rate and height, but not with CRP ( R 2 =0.794; P <0.001). Aortic, carotid, and brachial pulse pressures were also independently associated with CRP levels. Conclusion— Aortic and brachial PWV, and pulse pressure, relate to levels of inflammation in healthy individuals, suggesting that inflammation may be involved in arterial stiffening. Anti-inflammatory strategies may, therefore, be of benefit in reducing arterial stiffness and thus cardiovascular risk, especially in patients with premature arterial stiffening.

Arterial stiffness is an independent predictor of mortality and is regulated by a number of factors, including vascular smooth muscle tone. However, the relationship between endothelial function and definitive measures of arterial stiffness and wave reflections has not been described in healthy individuals. Therefore, we tested the hypothesis that endothelial function is inversely correlated with aortic pulse wave velocity (PWV), central pulse pressure, and augmentation index in healthy individuals. Peripheral and central pulse pressure and augmentation index were determined at rest, and global endothelial function was measured using pulse wave analysis and administration of sublingual nitroglycerin and inhaled albuterol. Aortic PWV was also determined at baseline in a subset of 89 subjects. In a separate group of subjects (n=89), aortic PWV was measured and brachial artery flow-mediated dilatation assessed as a measure of conduit artery endothelial function. Global endothelial function was significantly and inversely correlated with aortic PWV ( r =−0.69; P <0.001), augmentation index ( r =−0.59; P <0.001), and central ( r =−0.34; P <0.001) and peripheral pulse pressure ( r =−0.15; P =0.03). Moreover, there was a stronger correlation between central rather than peripheral pulse pressure. After adjusting for potential confounders, global endothelial function remained independently and inversely associated with aortic PWV and augmentation index. There was also a significant, inverse relationship between conduit artery endothelial function and aortic PWV ( r =0.39, P <0.001), which remained independent after adjusting for confounding factors. In healthy individuals, a decline in endothelial function is associated with increased large artery stiffness, wave reflections, and central pulse pressure.

Abstract Missions into Deep Space are planned this decade. Yet the health consequences of exposure to microgravity and galactic cosmic radiation (GCR) over years-long missions on indispensable visceral organs such as the kidney are largely unexplored. We performed biomolecular (epigenomic, transcriptomic, proteomic, epiproteomic, metabolomic, metagenomic), clinical chemistry (electrolytes, endocrinology, biochemistry) and morphometry (histology, 3D imaging, miRNA-ISH, tissue weights) analyses using samples and datasets available from 11 spaceflight-exposed mouse and 5 human, 1 simulated microgravity rat and 4 simulated GCR-exposed mouse missions. We found that spaceflight induces: 1) renal transporter dephosphorylation which may indicate astronauts’ increased risk of nephrolithiasis is in part a primary renal phenomenon rather than solely a secondary consequence of bone loss; 2) remodelling of the nephron that results in expansion of distal convoluted tubule size but loss of overall tubule density; 3) renal damage and dysfunction when exposed to a Mars roundtrip dose-equivalent of simulated GCR.