Endothelium regulates vascular tone by influencing the contractile activity of vascular smooth muscle. This regulatory effect of the endothelium on blood vessels has been shown to be impaired in atherosclerotic arteries in humans and animals and in animal models of hypertension.To determine whether patients with essential hypertension have an endothelium-dependent abnormality in vascular relaxation, we studied the response of the forearm vasculature to acetylcholine (an endothelium-dependent vasodilator) and sodium nitroprusside (a direct dilator of smooth muscle) in 18 hypertensive patients (mean age [+/- SD], 50.7 +/- 10 years; 10 men and 8 women) two weeks after the withdrawal of antihypertensive medications and in 18 normal controls (mean age, 49.9 +/- 9; 9 men and 9 women). The drugs were infused at increasing concentrations into the brachial artery, and the response in forearm blood flow was measured by strain-gauge plethysmography.The basal forearm blood flow was similar in the patients and controls (mean +/- SD, 3.4 +/- 1.3 and 3.7 +/- 0.8 ml per minute per 100 ml of forearm tissue, respectively; P not significant). The responses of blood flow and vascular resistance to acetylcholine were significantly reduced in the hypertensive patients (P less than 0.0001); maximal forearm flow was 9.1 +/- 5 ml per minute per 100 ml in the patients and 20.0 +/- 8 ml per minute per 100 ml in the controls (P less than 0.0002). However, there were no significant differences between groups in the responses of blood flow and vascular resistance to sodium nitroprusside. Because the vasodilator effect of acetylcholine might also be due to presynaptic inhibition of the release of norepinephrine by adrenergic nerve terminals, the effect of acetylcholine was assessed during phentolamine-induced alpha-adrenergic blockade. Under these conditions, it was also evident that the responses to acetylcholine were significantly blunted in the hypertensive patients (P less than 0.03).Endothelium-mediated vasodilation is impaired in patients with essential hypertension. This defect may play an important part in the functional abnormalities of resistance vessels that are observed in hypertensive patients.

The survival benefit of a strategy of coronary-artery bypass grafting (CABG) added to guideline-directed medical therapy, as compared with medical therapy alone, in patients with coronary artery disease, heart failure, and severe left ventricular systolic dysfunction remains unclear.From July 2002 to May 2007, a total of 1212 patients with an ejection fraction of 35% or less and coronary artery disease amenable to CABG were randomly assigned to undergo CABG plus medical therapy (CABG group, 610 patients) or medical therapy alone (medical-therapy group, 602 patients). The primary outcome was death from any cause. Major secondary outcomes included death from cardiovascular causes and death from any cause or hospitalization for cardiovascular causes. The median duration of follow-up, including the current extended-follow-up study, was 9.8 years.A primary outcome event occurred in 359 patients (58.9%) in the CABG group and in 398 patients (66.1%) in the medical-therapy group (hazard ratio with CABG vs. medical therapy, 0.84; 95% confidence interval [CI], 0.73 to 0.97; P=0.02 by log-rank test). A total of 247 patients (40.5%) in the CABG group and 297 patients (49.3%) in the medical-therapy group died from cardiovascular causes (hazard ratio, 0.79; 95% CI, 0.66 to 0.93; P=0.006 by log-rank test). Death from any cause or hospitalization for cardiovascular causes occurred in 467 patients (76.6%) in the CABG group and in 524 patients (87.0%) in the medical-therapy group (hazard ratio, 0.72; 95% CI, 0.64 to 0.82; P<0.001 by log-rank test).In a cohort of patients with ischemic cardiomyopathy, the rates of death from any cause, death from cardiovascular causes, and death from any cause or hospitalization for cardiovascular causes were significantly lower over 10 years among patients who underwent CABG in addition to receiving medical therapy than among those who received medical therapy alone. (Funded by the National Institutes of Health; STICH [and STICHES] ClinicalTrials.gov number, NCT00023595.).

The assessment of myocardial viability has been used to identify patients with coronary artery disease and left ventricular dysfunction in whom coronary-artery bypass grafting (CABG) will provide a survival benefit. However, the efficacy of this approach is uncertain.

Patients with essential hypertension have abnormal endothelium-dependent vasodilation. Because the endothelium exerts its action on the vascular smooth muscle through the release of several substances, it is important to identify which of these factors is involved in the abnormal response of hypertensive arteries.To investigate the role of endothelium-derived nitric oxide in this abnormality, we studied the vascular effect of the arginine analogue NG-monomethyl-L-arginine, an inhibitor of the endothelial synthesis of nitric oxide, under baseline conditions and during infusion of acetylcholine, an endothelium-dependent vasodilator, and sodium nitroprusside, a direct smooth muscle dilator. The study included 11 hypertensive patients (seven men; age, 46.5 +/- 9 years) and 10 normal control subjects (seven men; age, 45.7 +/- 7 years). Drugs were infused into the brachial artery, and the response of the forearm vasculature was measured by strain-gauge plethysmography. Basal blood flow was similar in normal control subjects and hypertensive patients (2.97 +/- 0.7 versus 2.86 +/- 1.1 mL.min-1.100 mL-1, respectively). NG-monomethyl-L-arginine produced a significantly greater decrease in blood flow in control subjects than in patients (1.08 +/- 0.6 versus 0.32 +/- 0.4 mL.min-1.100 mL-1; p < 0.004). The vasodilator response to acetylcholine was reduced in patients compared with control subjects (maximum flow, 8.2 +/- 4 versus 16.4 +/- 8 mL.min-1.100 mL-1; p < 0.001). NG-monomethyl-L-arginine blunted the vasodilator response to acetylcholine in control subjects (maximum flow decreased from 16.4 +/- 8 to 7.01 +/- 3 mL.min-1.100 mL-1; p < 0.004); however, the arginine analogue did not significantly alter the response to acetylcholine in hypertensive patients (maximum flow, 8.2 +/- 4 versus 8.01 +/- 5 mL.min-1.100 mL-1). NG-monomethyl-L-arginine did not modify the vasodilator response to sodium nitroprusside in either control subjects or patients.These findings indicate that patients with essential hypertension have a defect in the endothelium-derived nitric oxide system that may at least partly account for both the increased vascular resistance under basal conditions and the impaired response to endothelium-dependent vasodilators.

The frequency of several cardiovascular events, such as myocardial infarction, sudden death, and stroke, is increased during the early morning hours. There is also a similar circadian pattern in several physiologic variables, including blood pressure, suggesting that certain dynamic processes may contribute to the circadian distribution and onset of acute events.To determine whether there are circadian variations in vascular tone and to investigate their underlying mechanisms, we measured blood flow and vascular resistance in the forearm and their responses to phentolamine (an alpha-adrenergic-antagonist drug) and sodium nitroprusside (a direct vasodilator) in 12 normal subjects (7 men and 5 women; mean age [+/- SD], 44 +/- 9 years) at three different times of day (7 a.m., 2. p.m., and 9 p.m.). The drugs were infused into the brachial artery, and the responses were measured by strain-gauge plethysmography.The basal forearm vascular resistance was significantly higher, and the blood flow significantly lower, in the morning than in the afternoon and evening (mean vascular resistance, 31 +/- 8, 25 +/- 6, and 22 +/- 7 mm Hg per milliliter per minute per 100 ml of forearm volume, respectively; P less than 0.01). The vasodilator effect of phentolamine was also significantly greater in the morning (mean decrease in vascular resistance, 38 +/- 6 percent) than in the afternoon (26 +/- 6 percent) and evening (21 +/- 7 percent) (P less than 0.05). Consequently, there was no circadian variation in vascular resistance or blood flow after the infusion of this drug. In contrast, the vasodilation in response to sodium nitroprusside was similar at all three times of day.There is a circadian rhythm in basal vascular tone, due either partly or entirely to increased alpha-sympathetic vasoconstrictor activity during the morning. This variation may contribute to higher blood pressure and the increased incidence of cardiovascular events at this time of day.

BACKGROUND Although hormone replacement therapy has been associated with reduction of cardiovascular events in postmenopausal women, the mechanisms that mediate this apparent benefit are unclear. Because improvement in vasomotor function may represent one of the beneficial effects of estrogen administration, we investigated the acute effects of physiological levels of estrogen on the vascular responses of estrogen-deficient postmenopausal women. METHODS AND RESULTS The study included 40 postmenopausal women 60 +/- 8 years old (mean +/- SD), 20 of whom had one or more conditions associated with vascular dysfunction (hypertension, hypercholesterolemia, diabetes, or coronary artery disease). The forearm vascular responses to the endothelium-dependent vasodilator acetylcholine were studied before and during infusion of 17 beta-estradiol into the ipsilateral brachial artery. In 31 subjects, the effect of estradiol on the responses to the endothelium-independent vasodilator sodium nitroprusside was also studied. Women with risk factors for vascular dysfunction had significantly reduced vasodilator responses to acetylcholine (P = .01) and to sodium nitroprusside (P < .001) compared with healthy subjects. Intra-arterial infusion of 17 beta-estradiol increased the forearm venous estradiol concentration from 16 +/- 10 to 318 +/- 188 pg/mL, levels typical of reproductive-age women at midcycle, but caused no vasodilation. However, estradiol potentiated the forearm vasodilation induced by acetylcholine by 18 +/- 30% (P < .001) in women with risk factors for vascular dysfunction and by 14 +/- 23% (P = .03) in healthy women. Estradiol also potentiated the forearm vasodilation induced by sodium nitroprusside in women with risk factors for vascular dysfunction by 14 +/- 21% (P < .001) but not in healthy women. CONCLUSIONS Physiological levels of 17 beta-estradiol selectively potentiate endothelium-dependent vasodilation in healthy postmenopausal women and potentiate both endothelium-dependent and endothelium-independent vasodilation in post-menopausal women with risk factors for atherosclerosis and evidence of impaired vascular function. These vascular effects may be partly responsible for the long-term benefit of estrogen therapy on cardiovascular events in postmenopausal women.

The bioavailability of nitric oxide (NO) in the human coronary circulation at rest and after acetylcholine (ACH)-induced vasodilation was investigated in 32 patients with angiographically normal coronary arteries. The effects of intracoronary L-NG monomethyl arginine (L-NMMA) were investigated at rest and after ACH, sodium nitroprusside, and adenosine. L-NMMA (64 mumol/min) increased resting coronary vascular resistance by 22% (P < 0.001), reduced distal epicardial coronary artery diameter by 12.6% (P < 0.001), and inhibited ACH-induced coronary epicardial and microvascular vasodilation. These effects were reversed with intracoronary L-arginine. L-NMMA did not inhibit dilation in response to sodium nitroprusside and adenosine. 23 patients were exposed to one or more coronary risk factors. The vasoconstrictor effect of L-NMMA on the epicardial and microvessels was greater in patients free of risk factors: Coronary vascular resistance was 36% higher in patients without risks, compared to 17% higher in patients with risks (P < 0.05). Both epicardial and microvascular dilator effects of ACH were greater in patients without risk factors, and the inhibition of these effects by L-NMMA was also greater in patients without risk factors. Thus: (a) NO contributes importantly to resting epicardial and coronary microvascular tone, (b) coronary vascular dilation in response to ACH is predominantly due to increased production of NO, and (c) despite the absence of angiographic evidence of atherosclerosis, exposure to coronary risk factors is associated with reduced resting and stimulated bioavailability of NO from the human coronary circulation.

To determine the relative contributions of endothelial-derived nitric oxide (NO) vs. intravascular nitrogen oxide species in the regulation of human blood flow, we simultaneously measured forearm blood flow and arterial and venous levels of plasma nitrite, LMW-SNOs and HMW-SNOs, and red cell S-nitrosohemoglobin (SNO-Hb). Measurements were made at rest and during regional inhibition of NO synthesis, followed by forearm exercise. Surprisingly, we found significant circulating arterial-venous plasma nitrite gradients, providing a novel delivery source for intravascular NO. Further supporting the notion that circulating nitrite is bioactive, the consumption of nitrite increased significantly with exercise during the inhibition of regional endothelial synthesis of NO. The role of circulating S-nitrosothiols and SNO-Hb in the regulation of basal vascular tone is less certain. We found that low-molecular-weight S-nitrosothiols were undetectable and S-nitroso-albumin levels were two logs lower than previously reported. In fact, S-nitroso-albumin primarily formed in the venous circulation, even during NO synthase inhibition. Whereas SNO-Hb was measurable in the human circulation (brachial artery levels of 170 nM in whole blood), arterial-venous gradients were not significant, and delivery of NO from SNO-Hb was minimal. In conclusion, we present data that suggest (i) circulating nitrite is bioactive and provides a delivery gradient of intravascular NO, (ii) S-nitroso-albumin does not deliver NO from the lungs to the tissue but forms in the peripheral circulation, and (iii) SNO-Hb and S-nitrosothiols play a minimal role in the regulation of basal vascular tone, even during exercise stress.

Patients with essential hypertension have abnormal endothelium-dependent vascular relaxation, largely related to reduced bioactivity of nitric oxide (NO). The purpose of the present investigation was to determine whether this defect is due to a deficit at the specific intracellular signal-transduction pathway level or is a consequence of a more generalized endothelial abnormality.The responses of the forearm vasculature to acetylcholine and bradykinin (endothelium-dependent agents that act through different signal transduction pathways) and to sodium nitroprusside (a direct dilator of vascular smooth muscle) were studied in 10 hypertensive patients (5 men, 5 women; aged 48 +/- 9 years old [mean +/- SD]) and 12 control subjects (6 men, 6 women; aged 48 +/- 7 years old). To determine the contribution of NO to bradykinin-induced vasodilation, the vascular responses to bradykinin were also measured after administration of NG-monomethyl-L-arginine, an arginine analogue that inhibits the synthesis of NO. Drugs were infused into the brachial artery, and forearm blood flow was measured by strain-gauge plethysmography. The response to acetylcholine was significantly blunted in hypertensive patients (maximal blood flow, 7.5 +/- 2 versus 16.6 +/- 8 mL.min-1.100 mL-1 in control subjects [mean +/- SD]; P < .005). Similarly, the vasodilator effect of bradykinin was significantly reduced in hypertensive patients compared with control subjects (maximal blood flow, 8.7 +/- 2 versus 15.8 +/- 6 mL.min-1.100 mL-1 in control subjects; P < .005). A significant correlation was found between the maximal blood flow with acetylcholine and that with bradykinin (r = .89). No significant differences were found between the two groups for vascular response to sodium nitroprusside. NG-monomethyl-L-arginine significantly blunted the response to bradykinin in control subjects (maximal blood flow decreased from 15.8 +/- 6 to 10.1 +/- 2 mL.min-1.100 mL-1, P < .003). In contrast, inhibition of NO synthesis did not modify the response to bradykinin in hypertensive patients (maximal blood flow, 8.7 +/- 2 and 8.5 +/- 3 before and during infusion of NG-monomethyl-L-arginine, respectively; P = NS). As a consequence, the response to bradykinin after inhibition of NO synthesis was not significantly different between the two groups.Patients with essential hypertension have impaired endothelium-dependent vasodilator responses to both acetylcholine and bradykinin. These findings indicate that the endothelial dysfunction in this condition is not related to a specific defect of a single intracellular signal-transduction pathway and suggest a more generalized abnormality of endothelial vasodilator function.

BACKGROUND We previously reported that 6 to 12 weeks of dual-chamber (DDD) pacing results in clinical and hemodynamic improvement in obstructive hypertrophic cardiomyopathy (HCM). This study examines the long-term results of DDD pacing in obstructive HCM. METHODS AND RESULTS DDD devices were implanted in 84 patients (mean age, 49 +/- 16 years) with obstructive HCM and severe drug-refractory symptoms. At a mean follow-up of 2.3 +/- 0.8 years (maximum, 3.5 years), the New York Heart Association (NYHA) functional class had improved significantly (1.6 +/- 0.6 versus 3.2 +/- 0.5, P < .00001). Symptoms were eliminated in 28 patients (33%), improved in 47 patients (56%), but remained unchanged in 7 patients (8%). Two patients died suddenly (97% cumulative 3-year survival rate). In 74 patients with significant left ventricular outflow tract (LVOT) obstruction at rest, the LVOT gradients were significantly reduced at follow-up (27 +/- 31 versus 96 +/- 41 mm Hg, P < .00001). Symptoms and provokable LVOT gradients were also reduced in all 10 patients without significant resting but with provokable LVOT obstruction. Persistence of the LVOT obstruction and symptoms was attributed to inability to pre-excite the interventricular septum (n = 8) and onset of atrial fibrillation (n = 7). Fifty patients had two cardiac catheterization evaluations, 3 +/- 1 and 16 +/- 4 months after implantation of a pacemaker. In this subgroup, the NYHA functional class improved from 3.2 +/- 0.5 at baseline to 1.8 +/- 0.7 at the initial evaluation (P < .00001), but with a further significant improvement at the second evaluation: 1.4 +/- 0.6, P < .001. This symptomatic improvement was associated with progressive reduction of LVOT gradient at the two evaluations: baseline, 100 +/- 47 mm Hg; first evaluation, 41 +/- 36 mm Hg (P < .0001); and second evaluation, 29 +/- 34 mm Hg (P < .01). Despite the presence of left bundle branch block, DDD pacing reduced LVOT obstruction significantly in 15 patients (LVOT gradient, baseline 89 +/- 36 mm Hg versus 18 +/- 26 mm Hg at follow-up, P < .0001). There was a weak but significant correlation between the reduction in LVOT gradients accomplished by AV pacing before implantation of DDD device and the eventual reduction in LVOT gradients recorded at the follow-up evaluation (r = .38, P = .0017). Echocardiography demonstrated significant thinning of the anterior septum and distal anterior LV wall in the absence of deterioration of LV systolic function. CONCLUSIONS (1) Although most of the improvement of symptoms and hemodynamic indexes occurs during the first few months of DDD pacing, further changes are often observed a year later; (2) DDD pacing is associated with an excellent prognosis in a subgroup of severely disabled patients, many of whom present with syncope or presyncope; (3) baseline pacing studies are not essential to identify patients who may benefit from pacing; (4) preexisting left bundle branch block is compatible with severe LVOT obstruction, and DDD pacing is also beneficial in this subgroup; (5) DDD pacing reduces both resting and provokable LVOT obstruction; (6) additional therapy, for example, radiofrequency ablation of the AV node, may be necessary in some patients either to preexcite the interventricular septum or to control atrial fibrillation; and (7) although LV hypertrophy has been considered a primary feature of HCM, pacing appears to reverse LV wall thickness in a significant subset of adult HCM patients.