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.

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.

Patients with hypercholesterolemia have a reduced response to endothelium-dependent vasodilators. However, the regulatory function of the endothelium on vascular tone is mediated through the release of several vasoactive substances; therefore, a reduced response to endothelium-dependent agents does not identify which of the factors released by the endothelium is involved in this abnormality.To investigate the role of nitric oxide in the endothelium-dependent vasodilation in hypercholesterolemia, we studied the effect of NG-monomethyl-L-arginine (L-NMMA), an inhibitor of endothelial nitric oxide synthesis, on basal vascular tone and on the responses to acetylcholine, an endothelium-dependent vasodilator, and to sodium nitroprusside, a direct smooth muscle dilator. The study included 33 hypercholesterolemic patients (17 men; 51 +/- 8 years; plasma cholesterol, > or = 240 mg/dL) and 23 normal controls (12 men; 48 +/- 7 years; plasma cholesterol, < 210 mg/dL). Drugs were infused into the brachial artery, and the response of the forearm vasculature was measured by strain-gauge plethysmography. Basal blood flow and vascular resistance were similar in hypercholesterolemic patients and normal controls (3.1 +/- 1 versus 2.6 +/- 0.8 mL/min per 100 mL and 32.1 +/- 13 versus 36.1 +/- 12 mm Hg/mL-1.min-1.100 mL-1, respectively). The reduction in basal blood flow and increase in vascular resistance produced by L-NMMA were not significantly different between the two groups. L-NMMA markedly blunted the response to acetylcholine in normals (maximum flow decreased from 16.4 +/- 8 to 7.0 +/- 3; P < .005); however, the arginine analogue did not significantly modify the response to acetylcholine in the hypercholesterolemic patients (maximum flow, 11.1 +/- 8 versus 10.0 +/- 8). L-NMMA did not modify the vasodilator response to sodium nitroprusside in either controls or patients.These findings indicate that hypercholesterolemic patients have a defect in the bioactivity of nitric oxide that may explain their impaired endothelium-dependent vascular relaxation.