Arterial stiffness and cardiovascular risk factors

Background: As the human body ages, the arteries gradually lose their elasticity and become stiffer. Although inevitable, this process is influenced by hereditary and environmental factors. Interestingly, many classic cardiovascular risk factors affect the arterial stiffness. During the last decade, accelerated arterial stiffening has been recognized as an important cardiovascular risk factor associated with increased mortality as well as with several chronic disorders. Objectives: This thesis examines the role of arterial stiffness in relation to variations in a physiological feature in healthy individuals. In addition, the effect on arterial stiffness of an acute transitory disease and the effect of a chronic disease are studied. Furthermore, the thesis analyzes the prognostic value of a marker of arterial stiffness in individuals with chronic disease. Finally, a potential method of reducing arterial stiffness is evaluated. Material and study design: The first study examines pulse wave reflection and pulse wave velocity in relation to muscle fibre distribution in healthy middle-aged men. In the second study, pulse wave reflection in women with current or previous preeclampsia is compared to a healthy control group. The effect of aging on the different blood pressure indices in patients with type 1 diabetes is examined in the third study, whereas the fourth paper studies the relation between these blood pressure indices and mortality in type 2 diabetes. The fifth study evaluates how intake of a fermented milk product containing bioactive peptides affects pulse wave reflection in individuals with mild hypertension. Results and conclusions: Muscle fibre type distribution is not an independent determinant of arterial stiffness in middle-aged males. Pulse wave reflection is increased in pregnant women with preeclampsia, but not in previously preeclamptic non-pregnant women. Patients with type 1 diabetes have a higher and more rapidly increasing pulse pressure, which suggests accelerated arterial stiffening. In elderly type 2 diabetic patients, very high and very low levels of pulse pressure are associated with higher mortality. Intake of milk-derived bioactive peptides reduces pulse wave reflection in hypertensive males but not in hypertensive females.

Valtimojäykkyys sydän- ja verisuonisairauksien riskitekijänä Ihmiskehon suurilla verisuonilla on tärkeä verenpainetta tasaava vaikutus. Kuten muutkin elimet, verisuonisto rappeutuu kuitenkin iän myötä. Ikääntymisen myötä elimistön suuret valtimot menettävät kimmoisuuttansa ja jäykistyvät. Seurauksena tästä systolinen verenpaine (yläpaine) nousee tasaisesti iän myötä, mutta diastolinen verenpaine (alapaine) kääntyy yleensä laskuun noin 60 ikävuoden jälkeen. Systolisen ja diastolisen verenpaineen ero, pulssipaine, joka kuvastaa valtimoiden jäykkyyttä nousee tästä syystä jyrkästi keski-iän jälkeen. Valtimoiden jäykistymisellä on monta tärkeää seurausta. Kun systolinen verenpaine nousee, sydämen kuormitus ja hapenkulutus nousevat. Toisaalta laskeva diastolinen paine vähentää sydämen sepelvaltimoiden verenvirtausta ja hapensaantia. Näin ollen valtimoiden jäykistytyminen lisää sydämen riskiä joutua tilanteeseen, jossa sydänlihas kärsii hapenpuutteesta. Viime vuosikymmenen tutkimukset ovat osoittaneet, että pulssipaine ja valtimojäykkyys ovat tärkeitä väestön sydän- ja verisuonisairauksien riskitekijöitä. Tämän lisäksi monet klassiset sydän- ja verisuonitautien riskitekijät kuten kohonnut verenpaine, korkea kolesteroli, tupakointi ja diabetes on todettu liittyvän jäykkiin verisuoniin. Tärkein valtimojäykkyyteen vaikuttava tekijä on kuitenkin ikä. Yksinkertaistettuna voidaan siis sanoa, että valtimoiden jäykkyys kuvaa verisuoniston biologista ikää. Väitöskirja tutkii valtimojäykkyttä yhteydessä sydän- ja verisuonitautien riskitekijöihin fokusoiden diabetekseen. Suuri poikkileikkaustutkimus osoitti, että tyypin 1 diabeetikoiden pulssipaine on merkittävästi korkeampi verrattuna terveisiin henkilöihin. Löydös tarkoittaa,että diabeetikoiden verisuonet ikääntyvät ennenaikaisesti. Tutkimuksessa 50-vuotiaan diabeetikon verisuonet ovat samassa kunnossa kuin 70-vuotiaan keskimäärin. Tämä löydös sattaa selittää diabeetikkojen korkeaa kuolleisuutta sydänsairauksiin. Lähes 10 vuotta kestäneessä seurantatutkimuksessa todettiin, että sekä matala, että korkea pulssipaine ennustaa kuolleisuutta iäkkäillä tyypin 2 diabeetikoilla. Lisäksi todettiin, että matala verenpaine liittyy huonompaan ennusteeseen näillä henkilöillä. Henkilöille, joilla oli kohonnut verenpaine, syötettiin bioaktiivisia peptidejä sisältävää maitovalmistetta puolen vuoden aikana. Seurannan aikana todettiin, että miesten valtimoiden kimmoisuus parani merkittävästi, mutta naisten valtimoiden kimmoisuusominaisuudet eivät muuttuneet lainkaan. Väitöskirjan tulokset tukevat käsitystä, että valtimoijäykkyys on tärkeä sydän- ja verisuonitautien riskitekijä ja osoittaa, että on olemassa keinoja vaikuttaa verisuonten ikääntymiseen.

Artärstelhet och riskfaktorer för hjärt-kärlsjukdom Människan stora artärer är elastiska och utjämnar blodtrycket mellan hjärtslagen. Med åldern förlorar emellertid artärerna sin elasticitet och blir stela. Som en följd av denna process tenderar det systoliska (övre) blodtrycket att stiga med ålden medan det diastoliska (nedre) blodtrycket vanligtvis stiger till cirka 60 års ålder, varefter det diastoliska blodtrycket så småningom börjar sjunka. Skillnaden mellan det systoliska och det diastoliska blodtrycket kallas för pulstryck och utgör ett mått på artärernas elasticitet. Pulstrycket stiger således i allmänhet brant efter medelåldern. Blodkärlsförstelningen har flera viktiga följder. Då det systoliska blodtrycket stiger ökar också hjärtats belastning och syreförbrukning. Å andra sidan medför ett lägre diastoliskt blodtryck ett lägre blodflöde och i hjärtats kransartärer och minskar därmed hjärtats syretillgång. Stelare artärer ökar därför risken för syrebrist och skador i hjärtmuskeln. Under de senaste decennierna har forskningen påvisat att pulstryck och artärstelhet är viktiga riskfaktorer för hjärt-kärlsjukdom. Vidare har man upptäckt att flera välkända riskfaktorer så som förhöjt blodtryck, högt kolesterol, rökning och diabetes är förknippade med stela blodkärl. Den viktigaste faktorn som påverkar artärstelheten är emelletid ändå åldern. Man kan säga att artärernas stelhet beskriver blodkärlens biologiska ålder. Avhandlingen undersökte sambandet mellan artärstelhet och riskfaktorer för hjärt-kärlsjukdom med fokus på diabetes. I en omfattande tvärsnittsstudie påvisades att pulstrycket hos typ1 diabetiker är avsevärt högre än hos den friska befolkningen. Fyndet tyder på att blodkärlen hos diabetiker åldras i förtid. I undersökningen konstaterades att en 50-årig diabetikers blodkärlsstelhet i genomsnitt motsvarar den hos en frisk 70-åring. Resutalten från denna studie kan delvis förklara den höga dödligheten i hjärt-kärlsjukdomar hos diabetiker. I en 10 års uppföljning kunde man konstatera att såväl ett högt som ett lågt pulstryck medför ökad dödlighet hos äldre typ 2 diabetiker. Vidare kunde man något överraskande se att ett lågt blodtryck medförde en sämre prognos än ett högt blodtryck i denna grupp. I en interventionsstudie gavs en mjälkprodukt som innehöll bioaktiva peptider till en försöksgrupp under 6 månaders tid. Vid uppföljningen mättes patienternas artärstelhet och man konstaterade att artärelasticiteten hade förbättrats hos de män som intagit den aktiva peptidprodukten. Bland kvinnor kunde ingen effekt observeras. Avhandlingens resultat stöder uppfattningen om artärstelhet som en viktig riskfaktor för hjärt-kärlsjukdomar och påvisar att artärstelheten kan påverkas med enkla medel.