Red wine and equivalent oral pharmacological doses of resveratrol delay vascular aging but do not extend life span in rats

Objective: To investigate, in male Wistar rats, the effects of long-term moderate red wine (RW) consumption (equivalent to similar to 0.15 mg% resveratrol RS), or RS in low (L, 0.15 mg%) or high (H, 400 mg%) doses in chow. Background: Both RW and RS exhibit cardioprotection. RS extends lifespan in obese rats. It is unclear whether RW consumption or low-dose RS delay vascular aging and prolong life span in the absence of overt risk factors. Methods: Endpoints were aerobic performance, exercise capacity, aging biomarkers (p53,p16,p21, telomere length and telomerase activity in aortic homogenates), vascular reactivity. Data were compared with controls (C) given regular chow. Results: Expressions of p53 decreased similar to 50% similar to with RW and LRS (p < 0.05 vs. C), p16 by similar to 29% with RW (p < 0.05 vs. C) and p21 was unaltered. RW and LRS increased telomere length >6.5-fold vs. C, and telomerase activity increased with LRS and HRS. All treatments increased aerobic capacity (C 32.5 +/- 1.2, RW 38.7 + 1.7, LRS 38.5 + 1.6, HRS 38.3 + 1.8 mlO2 min(-1) kg(-1)), and RW or LRS also improved time of exercise tolerance vs. C (p < 0.05). Endothelium-dependent relaxation improved with all treatments vs. C. Life span, however, was unaltered with each treatment vs. C = 673 +/- 30 days, p = NS. Conclusions: RW and LRS can preserve vascular function indexes in normal rats, although not extending life span. These effects were translated into better aerobic performance and exercise capacity. (c) 2012 Elsevier Ireland Ltd. All rights reserved.

Vascular dysfunction in children conceived by assisted reproductive technologies: underlying mechanisms and future implications.

Epidemiological studies in humans have demonstrated a relationship between pathological events during fetal development and increased cardiovascular risk later in life and have led to the so called "Fetal programming of cardiovascular disease hypothesis". The recent observation of generalised vascular dysfunction in young apparently healthy children conceived by assisted reproductive technologies (ART) provides a novel and potentially very important example of this hypothesis. This review summarises recent data in ART children demonstrating premature subclinical atherosclerosis in the systemic circulation and pulmonary vascular dysfunction predisposing to exaggerated hypoxia-induced pulmonary hypertension. These problems appear to be related to the ART procedure per se. Studies in ART mice demonstrating premature vascular aging and arterial hypertension further demonstrate the potential of ART to increase cardiovascular risk and have allowed to unravel epigenetic alterations of the eNOS gene as an underpinning mechanism. The roughly 25% shortening of the life span in ART mice challenged with a western style high-fat-diet demonstrates the potential importance of these alterations for the long-term outcome. Given the young age of the ART population, data on cardiovascular endpoints will not be available before 20 to 30 years from now. However, already now cohort studies of the ART population are needed to early detect cardiovascular alterations with the aim to prevent or at least optimally treat cardiovascular complications. Finally, a debate needs to be engaged on the future of ART and the consequences of its exponential growth for public health.

The Structural and Functional Changes of Blood Vessels during Aging

The vascular adventitia is recognized as a dynamic mediator of vascular structure and function, yet its role in aging is not understood. The purpose of this thesis was to examine the age-related changes of the vascular adventitia and determine the underlying mediators responsible. Male Sprague-Dawley rats were aged to 15, 30, 50 and 80 weeks before being anesthetised and euthanized by exsanguination. Thoracic aortas, mesenteric and pudental arteries were isolated, formalin fixed, and embedded in paraffin then sectioned at 5μm. Vessels were examined by microscopy and protein expression was determined by indirect immunofluorescence. The thickness of the adventitia increased dramatically with age. Immunofluorescence revealed a robust expression of endothelin system proteins in the adventitia. Additionally, extracellular matrix proteins collagen and fibronectin, and the proliferation marker Ki67 showed strong adventitial origin. The changes observed in the vascular adventitia with aging clearly demonstrate an important role in the process of vascular aging.

The structural and functional changes of blood vessels during aging

The vascular adventitia is recognized as a dynamic mediator of vascular structure and function, yet its role in aging is not understood. The purpose of this thesis was to examine the age-related changes of the vascular adventitia and determine the underlying mediators responsible. Male Sprague-Dawley rats were aged to 15,30,50 and 80 weeks before being anesthetised and euthanized by exsanguination. Thoracic aortas, mesenteric and pudental arteries were isolated, formalin fixed, and embedded in paraffin then sectioned at 51lm. Vessels were examined by microscopy and protein expression was determined by indirect immunofluorescence. The thickness of the adventitia increased dramatically with age. Immunofluorescence revealed a robust expression of endothelin system proteins in the adventitia. Additionally, extracellular matrix proteins collagen and fibronectin, and the proliferation marker Ki67 showed strong adventitial origin. The changes observed in the vascular adventitia with aging clearly demonstrate an important role in the process of vascular aging.

Impact of cocoa flavanol intake on age-dependent vascular stiffness in healthy men: a randomized, controlled, double-masked trial

Increased vascular stiffness, endothelial dysfunction, and isolated systolic hypertension are hallmarks of vascular aging. Regular cocoa flavanol (CF) intake can improve vascular function in healthy young and elderly at-risk individuals. However, the mechanisms underlying CF bioactivity remain largely unknown. We investigated the effects of CF intake on cardiovascular function in healthy young and elderly individuals without history, signs, or symptoms of cardiovascular disease by applying particular focus on functional endpoints relevant to cardiovascular aging. In a randomized, controlled, double-masked, parallel-group dietary intervention trial, 22 young (<35yrs) and 20 elderly (50-80yrs) healthy, male non- smokers consumed either a CF-containing drink (450mg CF) or nutrient-matched, CF-free control drink bi-daily for 14 days. The primary endpoint was endothelial function as measured by flow-mediated vasodilation (FMD). Secondary endpoints included cardiac output, vascular stiffness, conductance of conduit and resistance arteries, and perfusion in the microcirculation. Following 2 weeks of CF intake, FMD improved in young (6.1±0.7% vs. 7.6±0.7%, p<0.001) and elderly (4.9±0.6% vs. 6.3±0.9%, p<0.001). Secondary outcomes demonstrated in both groups that CF intake decreased pulse wave velocity and lowered total peripheral resistance, increased arteriolar- and microvascular vasodilator capacity, red cell deformability, and diastolic blood pressure, while cardiac output remained affected. In the elderly, baseline systolic blood pressure was elevated, driven by an arterial stiffness-related augmentation. CF intake decreased aortic augmentation index (-9%), and thus systolic blood pressure (-7mmHg). (Clinicaltrials.gov:NCT01639781) CF intake reverses age-related burden of cardiovascular risk in healthy elderly, highlighting the potential of dietary flavanols to maintain cardiovascular health.

Prenatal hypoxia leads to increased muscle sympathetic nerve activity, sympathetic hyperinnervation, premature blunting of NPY signalling and hypertension in adult life

Adverse conditions prenatally increase the risk of cardiovascular disease, including hypertension. Chronic hypoxia in utero (CHU) causes endothelial dysfunction, but whether sympathetic vasoconstrictor nerve functioning is altered is unknown. We, therefore, compared in male CHU and control (N) rats muscle sympathetic nerve activity, vascular sympathetic innervation density, and mechanisms of sympathetic vasoconstriction. In young (Y)-CHU and Y-N rats (≈3 months), baseline arterial blood pressure was similar. However, tonic muscle sympathetic nerve activity recorded focally from arterial vessels of spinotrapezius muscle had higher mean frequency in Y-CHU than in Y-N rats (0.56±0.075 versus 0.33±0.036 Hz), and the proportions of single units with high instantaneous frequencies (1–5 and 6–10 Hz) being greater in Y-CHU rats. Sympathetic innervation density of tibial arteries was ≈50% greater in Y-CHU than in Y-N rats. Increases in femoral vascular resistance evoked by sympathetic stimulation at low frequency (2 Hz for 2 minutes) and bursts at 20 Hz were substantially smaller in Y-CHU than in Y-N rats. In Y-N only, the neuropeptide Y Y1-receptor antagonist BIBP3226 attenuated these responses. By contrast, baseline arterial blood pressure was higher in middle-aged (M)-CHU than in M-N rats (≈9 months; 139±3 versus 126±3 mmHg, respectively). BIBP3226 had no effect on femoral vascular resistance increases evoked by 2 Hz or 20 Hz bursts in M-N or M-CHU rats. These results indicate that fetal programming induced by prenatal hypoxia causes an increase in centrally generated muscle sympathetic nerve activity in youth and hypertension by middle age. This is associated with blunting of sympathetically evoked vasoconstriction and its neuropeptide Y component that may reflect premature vascular aging and contribute to increased risk of cardiovascular disease

Vieillissement vasculaire chez des patients athérosclérotiques: Sénescence prématurée des cellules endothéliales?

La dysfonction de l’endothélium vasculaire, associée à une diminution de ses propriétés vasorelaxantes et anti-thrombogéniques, survient avec le vieillissement mais également chez de plus jeunes patients athérosclérotiques présentant plusieurs facteurs de risque cardiovasculaire. Au niveau cellulaire, le vieillissement des cellules endothéliales (CE) mène à un état irréversible de non division cellulaire appelé sénescence. Ces cellules sénescentes présentent des changements spécifiques au niveau de leur morphologie et de l’expression génique, menant à leur dysfonction. La sénescence dite réplicative est déclenchée par le raccourcissement des télomères survenant à chaque division cellulaire, mais peut également être induite prématurément par le stress oxydant (SIPS). L’objectif principal de cette étude est de caractériser la sénescence de CE vasculaires isolées à partir de patients athérosclérotiques, et d’observer l’impact des facteurs de risque sur cette sénescence. Afin de confirmer la contribution des deux principales voies de la sénescence, nous avons par la suite étudié conjointement ou séparément, l’impact d’un traitement chronique avec un antioxydant sur la sénescence de CE, et d’une surexpression de la sous-unité catalytique de la télomérase (hTERT), une enzyme responsable de l’allongement des télomères. Nous avons isolé et cultivé des CE provenant d’artères mammaires internes prélevées lors de pontages coronariens. Selon les études, les cellules ont été infectées ou non avec un lentivirus surexprimant la hTERT, et cultivées in vitro jusqu’à sénescence, en présence ou en absence de l’antioxydant N-acétyl-L-cystéine (NAC). Différents marqueurs des deux principales voies de la sénescence (réplicative ou SIPS) ont été quantifiés. La sénescence cellulaire se développe exponentiellement avec le temps et est associée à une réduction de la viabilité et de la prolifération cellulaires. Chez les patients athérosclérotiques, le vieillissement des CE passe par les deux principales voies de la sénescence : des télomères courts initialement en culture et la durée d’exposition in vivo aux facteurs de risque cardiovasculaire prédisent une apparition prématurée de la sénescence. Toutefois, chez les fumeurs, la sénescence est exclusivement du type SIPS. Ces facteurs de risque cardiovasculaire et principalement l’hypertension, semblent accélèrer le vieillissement biologique et favoriser la dysfonction des CE. Lorsque traitées chroniquement avec le NAC, les CE présentant initialement de moindres dommages cellulaires et moléculaires ainsi qu’une meilleure défense antioxydante développent une sénescence retardée. Lorsque le NAC est combiné à une surexpression de la hTERT, les deux voies de la sénescence sont bloquées et une immortalisation cellulaire est observée. À l’inverse, dans les CE les plus endommagées par les ROS in vivo, le NAC n’a aucun effet sur le développement de la sénescence, la hTERT, seule ou en combinaison avec le NAC, retarde légèrement la sénescence mais aucune immortalisation n’est observée lorsque ces traitements sont combinés. En conclusion, nos études démontrent que l’exposition chronique au stress oxydant associé aux facteurs de risque cardiovasculaire accélère le développement de la sénescence de CE vasculaires, contribuant potentiellement à l’athérogénèse. Dans les cellules de patients athérosclérotiques, il semble exister un seuil de dommages cellulaires et moléculaires subis in vivo au-delà duquel, aucun traitement (antioxydant ou hTERT) ne peut être bénéfique.

Rôle du monoxyde d'azote dans la calcification vasculaire et la rigidité artérielle dans un modèle d'hypertension systolique isolée

L’hypertension systolique isolée (HSI) est le résultat de changements au niveau de la paroi vasculaire qui ont pour conséquence d’augmenter la rigidité artérielle. Ces modifications surviennent surtout au niveau des grosses artères comme l’aorte et sont associées au vieillissement. La fragmentation des fibres élastiques, leur calcification (élastocalcinose) et la fibrose font partie des changements majeurs observés avec l’âge. En plus de ces changements, le vieillissement vasculaire provoque des modifications au niveau des cellules qui composent la paroi. Les cellules endothéliales sécrètent moins de monoxyde d’azote (NO) provoquant une dysfonction endothéliale et les cellules musculaires lisses vasculaires (CMLVs) synthétisent maintenant des protéines matricielles et osseuses. Situé entre le sang et les CMLVs, l’endothélium contrôle le tonus vasculaire par la sécrétion de plusieurs substances vasoactives qui interagissent entre elles afin de maintenir l’homéostasie du système vasculaire. Parmi celles-ci, on note l’endothéline (ET), un puissant vasoconstricteur et le NO, un gaz vasorelaxants. Ce dernier est aussi reconnu pour bloquer la production d’ET par un mécanisme dépendant du guanosine monophosphate cyclique (GMPc). Comme il y a une interaction entre le NO et l’ET, et que cette dernière est impliquée dans la calcification artérielle, le NO pourrait être impliqué dans la modulation de l’élastocalcinose et de la rigidité artérielle par l’inhibition de l’ET et la modification de la composition de la paroi. Cet effet, qui se produirait au delà des effets vasorelaxants du NO, offre un potentiel thérapeutique intéressant pour l’HSI. Afin d’évaluer l’implication du NO dans la calcification vasculaire et la rigidité artérielle, un modèle animal d’HSI a été utilisé (modèle warfarine vitamine K, WVK). Ce modèle d’élastocalcinose est basé sur l’inhibition de la maturation d’une protéine anti-calcifiante, la matrix Gla protein (MGP), par la warfarine. Afin de déterminer l’implication physiologique du NO dans l’initiation et la progression de l’élastocalcinose, sa production a été inhibée par un analogue de la L-arginine, le L-NG-nitroarginine methyl ester (L-NAME). Lors des processus d’initiation de la calcification, le L-NAME a prévenu l’élastocalcinose sans toutefois modifier la vitesse de l’onde de pouls (PWV). Suite au traitement L-NAME, l’expression de la NO synthase inductible (iNOS) a été diminuée alors qu’elle a été augmentée lors du traitement WVK. Elle pourrait donc être impliquée dans les processus de calcification vasculaire. De plus, la NO synthase endothéliale (eNOS) semble également impliquée puisqu’elle a été augmentée dans le modèle WVK. Cette hausse pourrait être bénéfique pour limiter l’élastocalcinose alors que l’expression de la iNOS serait délétère. Lors de la progression de la calcification, le L-NAME a augmenté l’élastocalcinose et le PWV. Dans ce contexte, l’ET serait impliquée dans l’amplification de la calcification vasculaire entrainant une hausse de la rigidité artérielle. Comme le NO endogène limite la progression de la calcification et conséquemment la rigidité artérielle, il semble être protecteur. L’efficacité d’une modulation de la voie du NO dans le modèle WVK a été étudiée par l’administration d’un donneur de NO, le sinitrodil, ou d’un inhibiteur de la phosphosdiestérase 5 (PDE5), le tadalafil. La modulation de la voie du NO semble être bénéfique sur la rigidité artérielle, mais seulement de façon aiguë. En effet, le sinitrodil a modifié de transitoirement la rigidité au niveau de l’aorte possiblement par la modulation du tonus vasculaire sans toutefois avoir des effets sur la composition de la paroi. Comme le modèle WVK n’affecte pas la fonction endothéliale, les concentrations endogènes de NO semblent être optimales puisque le sinitrodil provoque une augmentation de l’élastocalcinose possiblement par le développement d’une tolérance. Tout comme le sinitrodil, le tadalafil a modulé de manière aiguë la rigidité artérielle sans modifier la composition de la paroi. Globalement, ces travaux ont permis de mettre en évidence les effets bénéfiques du NO endogène pour limiter le développement de l’HSI, suggérant qu’une dysfonction endothéliale, tel qu’observé lors du vieillissement, a un impact négatif sur la maladie.

Rôle de la CuZn superoxyde dismutase dans la néovascularisation en réponse à l'ischémie

L’athérosclérose est à l’origine d’importantes obstructions vasculaires. La sévérité de l’ischémie tissulaire provoquée par l’athérosclérose dépend en partie de la capacité de l’organisme à former de nouveaux vaisseaux (néovascularisation). Les mécanismes de néovascularisation sont modulés par la balance oxydo-réductive. Une exacerbation du stress oxydant est retrouvée dans tous les facteurs de risque cardiovasculaire, et en particulier lors du vieillissement. Au niveau vasculaire, la CuZnSOD est la principale enzyme antioxydante. Cependant, son rôle spécifique dans le vieillissement vasculaire et dans le développement de nouveaux vaisseaux en réponse à l’ischémie n’est pas connu. Nos hypothèses de recherche sont: 1) qu’une absence de CuZnSOD diminue la néovascularisation réparatrice en réponse à l’ischémie 2) que cette diminution de la néovascularisation est dûe au vieillissement de la vasculature affectant à la fois les cellules endothéliales matures et les cellules progénitrices endothéliales. Nous avons démontré qu’une déficience en CuZnSOD diminue significativement la néovascularisation en réponse à l’ischémie. Cette diminution de néovascularisation est associée à une augmentation du stress oxydant et une réduction de la biodisponibilité du NO. La déficience en CuZnSOD réduit significativement le nombre de EPCs (moelle, rate). De plus, ces EPCs présentent une augmentation significative des niveaux de stress oxydant, une diminution de la production de NO et une capacité réduite à migrer et à s’intégrer à un réseau tubulaire. Fait important, il iv est possible d’améliorer la néovascularisation des souris déficientes en CuZnSOD par une supplémentation en EPCs provenant de souris contrôles. Nous avons également démontré que la récupération du flot sanguin suivant l’ischémie est significativement réduite par l’âge. À la fois chez les jeunes et les vieilles souris, la déficience en CuZnSOD mène à une réduction additionnelle de la néovascularisation. Fait intéressant, le potentiel néovasculaire des jeunes souris déficiente en CuZnSOD est similaire à celui des vieilles souris contrôles. Les niveaux de stress oxydant sont également augmentés de façon similaire dans ces deux groupes de souris. L’âge et la déficience en CuZnSOD sont tous deux associés à une réduction du nombre d’EPCs isolées de la moelle et de la rate. L’effet de l’âge seul sur la fonction des EPCs est modeste. Par contre, la déficience en CuZnSOD en condition de vieillissement est associée à d’importants effets délétères sur l’activité fonctionnelle des EPCs. En résumé, nos résultats suggèrent que la protection contre le stress oxydant par la CuZnSOD est essentielle pour préserver la fonction des EPCs et la néovascularisation réparatrice en réponse à l’ischémie. Le défaut de néovascularisation observé en absence de CuZnSOD est associé à un vieillissement vasculaire accéléré. Nos résultats suggèrent que dans le contexte du vieillissement, la CuZnSOD a un rôle encore plus important pour limiter les niveaux de stress oxydant, préserver la fonction des EPCs et maintenir l’intégrité des tissus ischémiques.

Impact du stress hyperoxique en période néonatale sur la structure vasculaire : implication des phénomènes de sénescence et rôle possible dans la programmation développementale de l'hypertension artérielle

Réalisé en cotutelle avec l'Université de Lorraine (France)

Angiopoietin like-2: a pro-inflammatory and pro-oxidative protein that contributes to endothelial dysfunction

Le vieillissement vasculaire est caractérisé par une dysfonction de l’endothélium. De nombreux facteurs de risque cardiovasculaire tels que l’obésité et l’hypertension prédisposent l’endothélium à un stress oxydant élevé aboutissant à une dysfonction endothéliale, celle-ci étant communément accompagnée d’une diminution de la biodisponibilité du monoxyde d’azote. Bien que la fonction endothéliale soit un déterminant majeur de la prédiction du risque cardiovasculaire des patients, son évaluation individuelle reste très limitée. En conséquence, il existe un intérêt scientifique grandissant pour la recherche de meilleurs biomarqueurs. L’Angiopoiétine like-2 (angptl2), une protéine identifiée récemment, joue un rôle pro-inflammatoire et pro-oxydant dans plusieurs désordres causés par une inflammation chronique allant de l’obésité à l’athérosclérose. L’inflammation et un stress oxydant accru ont été établis comme des mécanismes sous-jacents à l’apparition d’une dysfonction endothéliale, c’est pourquoi ce travail met l’accent sur le rôle de l’angptl2 dans la dysfonction endothéliale. Plus précisément, ce travail vise à: 1) déterminer les effets aigus de l’angptl2 sur la fonction endothéliale, 2) caractériser la fonction endothéliale et la contribution des différents facteurs relaxants dérivés de l'endothélium (EDRF) dans plusieurs lits vasculaires, et ce, dans un modèle de souris réprimant l’expression de l’angptl2 (knock-down, KD), et 3) examiner si l'absence d'expression angptl2 protège contre la dysfonction endothéliale induite par un régime riche en graisses (HFD) ou par perfusion d'angiotensine II (angII) chez la souris. Dans la première étude, l’incubation aigue avec de l’angptl2 recombinante induit une dysfonction endothéliale dans les artères fémorales isolées de souris de type sauvage (WT), probablement en raison d’une production accrue d'espèces réactives oxygénées. Les artères fémorales de souris angptl2 KD présentent une meilleure fonction endothéliale en comparaison aux souris WT, vraisemblablement par une plus grande contribution de la prostacycline dans la vasodilatation. Après 3 mois d’une diète HFD, les principaux EDRF respectifs des artères fémorales et mésentériques sont conservés uniquement dans les souris angptl2 KD. Cette préservation est associée à un meilleur profil métabolique, une moindre accumulation de triglycérides dans le foie et des adipocytes de plus petite taille. De plus, l’expression de gènes inflammatoires dans ces tissus adipeux n’est augmentée que chez les souris WT. Dans la seconde étude, l’absence d’angptl2 résulte en une production accrue de monoxyde d’azote dans les artères cérébrales isolées par rapport à celles des souris WT. La perfusion chronique d’angII provoque, seulement chez les souris WT, une dysfonction endothéliale cérébrale probablement par le biais d’une augmentation de la production d’espèces réactives oxygénées, probablement dérivé des NADPH oxydase 1 et 2, ainsi que l'augmentation des facteurs constricteurs dérivés de l’endothélium issus de la cyclo-oxygénase. En revanche, l’apocynine réduit la dilatation cérébrale chez les souris KD traitées à l’angII, ce qui suggère le recrutement potentiel d’une voie de signalisation compensatoire impliquant les NADPH oxydases et qui aurait un effet vaso-dilatateur. Ces études suggèrent fortement que l’angptl2 peut avoir un impact direct sur la fonction endothéliale par ses propriétés pro-inflammatoire et pro-oxydante. Dans une optique d’application à la pratique clinique, les niveaux sanguins d’angptl2 pourraient être un bon indicateur de la fonction endothéliale.

The Role of Peptidyl Prolyl Isomerases in Aging and Vascular Diseases

Peptidyl prolyl isomerases (PPIases) are proteins belonging to the immunophilin family and are characterised by their cis-trans isomerization activity at the X-Pro peptide bond, in addition to their tetratricopeptide repeat (TPR) domain, important for interaction with the molecular chaperone, Hsp90. Due to this unique structure these proteins are able to facilitate protein-protein interactions which can impact significantly on a range of cellular processes such as cell signalling, differentiation, cell cycle progression, metabolic activity and apoptosis. Malfunction and/or dysregulation of most members of this class of proteins promotes cellular damage and tissue/organ failure, predisposing to ageing and age-related diseases. Many individual genes within the PPIase family are associated with several age-related diseases including cardiovascular diseases (CVDs), atherosclerosis, type II diabetes (T2D), chronic kidney disease (CDK), neurodegeneration, cancer and age-related macular degeneration (AMD), in addition to the ageing process itself. This review will focus on the different roles of PPIases, and their therapeutic/biomarker potential in these age-related vascular diseases.

Interhemispheric distribution of Alzheimer disease and vascular pathology in brain aging

BACKGROUND AND PURPOSE: Most of the neuropathological studies in brain aging were based on the assumption of a symmetrical right-left hemisphere distribution of both Alzheimer disease and vascular pathology. To explore the impact of asymmetrical lesion formation on cognition, we performed a clinicopathological analysis of 153 cases with mixed pathology except macroinfarcts. METHODS: Cognitive status was assessed prospectively using the Clinical Dementia Rating scale; neuropathological evaluation included assessment of Braak neurofibrillary tangle and Ass deposition staging, microvascular pathology, and lacunes. The right-left hemisphere differences in neuropathological scores were evaluated using the Wilcoxon signed rank test. The relationship between the interhemispheric distribution of lesions and Clinical Dementia Rating scores was assessed using ordered logistic regression. RESULTS: Unlike Braak neurofibrillary tangle and Ass deposition staging, vascular scores were significantly higher in the left hemisphere for all Clinical Dementia Rating scores. A negative relationship was found between Braak neurofibrillary tangle, but not Ass staging, and vascular scores in cases with moderate to severe dementia. In both hemispheres, Braak neurofibrillary tangle staging was the main determinant of cognitive decline followed by vascular scores and Ass deposition staging. The concomitant predominance of Alzheimer disease and vascular pathology in the right hemisphere was associated with significantly higher Clinical Dementia Rating scores. CONCLUSIONS: Our data show that the cognitive impact of Alzheimer disease and vascular lesions in mixed cases may be assessed unilaterally without major information loss. However, interhemispheric differences and, in particular, increased vascular and Alzheimer disease burden in the right hemisphere may increase the risk for dementia in this group.

Effects of an aging vascular model on healthy and diseased hearts

The vitamin D(3) and nicotine (VDN) model is a model of isolated systolic hypertension (ISH) due to arterial calcification raising arterial stiffness and vascular impedance similar to an aged and stiffened arterial tree. We therefore analyzed the impact of this aging model on normal and diseased hearts with myocardial infarction (MI). Wistar rats were treated with VDN (n = 9), subjected to MI by coronary ligation (n = 10), or subjected to a combination of both MI and VDN treatment (VDN/MI, n = 14). A sham-treated group served as control (Ctrl, n = 10). Transthoracic echocardiography was performed every 2 wk, whereas invasive indexes were obtained at week 8 before death. Calcium, collagen, and protein contents were measured in the heart and the aorta. Systolic blood pressure, pulse pressure, thoracic aortic calcium, and end-systolic elastance as an index of myocardial contractility were highest in the aging model group compared with MI and Ctrl groups (P(VDN) < 0.05, 2-way ANOVA). Left ventricular wall stress and brain natriuretic peptide (P(VDNxMI) = not significant) were highest, while ejection fraction, stroke volume, and cardiac output were lowest in the combined group versus all other groups (P(VDNxMI) < 0.05). The combination of ISH due to this aging model and MI demonstrates significant alterations in cardiac function. This model mimics several clinical phenomena of cardiovascular aging and may thus serve to further study novel therapies.

Telomere length and replicative aging in human vascular tissues.

Because repeated injury of the endothelium and subsequent turnover of intimal and medial cells have been implicated in atherosclerosis, we examined telomere length, a marker of somatic cell turnover, in cells from these tissues. Telomere lengths were assessed by Southern analysis of terminal restriction fragments (TRFs) generated by HinfI/Rsa I digestion of human genomic DNA. Mean TRF length decreased as a function of population doublings in human endothelial cell cultures from umbilical veins, iliac arteries, and iliac veins. When endothelial cells were examined for mean TRF length as a function of donor age, there was a significantly greater rate of decrease for cells from iliac arteries than from iliac veins (102 bp/yr vs. 47 bp/yr, respectively, P < 0.05), consistent with higher hemodynamic stress and increased cell turnover in arteries. Moreover, the rate of telomere loss as a function of donor age was greater in the intimal DNA of iliac arteries compared to that of the internal thoracic arteries (147 bp/yr vs. 87 bp/yr, respectively, P < 0.05), a region of the arterial tree subject to less hemodynamic stress. This indicates that the effect is not tissue specific. DNA from the medial tissue of the iliac and internal thoracic arteries showed no significant difference in the rates of decrease, suggesting that chronic stress leading to cellular senescence is more pronounced in the intima than in the media. These observations extend the use of telomere size as a marker for the replicative history of cells and are consistent with a role for focal replicative senescence in cardiovascular diseases.