Cardiovascular Effects of Aging Interrelationships of Aortic, Left Ventricular, and Left Atrial Function

Background:

Previous studies have shown that elastic properties of the aorta decrease, while left atrial dimensions, the contribution of left atrial systole to left ventricular filling, and left ventricular mass increase with age. In most studies, however, aortic function, and ventricular and atrial parameters were performed in different populations, and thus, the earliest manifestation of aging in the cardiovascular system is not known. The present study was undertaken to define the earliest cardiovascular abnormality(ies) occurring in the cardiovascular system with age.

Patients and Method: In 181 normotensive subjects (147 females and 34 males) age 22–64 years, left ventricular mass, volumes, function and work (echocardiography and blood pressure), left atrial volumes and stroke volume (biplane area-length method by echo), pulse wave velocity (PWV) (carotid to femoral artery, Doppler), and left atrial kinetic energy were measured simultaneously: left atrial kinetic energy = 1/2 mV², where m = left atrial stroke volume × 1.06 (blood specific gravity), v = transmitral A wave velocity. Regression analyses were performed to correlate all measured cardiovascular parameters with age.

Results: Pulse wave velocity (r = 0.51), left atrial kinetic energy (r = 0.42), and A wave velocity (r = 0.38) were correlated to age, while left ventricular mass, function and work were not. Multiple regression analysis among ten clinical and echocardiographic parameters demonstrated that only age contributed independently to pulse wave velocity; only age and pulse wave velocity were contributed independently to left atrial kinetic energy; and only age contributed independently to A wave velocity.

Conclusions: The data demonstrate that age-related alterations in aortic function and left atrial work (left atrial kinetic energy) can be defined prior to changes in left ventricular structure and systolic function. Simultaneous studies of left atrial, left ventricular, and aortic function are required to better understand the effect of aging on the cardiovascular system.

Hintergrund:

Frühere Studien haben gezeigt, dass die elastischen Eigenschaften der Aorta mit zunehmendem Alter abnehmen, während die Größe des linken Vorhofs und die linksventrikuläre Muskelmasse steigen. Außerdem nimmt die Vorhoffüllung einen breiteren Raum ein. Die meisten Studien haben jedoch die Funktion der Aorta und der Ventrikel- und Vorhofparameter in den unterschiedlichen Populationen geprüft, so dass nicht bekannt ist, welche Änderungen zuerst auftreten. In der vorliegenden Studie wurde versucht festzustellen, welche kardiovaskulären Veränderungen mit zunehmenden Alter als Erste auftreten.

Methoden: Bei 181 normotensiven Menschen (147 Frauen und 34 Männer) im Alter von 22–64 Jahren wurde die linksventrikuläre Masse und Arbeit (Echokardiographie und Blutdruckmessung), die linksatrialen Volumina und Schlagvolumina (biplane Flächen-Längen-Methode im Echokardiogramm), die Pulswellenlaufgeschwindigkeit (Doppler im Bereich der Karotis und Femoralarterie) und die linksatriale kinetische Energie simultan abgestimmt. Die Regressionsanalysen wurden für alle kardiovaskulären Parameter vorgenommen.

Ergebnisse: Die Pulswellenlaufgeschwindigkeit (r = 0,51), die linksatriale kinetische Energie (r = 0,42) und die A-Wellen-Geschwindigkeit (r = 0,38) korrelierten mit dem Alter, während die linksventrikuläre Muskelmasse, Funktion und Arbeit nicht korrelierten. Eine multiple Regressionsanalyse unter den zehn klinischen echokardiographischen Parametern zeigte, dass nur das Alter unabhängig zur Pulswellenlaufgeschwindigkeit in Beziehung zu setzen war. Nur Alter und Pulswellenlaufgeschwindigkeit waren unabhängig korreliert zur linksatrialen kinetischen Energie und nur das Alter stand in enger Beziehung zur A-Wellen-Geschwindigkeit.

Schlussfolgerung: Die Untersuchungen zeigen, dass altersbezogene Änderungen der Aortenfunktion und der linksatrialen Arbeit Veränderungen aufweisen, noch bevor die linksventrikuläre Struktur und systolische Funktion sich mit zunehmendem Alter ändern. Simultane Untersuchungen in angegebenen Parametern sind notwendig, um einen besseren Überblick über die Auswirkungen des Alterns auf das kardiovaskuläre System zu erhalten.