Các mạch máu đàn hồi (động mạch) trở nên cứng hơn là một quá trình liên quan với tuổi và được gia tăng lên do THA. THA có thể tạo CĐM về cả
hai phương diện chức năng và cấu trúc. Sự cứng mạch có khả năng hồi phục cấp thời và kéo dài của ĐMC ngực và các nhánh của nó xảy ra khi mức HA ĐM tăng lên. Người trẻ THA tăng sức đề kháng xuôi dòng ở tiểu ĐM, gây nên áp lực giãn mạch tăng truyền ngược lại trên ĐM đàn hồi trung tâm. Điều này làm cho màng đàn hồi đang chịu tải của ĐM lớn bị căng ra thêm và trở nên cứng hơn. THA theo thời gian dẫn đến tái cấu trúc mạch máu, phì đại và tăng sinh thay đổi cấu trúc làm xơ cứng chính bản thân các ĐM này. THA ở người trẻ thường biểu hiện với HATTr cao trong các dạng tăng HATT và TTr hoặc tăng HATTr đơn độc. Ngược lại, tăng HATT đơn độc của người già, liên quan với tăng HATT và giảm HATTr, thường biểu hiện với ALM mở rộng là dấu hiệu của tăng CĐM. CĐM thường thấy ở những người cao tuổi với tăng HATT là đặc trưng bởi đứt gãy các protein elastin, tăng sinh collagen và lắng đọng canxi thường xuyên gắn với giãn rộng ĐMC. Khi các ĐM lớn giãn, căng thành và tác động mạch đập tăng, làm trầm trọng thêm thoái hóa thành ĐM, do đó bắt đầu ngay một tác động phản hồi dương mà theo đó THA dẫn đến tăng thoái hóa hơn nữa [39], [77].
Nghiên cứu Framingham cho thấy ở những người bệnh không được điều trị tốc độ THA tỷ lệ với tăng độ cứng ĐM lớn và do đó kéo theo một vòng luẩn quẩn của THA và tăng thêm cứng động mạch lớn. Người trung niên và người cao tuổi THA không điều trị có nhiều khả năng biểu lộ các dấu hiệu liên quan đến tuổi do tăng HATT và giảm HATTr so với chứng HA bình thường. Benetos và cộng sự phát hiện ra rằng hàng năm tỷ lệ tiến triển của vận tốc sóng mạch (PWV) trên bệnh nhân được theo dõi điều trị THA cao hơn so với các đối tượng HA bình thường, cho thấy tiến triển nặng lên của CĐM trên đối tượng THA dù được điều trị. Ngoài ra, các nhà điều tra còn thấy rằng HA động mạch trung bình, biểu hiện sức đề kháng ngoại vi, không tăng trong suốt 6 năm theo dõi nhưng PWV thì tiến triển lớn gấp 3 lần và khó kiểm soát hơn nhiều so với việc kiểm soát tốt mức THA. Vì vậy, cả
hai nhóm nghiên cứu Framingham và Benetos cùng cs nhận thấy hệ quả điều trị không thường xuyên hoặc không được điều trị, THA sẽ dẫn đến tăng tốc độ CĐM lớn theo tuổi - một thước đo của lão hóa mạch máu [26], [39].
Thông thường, CĐM là hậu quả của THA chứ không phải là nguyên nhân của nó, nhưng đã có bằng chứng rằng mối quan hệ giữa THA và CĐM theo hai chiều thuận nghịch. Năm 1999, Liao và cộng sự từ nghiên cứu nguy cơ xơ vữa ĐM trong cộng đồng (ARIC) ở người trung niên (tuổi 45 đến 64), sử dụng siêu âm B-mode với độ phân giải cao kiểm tra ĐM cảnh chung trái, thấy rằng cứ tăng 1 độ lệch chuẩn của CĐM cảnh liên quan tới tăng 15% nguy cơ mắc THA trong tương lai, độc lập với các yếu tố nguy cơ thông thường và mức độ của HA. Cùng vấn đề này, Dernellis và Panaretou xác nhận những phát hiện của Liao và cs nhưng còn mở rộng độ tuổi từ 35 đến 93 tuổi. CĐM chủ xác định bằng siêu âm tim M mode bởi kỹ thuật phân tích hồi quy đa biến, đo đường kính ĐMC tâm thu, tâm trương và dùng các phương trình tiêu chuẩn tính chỉ số căng, giãn nở (distensibility) và chỉ số cứng ĐMC. Tiến triển từ người HA bình thường đến THA có liên quan đến tuổi, giới và tỷ lệ tiến triển này sau bốn năm theo dõi thấp nhất ở phụ nữ trẻ (4%) và nam giới trẻ (11,5%), cao nhất ở phụ nữ lớn tuổi (26%) và nam giới lớn (59%). Dùng mô hình hồi quy tuyến tính đa biến, họ phát hiện cứng ĐMC ở người HA bình thường dự đoán THA trong tương lai sau khi điều chỉnh các yếu tố nguy cơ bao gồm HATT, tuổi, giới tính, BMI, nhịp tim, cholesterol toàn phần, ĐTĐ, hút thuốc lá, tiêu thụ rượu và hoạt động thể chất. Những kết quả phát hiện này được ghi nhận cho các đối tượng trẻ, già và cho cả hai giới. [37], [75], [119].
Báo cáo này đặt ra những câu hỏi đáng được quan tâm. Làm thế nào CĐM liên quan đến THA? Nó thật sự là yếu tố nguy cơ hay chỉ là dấu hiệu nguy cơ? Một yếu tố nguy cơ thật sự bị nghi ngờ là nguyên nhân của quá trình bệnh. Một dấu hiệu nguy cơ sẽ chỉ kết hợp với quá trình bệnh mà
không cần nằm trong con đường nhân quả. Hầu hết, các nghiên cứu đánh giá CĐM và THA là nghiên cứu cắt ngang nên rất hạn chế để kết luận về nguyên nhân một cách đáng tin cậy. Nghiên cứu cắt dọc của Dernellis và Panaretou chỉ ra tăng CĐM tiềm ẩn nguy cơ về sau, là tiền đề cho sự phát triển của THA. Những phát hiện của Dernellis và Panaretou cũng như của Liao và cộng sự cùng với các nghiên cứu trước đây cung cấp hỗ trợ cho CĐM và THA trong mối tương tác thuận nghịch theo hai chiều. Các nghiên cứu này sẽ kích thích những nghiên cứu tương tác của các gen, kiểu hình tức thời và các yếu tố môi trường tiền đề cho tăng tốc lão hóa mạch máu và THA. Hơn nữa, chẩn đoán sớm CĐM với các kỹ thuật không xâm lấn trước khi sự phát triển của THA hoặc các biến chứng tim mạch có thể xác định người có nguy cơ ở vào thời điểm cần phải can thiệp lối sống có thể được xem là điều trị hữu ích [37], [39], [75].