Abstract Left ventricular hypertrophy (LVH), a common complication of elevated blood pressure (BP), is a risk factor for cardiovascular (CV) morbidity and mortality. Adiponectin has been shown to have cardioprotective effects and is inversely associated with LVH. BP can be measured at a clinical visit, as a momentary value. Ambulatory blood pressure (APB) measurement (ABPM) is a method of repeated BP measurements through a defined period, targeted to evaluate the circadian BP profile. High BP and ABPM have been shown to be associated with LVH and left ventricular diastolic dysfunction (LVDD). A high sodium intake has been associated with elevated BP and adverse CV outcome. The aim of this study was to investigate the associations between adiponectin and left ventricular mass index (LVMI), a measure of LVH, ABPM and the development of LVDD during long-term follow-up, ABPM and the change in LVMI during long-term follow-up, and the role of dietary sodium intake in the incidence of AF. Adiponectin has been shown to have vasoprotective, anti-inflammatory and cardioprotective effects. Hypoadiponectinemia has been associated with hypertension, coronary artery disease (CAD) and LVH. In this study, adiponectin levels were inversely associated with LVMI, even after adjustment with conventional risk factors of LVH, in a fairly large sample of middle-aged subjects. Elevated BP and pulse pressure (PP) have been associated with echocardiographic measures of LVDD. In this study, the association between APBM and the development of LVDD during a 20-year follow-up was evaluated. Ambulatory PP (APP) was shown to independently associate with the development of LVDD, even after adjustment with conventional risk factors of LVDD. APBM has been associated with LVH in cross-sectional assessments and has also been shown to have predictive value in future LVMI or LVH. In a few studies the predictive value of APP in future LVMI was observed. In the present study, an increase in APP was shown to predict the change in LVMI during long-term follow-up. In this study, the association between dietary sodium intake and the incidence of AF was evaluated. A high sodium intake predicted the occurrence of AF, which is a novel finding. In conclusion, this study offers novel findings about predictive factors in the entity of cardiac remodelling. / Tiivistelmä Vasemman kammion hypertrofia on yleinen kohonneen verenpaineen seuraus ja sen on todettu olevan sydän- ja verisuonitapahtumien riskitekijä. Adiponektiinin on osoitettu suojaavan vasemman kammion hypertrofialta. Ambulatorinen verenpaineen mittaus on menetelmä, jossa verenpaine mitataan määritellyllä ajanjaksolla toistuvasti, mikä antaa kuvan verenpaineesta vuorokauden eri jaksoissa. Kohonneella ambulatorisella verenpaineella on osoitettu olevan yhteys vasemman kammion hypertrofiaan sekä vasemman kammion diastoliseen vajaatoimintaan. Runsas natriumin saanti on yhteydessä kohonneeseen verenpaineeseen sekä sydän- ja verisuonisairauksiin. Tämän tutkimuksen tarkoituksena on selvittää yhteyksiä adiponektiinin ja vasemman kammion massaindeksin välillä, ambulatorisen verenpaineen ja vasemman kammion diastolisen vajaatoiminnan kehittymisen välillä, ambulatorisen verenpaineen ja vasemman kammion massaindeksin muutoksen välillä sekä natriumin saannin ja eteisvärinän ilmaantuvuuden välillä. Adiponektiinilla on todettu olevan suotuisia vaikutuksia verisuonistoon, tulehdusreaktion hillintään sekä sydänlihakseen. Matalan adiponektiinitason on osoitettu olevan yhteydessä verenpainetautiin, sepelvaltimotautiin sekä vasemman kammion hypertrofiaan. Tässä tutkimuksessa adiponektiinihormonilla osoitettiin olevan käänteinen yhteys vasemman kammion massaindeksiin, vaikka perinteiset riskitekijät otettiin huomioon. Kohonneella verenpaineella sekä pulssipaineella on osoitettu olevan yhteys vasemman kammion diastoliseen vajaatoimintaan. Tässä tutkimuksessa arvioitiin ambulatorisen verenpaineen merkitystä vasemman kammion diastolisen vajaatoiminnan kehittymisessä. Ambulatorinen pulssipaine osoittautui riskitekijäksi, vaikka perinteiset riskitekijät otettiin huomioon. Ambulatorisella verenpaineella ja pulssipaineella on osoitettu olevan yhteys vasemman kammion hypertrofiaan poikkileikkaustutkimuksissa ja seurantatutkimuksissa. Tässä tutkimuksessa ambulatorisen pulssipaineen nousun havaittiin ennustavan vasemman kammion massaindeksin kasvua pitkäaikaisseurannassa. Tässä tutkimuksessa korkean natriumin saannin todettiin olevan yhteydessä lisääntyneeseen eteisvärinän ilmaantuvuuteen. Tätä yhteyttä ei ole aiemmin todettu muissa tutkimuksissa. Tässä tutkimuksessa löydettiin uusia riskitekijöitä sydämen patologisiin ilmentymiin liittyen.

Abstract The β1-adrenergic receptor (β1AR) belongs to the large family of G protein-coupled receptors. It is activated by epinephrine and norepinephrine and thus has a central role in mediating the effects of the sympathetic nervous system. β1AR is the predominant adrenergic receptor in the heart, where it mediates positive inotropy and chronotropy. Thus, it is the most important target receptor for β-adrenergic antagonists, which are widely used in the treatment of cardiovascular diseases. Furthermore, β1AR is also expressed in the brain, where it has a crucial role in regulating memory formation and synaptic plasticity. Human β1AR (hβ1AR) has two polymorphisms, one at each terminus. The carboxyl-terminal (C-terminal) Arg389Gly8.56 polymorphism has previously been shown to have functional significance. Despite the clinical importance of hβ1AR, its biosynthetic profile and post-translational processing have not been well characterized to date. The aims of the present study were to shed light on these events, focusing on the limited proteolysis of hβ1AR and the impact of β-adrenergic ligands on receptor processing. In addition, the C-terminal polymorphism and its associations with certain parameters were investigated in a population consisting of survivors of acute myocardial infarction (AMI). By using a heterologous expression system, hβ1AR biosynthesis was revealed to be efficient and rapid. The N-terminus of the mature receptor was modified with O-glycans and one N-glycan, but despite these modifications it was subject to cleavage at the cell surface that resulted in two C-terminal fragments. The cleavage was mediated by a metalloproteinase, and importantly, it also occurred in vivo. Moreover, receptor activation enhanced the cleavage, which suggests that it represents a novel regulatory mechanism of hβ1AR. Interestingly, those ligands that enhanced the cleavage stabilized intracellular hβ1AR precursors, possibly via a pharmacological chaperone activity. Thus, the present study demonstrates that β-adrenergic ligands can have different regulatory effects on distinct hβ1AR forms. Among the AMI survivors, the Arg3898.56 homozygotes had significantly increased left ventricular mass indexes, when compared to the Gly3898.56 carriers, which suggests an association between Arg3898.56 and left ventricular hypertrophy (LVH). When euglycemic and diabetic patients were analyzed separately, the association existed among the euglycemic patients but was not present in diabetic patients. Diabetes is one of several risk factors that have previously been shown to influence the progression of LVH. Here, diabetes was shown to have a stronger effect on the development of LVH, when compared with the Arg3898.56 variant of hβ1AR. / Tiivistelmä β1-adrenerginen reseptori (β1AR) kuuluu laajaan G-proteiineihin kytkettyjen reseptorien perheeseen. β1AR on tärkeässä asemassa sympaattisen hermoston toiminnassa. Sydämessä β1AR on vallitseva adrenerginen reseptori, ja sydänlihaksen supistusvireys sekä -taajuus voimistuvat β1AR:n aktivaation kautta. Siten se edustaa sydän- ja verisuonisairauksissa käytettävien β-salpaajien tärkeintä kohdereseptoria. β1AR:n luontaisia agonisteja ovat lisämunuaisytimestä ja hermopäätteistä vapautuvat adrenaliini ja noradrenaliini. Sydänlihaksen lisäksi β1AR:a ilmennetään myös aivoissa, jossa reseptorilla on keskeinen asema muistin ja synaptisen muovautuvuuden kannalta. Ihmisen β1AR (hβ1AR) sisältää kaksi polymorfismia, joista toinen (Arg389Gly8.56) sijaitsee reseptorin karboksyyli- (C-) terminaalissa solulimassa. Tällä polymorfismilla on havaittu olevan toiminnallista merkitystä. Vaikka hβ1AR:n kliininen merkitys on huomattava, sen biosynteesistä ja translaationjälkeisestä muokkauksesta ei ole tähän mennessä ollut juurikaan tutkimustietoa. Tämän väitöskirjatyön tavoite oli kuvata näitä tapahtumia ja erityisesti keskittyä hβ1AR:n solunulkoisen amino- (N-) terminaalin rajoitettuun proteolyysiin. Lisäksi haluttiin tutkia, onko β-adrenergisillä ligandeilla vaikutusta reseptorin prosessointiin. Tutkimuksen kliinisessä osiossa kartoitettiin C-terminaalisen polymorfian yhteyttä valikoituihin muuttujiin aineistossa, joka koostui akuutin sydäninfarktin (AMI) sairastaneista potilaista. hβ1AR:n biosynteesin havaittiin olevan tehokas ja nopea heterologisessa systeemissä. Kypsän reseptorin N-terminaalissa havaittiin useita O-kytkennäisiä ja yksi N-kytkennäinen glykaani. Glykosyloinnista huolimatta N-terminaali pilkkoutui solun pinnalla, mikä tuotti kaksi solukalvolla sijaitsevaa, C-terminaalista reseptoripalasta. Pilkkoutumista, joka havaittiin myös in vivo, katalysoi metalloproteinaasi. Reseptorin aktivaatio kiihdytti pilkkoutumista, joka siten todennäköisesti edustaa uudenlaista hβ1AR:n säätelymekanismia. Ligandit, jotka kiihdyttivät pilkkoutumista, toisaalta stabiloivat solunsisäisiä hβ1AR:n epäkypsiä muotoja toimien luultavasti ns. farmakologisina kaperoneina. Näin ollen väitöskirjatyö osoittaa, että β-adrenergisillä ligandeilla voi olla erilaisia säätelyvaikutuksia eri hβ1AR-muotoihin. Kliinisessä tutkimuksessa Arg3898.56-homotsygooteilla potilailla havaittiin merkittävästi suurentunut vasemman kammion massaindeksi Gly3898.56-kantajiin verrattuina, mikä puoltaa Arg3898.56-polymorfismin ja vasemman kammion hypertrofian (LVH) välistä yhteyttä. Kun euglykeemisiä potilaita ja diabeetikkoja tutkittiin erikseen, yhteys ilmeni vain euglykeemisessä ryhmässä. Diabetes on riskitekijä, joka vaikuttaa LVH:n kehittymiseen. Tässä tutkimuksessa diabeteksellä havaittiin olevan voimakkaampi vaikutus LVH:n kehittymiseen Arg3898.56 -polymorfismiin verrattuna.