（一）结构改变
老年人的大动脉伸长扭曲，管腔扩大，管壁增厚尤其是内膜和中膜增厚。内皮细胞长度增加呈不规则形，血管平滑肌细胞迁移入内皮下间隙并增殖，胶原、弹性蛋白、蛋白多糖、大量白细胞和巨噬细胞也沉积于内皮下。丰富的炎症因子和致动脉粥样硬化因子如黏附分子，基质金属蛋白酶，转化生长因子β及其他如致炎细胞因子等均大量存在于老龄动脉内膜。
静脉内膜增厚，弹性减退，管腔增大，使血管床扩大，全身静脉压降低。随年龄的增长，单位面积有功能的毛细血管数目逐渐减少，部分毛细血管完全闭塞，可出现毛细血管襻区消失或秃发区。由于毛细血管的弹性减退，脆性增加，通透性降低，代谢率降低，可导致血流缓慢，组织供氧不足。
（二）功能改变
大动脉及其主要分支动脉的缓冲作用降低，脉搏波速度增加，弹性血管较肌性血管改变更为明显。与年龄相关的血流动力学改变为总外周阻力增加以及收缩压和脉压的升高。血管僵硬度的增加和结构改变有关；但更多地与激素及血管平滑肌收缩节律对内皮的调节相关：老年血管内皮渗透性增加，乙酰胆碱诱导的一氧化氮依赖的血管舒张反应下降。由于相应受体的数量及亲和力下降，β2肾上腺素能受体激动药诱发的血管舒张反应也同样减弱，α受体激动所诱发的血管收缩反应轻度下降。
随着年龄增长血压调节的神经内分泌功能也发生变化：由于老年人主动脉弓和颈动脉窦易发生动脉粥样硬化，使动脉压力感受器敏感性降低，易发生直立性低血压；肾素－血管紧张素－醛固酮系统活性降低；循环中血管升压素水平升高；心房钠尿肽水平升高。
随着年龄的增长静脉压调节功能减退，常有在热水浴后或进餐后发生血压降低。随年龄的增长冠状动脉流血量减少，血流灌注速度减慢，心肌内冠状动脉血管床减少。
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