L'élévation de la pression artérielle induit des anomalies fonctionnelles et structurelles de l'endothélium vasculaire. La dépression de la vasodilatation endothélium-dépendante est une manifestation précoce de la dysfonction endothéliale due à l'HTA. Elle peut être mise en évidence par des tests pharmacologiques ou physiologiques. La diminution de la biodisponibilité du monoxyde d'azote (NO) est un déterminant majeur de la dépression de la vasodilatation. Elle peut-être due à une diminution de l'activité de la NO-synthase endothéliale (NOSe) liée à : 1) un déficit en substrat (L-arginine), 2) une inhibition par la diméthylarginine asymétrique, 3) un déficit du cofacteur tétrahydrobioptérine (BH4). Cependant, l'augmentation du stress oxydant, producteur de radicaux superoxydes qui se combinent avec le NO pour former des péroxynitrites (ONOO-), est déterminante. Elle est liée à l'activation des NAD(P)H oxydases membranaires initiée par la stimulation de mécanosenseurs activateurs de la protéine kinase C. Le message est amplifié par l'oxydation de la BH4 qui transforme la NOSe en producteur de radicaux superoxydes. Une cascade de boucles d'auto-amplification qui conduisent à l'athérosclérose et ses complications est alors enclenchée. Les radicaux superoxydes et les péroxynitrites oxydent le LDL-cholestérol, ils activent le nuclear factor-κB qui contrôle des gènes stimulant l'expression de nombreuses protéines: angiotensinogène et récepteurs AT₁ qui stimulent le système sympathique, récepteurs au LDL oxydé, facteurs d'adhésion et de migration (ICAM-1, VCAM-1, E-sélectine et MCP-1), cytokines pro-inflammatoires (interleukines et TNF-α), facteurs de croissance (MAP kinases), plasminogen activator inhibitor 1. Les monocytes et les cellules musculaires lisses produisent des métalloprotéinases et des cytokines pro-inflammatoires qui fragilisent la plaque d'athérome et favorisent le remodelage vasculaire. En résumé, la dysfonction endothéliale due à l'HTA fait entrer dans un processus physiopathologique complexe et constitue un marqueur prédictif d'événement cardiovasculaire.