Prawidłowo działające komórki gładkie mięśniówki naczyń kurczą się lub ulegają relaksacji celem regulacji wielkości przepływu krwi zależnej od warunków fizjologicznych. Prawidłowo działające komórki śródbłonka generują substancje wazoaktywne, które modulują reaktywność mięśniówki gładkiej naczyń. Główną substancją wazoaktywną jest tlenek azotu, indukujący rozszerzenie naczyń. W odpowiedzi na zwiększony napływ krwi komórki mięśniówki gładkiej naczyń ulegają wazodilatacji. Tak zwana rozszerzalność naczyń zależna od zwiększonego przepływu (flow-mediated dilatation, FMD) jest uważana za marker czynności naczyniorozkurczowej śródbłonka i może być mierzona na przykład w tętnicy ramiennej.

Porównując osoby z prawidłową i obniżoną wrażliwością na insulinę, dowiedziono, że u osób opornych na insulinę oporność ta jest niezależnie związana ze zmniejszoną czynnością rozkurczową naczyń, która u osób klinicznie bezobjawowych, uznawanych za zdrowe, zależna jest od czynności śródbłonka. Podobnie odpowiedź naczyń tętniczych na egzogenną podaż źródła tlenku azotu (nitrogliceryna, nitroprusydek sodu czy nitraty) jest mniejsza u osób insulinoopornych.

Upośledzenie zależnej od zwiększonego przepływu funkcji naczyniorozkurczowej śródbłonka związanej z insulinoopornością obserwuje się już w dzieciństwie. Otyłe dzieci w porównaniu z dziećmi szczupłymi wykazują upośledzenie wazodilatacji naczyń, określane wskaźnikiem FMD. Regularne ćwiczenia fizyczne przywracają prawidłową funkcję naczyń oraz poprawiają insulinowrażliwość. U nastolatków z otyłością wraz z narastaniem oporności na insulinę ocenionej w hiperinsulinemicznej euglikemicznej klamrze metabolicznej obserwuje się stopniowe pogarszanie funkcji śródbłonka zależnej od zwiększonego przepływu.