肺動脈高壓是左向右分流先天性心髒病中最嚴重、最常見的并發症之一，由于存在肺血管内皮受損，内皮功能的障礙，在行體外循環手術時更易受到全身發炎反應綜合症及缺血再灌注損傷的影響使肺功能不全成為體外循環後最常見并發症之一。
體外循環術後肝功能障礙的發生率高達15﹪-30﹪。幾乎所有先天性心髒病合并肺動脈高壓患者行心内直視術後均有不同程度的肺功能減退，輕者僅表現為肺換氣功能障礙及呼吸力學改變等亞臨床症狀，重者則表現為急性肺損傷。
成人呼吸窘迫綜合症，而後者有較高的病亡率。是以，體外循環後肺損傷成為心血管外科醫生面臨的最棘手的問題之一。
研究發現一氧化氮的代謝異常在體外循環後肺損傷中起着關鍵作用。臨床監測發現，CPB術後患者呼出氣體中NO的濃度明顯減少，并與肺順應性下降，肺動脈阻力增高，肺泡動脈血氧梯度異常有明顯相關性。
吸入NO可以明顯減輕心内直視手術的肺缺血再灌注損傷，降低肺動脈壓和改善術後肺功能，尤其是術前合并肺動脈高壓患者，對先天性心髒病肺動脈高壓心内直視術的患者在肺再灌注期間吸入NO，以期減輕術後肺功能不全和保持血流動力學的穩定，亦取得良好效果。
一氧化氮具有獨特的理化性質和生物學活性，有選擇性擴張肺血管，降低肺動脈阻力和肺動脈壓力，提高血流量，通過降低肺内分流率（Qs/Qt)。
使血管外肺水減少而減輕肺水腫可以改善氧和，提高氧合指數（PaO2/FiO2)，能使更多的肺泡參與氣體交換，并使肺内通氣/血流比調節到較理想水準，進而提高通氣效率，并可以改善胸肺順應性。
一氧化氮吸入減輕體外循環後肺損傷的機制可能如下：NO可抑制中性粒細胞、血小闆的激活，減少氧自由基産生，也可以抑制中性粒細胞黏附并減少中性粒細胞表面黏附分子的表達，NO通過調節NF-KB途徑和一氧化氮合酶途徑。
抑制多種發炎媒體的産生，抑制血管内皮細胞的活化/損傷，保護血管内皮，改善血管内皮因子的失調而改善肺功能，同時還可以保護肺表面活性物質的作用。
一氧化氮因其本身具有的雙重生物學作用，使一氧化氮在急性肺損傷發炎反應中的雙向調節作用，高濃度的一氧化氮不僅能産生毒副作用，還可能加重肺組織的損傷。
是以應用一氧化氮吸入時良好的監測及合适的濃度尤為重要。大量醫學研究證明20ppm的NO吸入安全有效。
本研究是以先天性心髒合并肺動脈高壓的患者為研究對象，旨在揭示吸入NO對先天性心髒合并肺動脈高壓患者肺功能和血流動力學的影響，以期以改善肺功能及右心功能同時保持血流動力學穩定。
一氧化氮吸入與體外循環後肺損傷
肺動脈高壓是左向右分流先天性心髒病中最嚴重、最常見的并發症，由于存在肺血管内皮細胞功能異常，在行體外循環手術時更易受到全身發炎反應綜合征及缺血再灌注損傷的影響使肺功能不全成為體外循環後最常見并發症之一。
近年來，國内外研究表明，術後吸入NO，可以減輕體外循環後肺損傷，降低肺動脈壓力，改善肺功能。現對先天性心髒病合并重度肺動脈高壓患者心内直視術後吸入NO，以減輕術後肺損傷和保持血流動力學穩定。
體外循環時當血液接觸非生理性管道後激活補體、白細胞和血小闆等系統，釋放出C3a和C5a、炎性細胞因子、内皮素、内毒素及血栓素等炎性媒體，進而導緻一系列髒器的病理生理改變。
肺是最易受其影響的要器官之一，白細胞在肺血管内大量聚集，激活的白細胞釋放大量蛋白水解酶類、氧自由基及花生四烯酸等，導緻肺泡上皮細胞和肺血管内皮細胞腫脹、壞死。
同時，激活白細胞，特别是中性粒細胞，使其表面的黏附CD11/CD18和已受損的内皮細胞黏附分子發生強烈的黏附反應。
此外，中性粒細胞黏附、扣押于病變後管腔狹小的肺小血管扣壓，并産生氧自由基酶和其他發炎媒體的互相作用，參與破壞肺組織結構和影響肺血管的形态。
C3a.C5a具有過敏毒素作用，可使肥大細胞或嗜堿性粒細胞釋放組胺，溶酶體酶及氧自由基，引起血管擴張、毛細血管通透性增加及平滑肌收縮，嚴重者可緻組織水腫、毛細血管滲漏綜合征、急性呼吸窘迫綜合征或MODS。
而惡性良性腫瘤壞死因子（TNF)、白細胞介素-8(IL-8）等細胞因子及血栓素A2、内皮素被釋放緻使心功能下降，肺小血管強烈收縮，血小闆聚集及細胞内Ca2+水準增高等。
CPB過程中，活化的血小闆發生肺内黏附、聚集、扣押于肺組織，釋放出纖溶酶原和纖維蛋白原引起發炎反應，并可能通過分泌細胞毒性代謝産物引起内皮細胞損傷群組織水腫。
研究發現體外循環前分離出血液中20%的血小闆并在術後回輸，能明顯改善心髒手術後的心功能和肺功能，認為這可能與這種方法減少了體外循環對血小闆數量和功能的影響有關。
同時體外循環開始後，體内大部分血液經腔靜脈插管引人心肺機，肺動脈血流減少，尤其阻斷腔靜脈血流後肺得不到充分降溫而處于“高溫”、缺氧、高代謝狀況，導緻肺缺血性損害。物質。
觀察了體外循環後肺組織的形态學改變，發現肺泡I型上皮細胞腫脹明顯并有壞死樣改變，而Ⅱ型上皮細胞則主要表現為腫脹。體外循環期間産生的氧自由基破壞了肺泡Ⅱ型上皮細胞，影響了肺表面活性物質的生成，容易導緻肺部并發症的發生。
恢複肺循環後産生大量氧自由基、細胞内Ca2+超載及内源性一氧化氮含量下降，進一步加劇肺損害。特别是肺動脈高壓患者肺血管内皮細胞已有損傷，更易受到缺血的打擊。
另外，激活的血小闆、白細胞和缺血的肺組織均使肺内産生血栓素A2和内皮素－1，後二者具有強烈的縮血管作用，升高肺動脈壓及肺髒毛細血管壓，增加肺血管的滲透性和肺血管阻力。
發現一氧化氮的代謝異常在肺損傷中起着關鍵作用。在接受CPB後的患者中，術前及術後對其呼出的一氧化氮進行監測發現術後呼出的一氧化氮NO水準明顯較術前低。
引發再灌注肺氣體功能不全的始發因素，加體外循環時激活血小闆、白細胞和補體系統等因素，肺功能進一步惡化臨床監測發現，CPB術後患者呼出氣體中NO的濃度明顯減少，并與肺順應性下降，肺動脈阻力增高，肺泡動脈血氧梯度異常有明顯相關性。
是以，早期即給予吸入NO以減輕肺再灌注損傷，維持内皮細胞功能的穩定.發現吸入NO對再灌注肺功能有良好的效果。對先天性心髒病肺動脈高壓心内直視術的患者在肺再灌注期間吸入NO,以期減輕術後肺功能不全和保持血流動力學的穩定，亦取得良好效果。
在豬的單肺移植、兔的缺血再灌注和心髒停搏肺缺血再灌注的實驗模型中，吸入NO能明顯降低PA和PVR,增加PO2，減輕肺再灌注損傷，可明顯改善肺的氧合功能和肺順應性。這些研究均提示應用NO能減輕CPB誘發的全身發炎，進而改善術後肺功能。
一氧化氮(NO）是由一氧化氮合酶（NOS）以L－精氨酸（L-Arg）及分子氧為底物，經過氧化反應生成。一氧化氮是一種難溶于水的脂溶性氣體，因為它的分子結構中具有不配對電子，是以它是一種自由基。
它具有獨特的理化性質和生物學活性，分子小，結構簡單，具有脂溶性，能通過生物膜快速擴散，因而在細胞間較廣泛地起作用。
吸入一氧化氮，可由肺泡迅速擴散到肺血管平滑肌層與鳥苷酸環化酶中血紅素基因結合激活鳥苷酸環化酶而發揮生物學效應，通過cGMP刺激cAMP磷酸二酯酶激活途徑，NO和cGMP均可降低血管平滑肌細胞L－型鈣通道電流與平滑肌收縮反應。
cAMP磷酸二酯酶的激活降低了細胞内cAMP水準和蛋白激酶A的活性，反過來改變了包括L－型鈣通道的（亞基在内的幾種靶蛋白的磷酸化。研究發現高濃度的NO供體或GMP類似物也可激活蛋白激酶G，蛋白激酶G能降低Ca2+内流強度和平滑肌細胞收縮反應。
當一氧化氮彌散入血流立即與血紅蛋白結合而失活，進而有選擇性擴張肺血管，使血管平滑肌松弛。降低肺動脈阻力和肺動脈壓力，提高血流量，減少肺外分流，使血管外肺水減少而減輕肺水腫可以改善氧和情況而不出現體循環壓力降低。
一氧化氮尚有擴張支氣管平滑肌作用，進而改善胸肺順應性。同時它是一個具有多種生理活性的小分子化學物質.可抑制中性粒細胞、血小闆的激活，抑制多種發炎媒體的産生，是以具有良好的抗炎作用。
吸入NO可以明顯減輕心内直視手術的肺缺血再灌注損傷，降低肺動脈壓和改善術後肺功能，尤其是術前并肺動脈高壓患者.一氧化氮吸入減輕體外循環後肺損傷的機制可能如下：
1.NO對中性粒細胞的作用
中性粒細胞在内毒素C3a,C5a等的刺激下被激活，表達表面附受體CDllb/CD18複合物，Cllb/CD18複合物與激活内皮細胞表達的細胞間黏附分子（ICAM）結合。
導緻中性粒細胞與内皮細胞緊密粘附，并釋放多種發炎媒體，損傷組織，加速發炎反應.NO具有較好地抑制中性粒細胞激活黏附的功能，作用機制較為複雜。
①通過增加中性粒細胞内的環鳥苷酸（cGMP）直接抑制中性粒細胞的激活與黏附②抑制化學趨化性及減少中性粒細胞氧化作用的爆發而抑制發炎反應。
肺損傷發生之前，即出現中性粒細胞由外周血管轉移到肺組織中，肺損傷的嚴重程度與中性粒細胞的反流有關。
③抑制血小闆活化因子（PAF）的釋放，清除自由基，減少兩者對中性粒細胞的激活作用。實驗證明，吸入外源性NO後也可以抑制中性粒細胞黏附并減少中性粒細胞表面黏附分子的表達。
NO還可以促進中性粒細胞凋亡，凋亡的中性粒細胞不僅脫顆粒，呼吸爆發等促炎功能下降，而且更易被吞噬細胞識别、吞噬。
吞噬大量凋亡的中性粒細胞能夠使吞噬細胞産生和釋放促炎媒體的功能受到抑制，這種凋亡和清除間的動态平衡既防止了中性粒細胞的過度過量激活加重發炎反應，又能避免凋亡的中性粒細胞繼發壞死釋放毒性内容物加重周圍組織的損傷。
2.對炎性細胞因子的影響
炎性細胞因子的大量生成也是CPB中全身發炎反應的突出特征。NO可抑制多種炎性細胞因子的産生，将IL-10基因及結構型NOS(cNOS）基因轉入内皮細胞，然後将内皮細胞粘在體外循環管道上，在兔子股一股旁路循環中進行1h的部分體外循環，發現NO水準明顯高于對照組，而發炎媒體IL-8明顯低于對照組。
表明NO對炎性細胞因子的産生具有較好的抑制作用。内皮細胞，中性粒細胞、巨噬細胞等多種細胞均可産生發炎媒體，NO可能抑制了這些細胞的激活與釋放而使血漿中發炎媒體減少。NO參與發炎反應的調節主要通過NF-KB途徑和一氧化氮合酶途徑。
⑴一氧化氮合酶途徑。iNOS主要位于中性粒細胞和巨噬細胞中，多種細胞因子都可以促進巨噬細胞表達iNOS，進而産生大量内源性NO。
急性肺損傷時iNOSmRNA與蛋白的表達明顯增加活性也增強。iNOS活性增加後，中性粒細胞在肺泡腔及肺間質的聚集明顯增加，活性增強。活化的中性粒細胞産生大量的發炎媒體，擴大發炎反應，加重肺組織損傷。
此外，iNOS活性增加後催化産生的内源性NO也參與了ALI的發炎過程。NO通過調節iNOSmRNA、蛋白的表達，影響酶活性，對發炎反應發揮重要的調節作用。
⑵NF-KB途徑，NF-KB存在于多種細胞，是多種發炎反應的共同途徑之一，受到外界刺激而活化，啟動基因轉錄和蛋白合成，是導緻肺發炎反應的分子機制之一。
并參與細胞增殖，免疫和凋亡等病理生理過程中的基因調控。實驗觀察到大鼠LP緻肺損傷後，肺組織核蛋白核因子NF-KB(NF-rc8）活性增強，其峰值與肺勻漿惡性良性腫瘤壞死因-a(TNF-a）水準峰值成正相關。
而NO吸入後肺損傷大鼠肺組織核蛋白的NF-wB活性顯著降低，相應的肺組織勻漿TNF-e水準也顯著下降，顯示：肺損傷時NO吸人通過抑制NF-B活化而下調TNF-a的表達。
3.NO抑制血管内皮細胞的活化/損傷
CPB産生的過敏毒素及細胞因子等均可使内皮細胞激活，并上調黏附分子如ICAM、血管細胞黏附分子（VCAM）的表達，這些黏附分子介導着中性粒細胞及血小闆在内皮細胞上的黏附而參與機體發炎性反應，引起内皮及内皮下組織損傷，内皮功能障礙。
吸入NO後可抑制ICAM一1,VCAM一1的表達，逆轉CPB引起的内皮功能障礙。NO可以降低毛細血管通透性，一氧化氮可以抑制中性粒細胞，居噬細胞附着血管内皮，還可以抑制炎性細胞膜上NADPH氧化酶，降低超氧化陰離子生成進而起到保護血管内皮的作用。
大量研究表明體外循環後血管内皮功能障礙，血管内皮分泌内源性一氧化氮，前列腺素等内皮舒張因子減少，而内皮素，血栓素增多進而加重肺損傷。吸入一氧化氮可以改善血管内皮因子的失調而改善肺功能。
4.NO抑制氧自由基産生/中和氧自由基
氧自由基在體外循環相關的發炎反應中也起着重要作用。中性粒細胞黏附于内皮細胞後呼吸暴發，産生大量氧自由基。
近年來發現，内皮細胞也可産生超氧化物，大量産生的氧自由基不僅引起内皮細胞介導的血管舒張功能障礙，還對炎性細胞具有很強的趨化作用，進一步加重發炎反應的惡性循環過程，最後導緻了肺、心等多種重要器官功能的嚴重損傷。
适量的NO具有較好的抗氧化功能，這種抗氧化功能與NO,O2－之間的平衡有密切關系。當平衡傾向于生成NO時，NO起拮抗02-的作用，避免了O2－對器官功能的損傷，并可消除02-，減輕對炎性細胞的趨化作用此時NO可發揮較好的抗炎作用。
也證明NO可以清除自由基，其機制可能是抑制了中性粒黏附于血管内皮而減少中性粒細胞的呼吸暴發，也可能是直接殺滅發炎組織形成的氧自由基。
NO濃度較高，可通過抑制細胞DNA複制、降低呼吸鍊中關鍵酶的活性、生成具有強氧化性的經自由基等途徑而發揮細胞毒作用。
綜上所述，先天性心髒病合并肺動脈高壓患者由于存在内皮功能障礙在行體外循環時更易出現肺功能受損。
外源性一氧化氮吸入可以明顯改善患者的肺功能，但一氧化氮具有雙重生物學特性，一氧化氮在急性肺損傷發炎反應中的雙向調節作用，是以，應用時正确的流量尤為關鍵。