Prediction of the Complicated Wound Process in Overweight Patients Depending on the Composition of the Intestinal Microbiota

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Introduction. Overweight and imbalance of the intestinal microbiota are risk factors for disruption of reparative processes during the postoperative wound healing. Given the scale of the obesity epidemic in the modern world, the number of overweight patients undergoing surgery for various reasons is also increasing. The potentiation of the risk of a delayed and complicated course of the wound process combined with obesity and violated composition of the intestinal microbiota determines the relevance of this study.
The aim of the study was to investigate the composition of the intestinal microbiota in patients with increased body weight, with long-term non-healing and complicated surgical wounds.
Methods. The composition of the parietal intestinal microbiota was studied by microbial markers in the blood using gas chromatography in 49 overweight women who underwent planned surgical interventions for aesthetic indications in the period from 2019 to 2020, aimed at correcting body contours. After the operation, women were observed for 6 months, with assessment of the timing of wound healing. We carried out a comparative analysis of the composition of the intestinal microbiota in the different course of the wound process, studied the prognostic significance of individual parameters of the intestinal microbiota in relation to the risk of delayed and complicated wound healing.
Results. In the postoperative period, all patients were divided into three groups: group 1 - complicated wound process (n=21), group 2 - delayed wound process 16 (n=16), group 3 - conventional wound process (n=12). Statistically significant differences were found between groups 1 and 2 in terms of "Peptostreptococcus anaerobius (Gr 1) ≥ 562.0" (621.76±962.03 versus 101.75±371.90, respectively, p=0.025) and "Propionibacterium ≥ 3.2" (77.57 ± 48.57 vs. 40.44 ± 38.15, respectively, p=0.014). Differences were found between groups 1 and 3 in terms of “Endotoxin ≥ 0.7” (0.73±0.58 nmol/ml versus 0.86±0.48 nmol/ml, respectively, p=0.051). The most risk of the complicated and delayed postoperative wound healing is observed when the values of the parameters were "Propionibacterium ≥ 32.0", "Peptostreptococcus anaerobius (Gr 1) ≥ 7.0" and "Endotoxin ≥ 0.7". Based on the decision tree analysis, 4 risk classes of delayed and complicated course of the wound process were identified. Patients with a combination of Propionibacterium ≥ 3.2 and Endotoxin ≥ 0.7 had the highest risk.
Conclusion. A number of parameters of the intestinal microbiota have a high prognostic value regarding the risk of developing a complicated and delayed course of the wound process in overweight individuals. The data obtained can be used to predict unfavorable healing of surgical wounds. Further research is needed in this area on a larger sample of patients, including males.

About the authors

Elena Petrovna Suhoparova

The First St. Petersburg State Medical University named after Academician I.P. Pavlov

Email: suhoparova.e@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-7133-0440

Ph.D., Associate Professor of the Department of Plastic Surgery

Russian Federation, 197022, Russian Federation, St. Petersburg, Leo Tolstoy str., 6-8

Evgeny Vladimirovich Zinoviev

St. Petersburg Scientific Research Institute of Ambulance named after I. I. Janelidze

Email: evz@list.ru
ORCID iD: 0000-0003-2812-6839

Doctor of Medical Sciences, Professor, Head of the Department of Thermal Lesions

Russian Federation, Budapest str., 3, St. Petersburg, 196128, Russian Federation

Irina Eduardovna Khrustaleva

First St. Petersburg State Medical University named after Academician I.P. Pavlov

Email: info@1medplastika.com
ORCID iD: 0000-0002-2187-8117

Doctor of Medical Sciences, Associate Professor, Head of the Department of Plastic Surgery

Russian Federation, 197022, Russian Federation, St. Petersburg, Leo Tolstoy str., 6-8

Ekaterina Sergeevna Kniazeva

St. Petersburg Research Institute of Emergency Medicine named after I. I. Janelidze

Author for correspondence.
Email: ek98@list.ru
ORCID iD: 0000-0003-1200-6066

Resident of the Department of Plastic Surgery

Russian Federation, Budapest str., 3, St. Petersburg, 196128, Russian Federation

References

  1. Aitbaev KA, Murkamilov IT. Intestinal microbiota: its role in pathogenesis of arterial hypertension. Klinicheskaya meditsina. 2017; 95: 2: 123-126. (in Russ). doi: 10.18821/0023-2149-2017-95-2-123-126
  2. Artemyeva OV, Gankovskaya LV. Inflammaging as the basis of age-associated diseases. Meditsinskaya Immunologiya. 2020; 22: 3: 419-432. (in Russ). doi: 10.15789/1563-0625-IAT-1938
  3. Sittipo P, Lobionda S, Lee YK, Maynard CL. Intestinal microbiota and the immune system in metabolic diseases. J Microbiol.2018; 56: 3: 154-162. doi: 10.1007/s12275-018-7548-y
  4. Bobunov DN, Iordanishvili AK, Mikhailov VD, ShapurkoON.Role of normal intestinal microflora (microbiotas) in rehabilitation of patients with obesity. Experimental and Clinical Gastroenterology. 2019; 5: 105-110. (in Russ). doi: 10.31146/1682-8658-ecg-165-5-105-110
  5. Adak A, Khan MR. An insight into gut microbiota and its functionalities. Cell Mol Life Sci. 2019;76: 3:473-493. doi: 10.1007/s00018-018-2943-4
  6. Muñoz-Garach A, Diaz-Perdigones C, Tinahones FJ. Gut microbiota and type 2 diabetes mellitus. Endocrinol Nutr. 2016;63: 10:560-568. English, Spanish. doi: 10.1016/j.endonu.2016.07.008
  7. Pang M, Zhu M, Lei X, Xu P, Cheng B. Microbiome Imbalances: An Overlooked Potential Mechanism in Chronic Nonhealing Wounds. Int J Low Extrem Wounds.2019; 18: 1: 31-41. doi: 10.1177/1534734619832754
  8. Yudin SM, Egorova AM, Makarov VV. Analysis of human microbiota. Russian and foreig nexperience. Mezhdunarodnyi zhurnal prikladnykh i fundamental'nykh issledovanii.2018; 11: 1: 175-180. (in Russ).
  9. Belenkov YN, Privalova EV, Kaplunova VY, Zektser VY, Vinogradova NN, Ilgisonis IS, et al. Metabolic Syndrome: development of the issue, main diagnostic criteria. Rational Pharmacotherapy in Cardiology.2018; 14: 5: 757-764. (in Russ). doi: 10.20996/1819-6446-2018-14-5-757-764
  10. Pence BD, Woods JA. Exercise, Obesity, andCutaneousWoundHealing: Evidence from Rodent and Human Studies. Adv Wound Care (New Rochelle). 2014; 3: 1: 71-79. doi: 10.1089/wound.2012.0377.
  11. Olsson M, Järbrink K, Divakar U, Bajpai R, Upton Z, Schmidtchen A, et al. The humanistic and economic burden of chronic wounds: A systematic review. Wound Repair Regen. 2019;27: 1:114-125. doi: 10.1111/wrr.12683.
  12. Grinevich VB, Radchenko VG. Gut microbiota and metabolic syndrome. Experimental and Clinical Gastroenterology. 2020;183: 11: 11-19. (In Russ.)doi: 10.31146/1682-8658-ecg-183-11-11-19
  13. Abenavoli L, Scarpellini E, Colica C, Boccuto L, Salehi B, Sharifi-Rad J. Gut Microbiota and Obesity: A Role for Probiotics. Nutrients.2019;11: 11:2690. doi: 10.3390/nu11112690
  14. Monaghan M, Sreenivasan S. Pathophysiology of the metabolic syndrome. ClinDermatol. 2018; 36: 1: 14-20. doi: 10.1016/j.clindermatol.2017.09.004
  15. Pitocco D, Di Leo M, Tartaglione L, De Leva F, Petruzziello C, Saviano A. The role of gut microbiota in mediating obesity and diabetes mellitus. Eur Rev Med Pharmacol Sci. 2020; 24: 3:1548-1562. doi: 10.26355/eurrev_202002_20213
  16. Le Chatelier E, Nielsen T, Qin J, Prifti E, Hildebrand F, Falony G, Almeida M, Arumugam M, Batto JM, Kennedy S, Leonard P, Li J, Burgdorf K, Grarup N, Jørgensen T, Brandslund I, Nielsen HB, Juncker AS, Bertalan M, Levenez F, Pons N, Rasmussen S, Sunagawa S, Tap J, Tims S, Zoetendal EG, Brunak S, Clément K, Doré J, Kleerebezem M, Kristiansen K, Renault P, Sicheritz-Ponten T, de Vos WM, Zucker JD, Raes J, Hansen T, MetaHIT consortium; Bork P, Wang J, Ehrlich SD, Pedersen O. Richness of human gut microbiome correlates with metabolic markers. Nature. 2013: 500: 541-546.doi: 10.1038/nature12506
  17. Tang WHW, Bäckhed F, Landmesser U, Hazen SL. Intestinal Microbiota in Cardiovascular Health and Disease: JACC State-of-the-Art Review. J Am CollCardiol. 2019; 73: 16:2089-2105. doi: 10.1016/j.jacc.2019.03.024
  18. Alam A, Neish A. Role of gut microbiota in intestinal wound healing and barrier function. Tissue Barriers. 2018; 6: 3:1539595. doi: 10.1080/21688370.2018.1539595
  19. Wolcott R, Sanford N, Gabrilska R, Oates JL, Wilkinson JE, Rumbaugh KP. Microbiota is a primary cause of pathogenesis of chronic wounds. J Wound Care. 2016;25(Sup10):33-43. doi: 10.12968/jowc.2016.25.Sup10.S33

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».