DIAGNOSTIC AND TACTICAL IMPORTANCE OF STUDYING SHORT CHAIN FATTY ACIDS IN DIFF ERENT BIOLOGICAL SUBSTRATES TOOK PLACE IN PATIENTS WITH CHRONIC OBSTRUCTIVE PULMONARY DISEASE, LUNG CANCER AND COMMUNITY-ACQUIRED PNEUMONIA DEVELOPED AFTER ANTICANCER THERAPY

The main aim of the study is to examine microbiocenosis of lower respiratory tract and intestine in patients with chronic obstructive pulmonary disease (COPD), lung cancer (LC), lung cancer with community-acquired pneumonia (CAP) and to determine their role in the etiological diagnosis of lower respiratory tract infections (LRTI), including those that develop during cancer chemotherapy (CC), to discuss the possibility of optimizing the treatment tactics. Materials and Methods: To solve this task were examined 147 patients and 30 healthy individuals were divided into 4 groups, according to nosology. The number of patients in the COPD group was 38 people, m / f -35/3, median age 63 (57; 69) years, in the LC group - 60 people, m / f - 56/4, with a median age of 65 (58; 71) year; LC group with CAP - 21 persons m / f - 17/4, with a median age of 73 (69; 75) years, in the LC group with CAP developed in the period up to 30 days after the end of chemotherapy (LC with CAP / CC) - 28 persons m / f - 22/6, with a median age of 70 (67; 73) years, the norm group - 30 healthy persons m / f - 26/4, median age 48 (40, 69) years. The spectrum of short-chain fatty acids (SCFA) sputum (in bronchoalveolar lavage standards group) and test groups of feces were studied by gas-liquid chromatographic analysis (GLC analysis). Results of the study. In the norm group: total absolute content of SCFA (Σ) in sputum was 0.032 mg / g, the relative content of acetic acid (pC2) 0.906 u, propionic acid (pC3) 0.085 u, butyric acid (pC4) 0.009 u, anaerobic index (AI) -0.104 units. According to the analysis the total absolute content of SCFA in the sputum may be expressed as follows: Σ SCFA (C2-C4) norm (0,032) <Σ SCFA (C2-C4) COPD (0,201) <Σ SCFA (C2-C4) RL (0,463) <Σ SCFA (C2-C4) LC with CAP (0.510) < RCMP Σ (C2-C4) LC with CAP / CC (0.612) (mg / g), the differences are statistically significant when compared with the norm. The findings of the relative content of C2-C4 show a statistically significant increase of the relative content of propionic and butyric acids: PC3 (0,085) pC4 (0.009) norm pC2 (0.846) COPD> pC2 (0.792) LC> pC2 (0.765) LC with CAP> pC2 (0.719) LC with CAP / CC (u) in patients of all study groups compared to the norm, and between groups. And the more pronounced changes in the content of SCFA in the sputum are ascertained in lung cancer with CAP during chemotherapy. The values of AI in the studied groups are displaced to more negative values: AI (- 0.104) rate> AI (- 0.190) COPD> AI (- 0.257) RL> AI (- 0.307) LC with CAP> AI (- 0.391) LC with CAP / CC (sing.) compared with the norm and between groups. The findings of SCFA in feces in the group norm: Σ SCFA 10.51 mg / g, 0.634 units pC2, pC3 0,189 units, 0,176 units pC4, -0.576 AI units. The total absolute content of SCFA in feces can be expressed as follows: Σ SCFA (C2-C4) LC (4,11) <Σ SCFA (C2-C4) COPD (4,81) <Σ SCFA (C2-C4) norm (10 51) (mg / g), the differences were statistically significant when compared with the norm; depending on the chemotherapy, preceding the development of the CAP: Σ SCFA (C2-C4) norm (10,51)> Σ SCFA (C2-C4) LC with CAP / chemotherapy (5,54)> Σ SCFA (C2-C4) LC CAP (4,96)> Σ SCFA (C2-C4) LC (4.11) (mg / g). Results of the study of the relative content of C4-C2 also demonstrate a statistically significant increase of the relative content of propionic and butyric acids: pC3 (0.189), pC4 (0.176) norm pC2 (0.590) COPD> pC2 (0,560) LC> pC2 (0.529) LC with CAP> pC2 (0.503) LC with CAP / chemotherapy (u) in patients of all study groups in comparison with the norm. And the more pronounced changes in the content of SCFA in feces are ascertained at LC with CAP during chemotherapy. The values of AI intestinal ecological community of all groups are displaced to more negative values when compared with the norm: AI (- 0.576) norm> AI (- 0.695) COPD> AI (- 0.786) LC> AI (- 0.890) LC with CAP> AI (- 0.988) LC with CAP / chemotherapy (u), with the most significant changes were observed in the group of LC with CAP during chemotherapy. Conclusion. Increased absolute SCFA concentration in patients with COPD, lung cancer, lung cancer with CAP, LC with CAP / CC in comparison with the norm indicates increased number and activity of anaerobic flora, the most significant changes observed in patients with lung cancer with CAP, developed in the period up to 30 days after the end of chemotherapy. The unidirectional changes in SCFA parameters in the sputum and stool demonstrate the dependence of microorganism biocenosis. The resulting information can be used in the etiological diagnosis of LRTI, as well as the development of therapeutic and preventive measures of the flow of infectious complications and treatment of these patients.

COPD, lung cancer, community-acquired pneumonia, short chain fatty acids

1. Давыдов М. И., Аксель Е. М. Статистика злокачественных новообразований в России и странах СНГ в 2008 г. Вестник РОНЦ им. Н. Н. Блохина РАМН, т. 21, приложение № 1. -2010.

2. Тюляндин С. А., Полоцкий Б. Е. Тактика лечения немелкоклеточного рака легкого III стадии // Практическая онкология. 2006. Т. 7, № 3. С. 161-169.

3. Чиссов В. И., Трахтенберг А. Х. Первично-множественные злокачественные опухоли: Руководство для врачей. - М.: Медицина, 2000. - С. 7-39.

4. Bray F., Weiderpass E. Lung cancer mortality trends in 36 European countries: secular trends and birth cohort patterns by sex and region 1970-2007 // Int. J. Cancer. 2009. Vol. 126. P. 1454-1466.

5. Dancewicz M, Szymankiewicz M, Bella M, Swiniarska J, Kowalewski J. Bronchial bacterial colonization in patients with lung cancer. Pneumonol Alergol Pol. 2009;77(3):242-7.

6. Клинические рекомендации. Хроническая обструктивная болезнь легких / под редакцией А. Г. Чучалина. - М. - Атмосфера, 2003.

7. Давыдов М. И., Полоцкий Б. Е. Современные принципы выбора лечебной тактики и возможность хирургического лечения немелкоклеточного рака легкого.// Сб. «Новое в терапии рака легкого» под редакцией Н. И. Переводчиковой, М. -2003. - С. 41-53.

8. Тюляндин С. А., Носов Д. А. Ингибиторы тирозинкиназы рецептора эпидермального фактора роста у больных немелкоклеточным раком легкого:10 лет спустя.// The Journal Malignant Tumours. -2012. - Т. 1, № 2. - С. 6-14.

9. Сепсис и септический шок. 9-й Европейский конгресс анестезиологов. Актуальные проблемы анестезиологии и реанимации. Архангельск-Тромсе: 1995; 125-39.

10. Hilty M., Burke C., Pedro H. et al. Disordered microbial communities in asthmatic airways // PLoS One. - 2010. - V. 5: e8578

11. Cabrera-Rubio R., Garcia-Núñez M., Setó L. et al. // J Clin Microbiol. Microbiome diversity in the bronchial tracts of patients with chronic obstructive pulmonary disease. - 2012- Nov; 50(11):3562-8. Epub 2012 Aug 22.

12. Осипов П. Ю. Клинико-эпидемиологические сопоставления при различных видах дисбиоза у больных хроническим бронхитом: Автореф. дис. … канд. мед. наук. - Самара. - 2003. -24 с

13. Готтшалк Г. Метаболизм бактерий.//Перевод с английского, М., Мир.1982., С. 230

14. Шендеров Б. А. Медицинская микробная экология и функциональное питание. Москва, 1998, в 3 томах.

15. Ардатская М. Д. Клиническое значение короткоцепочечных жирных кислот при патологии желудочно-кишечного тракта. Докт. дис., М., 2003., С. 299.

16. Патент 2220755 Российская Федерация МПК 7В01D15/08, G01N30/48.Способ разделения смеси жирных кислот фракции С2-С6 методом газожидкостной хроматографии. (текст) / Иконников Н. С., Ардатская М. Д., Минушкин О. Н. Заявители и патентообладатели «Учебно-научный медицинский центр» УД ПРФ Ардатская М. Д., Иконников Н. С., Минушкин О. Н., (RU)/ № 2002119447, заявл. 23.07.2002, опубл. 10.01.2004 Бюл. № 1-28с.: илл.

17. Минушкин О. Н., Ардатская М. Д., Бабин В. Н., Домарадский И. В., Дубинин А. В. Дисбактериоз кишечника. //Российский Медицинский журнал, № 3, 1999, с 40-45

18. Short Chain Fatty Acides.// Congress Short Report Falk Symposium, comp. by Scheppach W. - Strasbourg, 1993. - 50 p.

19. Erb-Downward J. R., Thompson D. L., Han M. K. et al. Analysis of the lung microbiome in the «healthy» smoker and in COPD // PLoS ONE. - 2011/ - V. 6. - e16384.DOI: 10.1371 / journal.pone.0016384

20. Бабин В. Н., Домарадский И. В., Дубинин А. В., Кондракова О. А. Биохимические и молекулярные аспекты симбиоза человека и его микрофлоры.// Росс. хим. журн. (ЖРХО им. Менделеева). - 1994. - Т. 38. - № 6. - С. 66-78.

21. Бышевский А. Ш., Терсенов О. А. Биохимия для врача. Екатеринбург, «Уральский рабочий», 1994.

22. Федоров Н. А. Циклические пуриновые нуклеотиды 3,5-АМФ и 3,5-ГМФ как факторы регуляции пролиферации и дифференцировки гемопоэтических клеток.//Успехи современной биологии, 1975, Т. 79, вып.2, с. 225-240.

23. Дубинин А. В., Бабин В. Н., Раевский П. М. Трофические, регуляторные связи кишечной микрофлоры и макроорганизма (к патогенезу синдрома раздраженной толстой кишки)// Клиническая медицина. - 1991 - N7 - с. 24-28.

24. Метаболизм бактерий. Пер. с англ., под редакцией И. Гунзалус, Р. Стайнер., Москва, Издатинлит., 1963, 450 c.