Metabolic Effects of a Succinic Acid

The paper discusses promises for clinical use of substrate antihypoxants.

Objective: to investigate the efficacy of succinate containing  substrate  antihypoxants  on  systemic  oxygen  consumption,  blood  buffer  capacity,  and  changes  in  the  mixed venous blood level of lactate when they are used in gravely sick patients and victims with marked metabolic posthypoxic disorders.

Subjects and methods. The trial enrolled 30 patients and victims who had sustained an episode of severe hypoxia of mixed genesis, the severity of which was evaluated by the APACHE II scale and amounted to 23 to 30 scores with a 46 to 70.3% risk of death. The standard infusion program in this group involved the succinate-containing drug 1.5% reamberin solution  in  a  total  dose  of  800  ml.  A  comparison  group  included  15  patients  who  had  undergone  emergency  extensive surgery for abdominal diseases. 400 ml of 10% glucose solution was used as an infusion medium. Oxygen consumption (VO₂ml/min) and carbon dioxide production (VCO₂ml/min) were measured before infusion and monitored for 2 hours. Arterial blood gases and acid-base balance (ABB) parameters and mixed venous blood lactate levels were examined. Measurements were made before and 30 minutes after the infusion of reamberin or glucose solution.

Results. Infusion of 1.5% reamberin solution was followed by a significant increase in minute oxygen consumption from 281.5±21.2 to 310.4±24.4 ml/min. CO₂ production declined (on average, from 223.3±6.5 to 206.5±7.59 ml/min). During infusion of 10% glucose solution, all the patients of the comparison group showed a rise in oxygen consumption from 303.6±33.86 to 443.13±32.1 ml/min, i.e. about 1.5-fold. VCO₂ changed similarly. The intravenous infusion of 800 ml of 1.5% reamberin solution raised arterial blood buffer capacity, which was reflected by changes in pH, BE, and HCO₃. There was a clear trend for lactate values to drop in the mixed venous blood. The intravenous injection of 400 ml of 10% glucose solution caused no significant changes in major ABB indicators, which reinforced the statement that there is a difference in the metabolism of these substrates.

Conclusion. The succinate-containing drugs are able to compensate for metabolic acidosis. Their use is followed by increased oxygen consumption  and  activated  aerobic  oxidation  processes.  The  basis  of  their  antihypoxant  properties  was  thought  to  be recovered intracellular aerobic metabolic processes due to corrected intracellular metabolic acidosis and increased blood  buffer capacity.

hypoxia, reperfusion, multiple organ dysfunction, antihypoxants, metabolic acidosis, acid-base balance, lactate, oxygen consumption, succinate, fumarate

1. Лихванцев В.В., Гребенчиков О.А., Плотников Е.Ю., Борисов К.Ю., Шайбакова В.Л., Шапошников А.А., Черпаков Р.А., Шмелёва Е.В. Механизмы фармакологического прекондиционирования мозга и сравнительная эффективность препаратов – ингибиторов гликоген-синтетазы-киназы-3 бета прямого и непрямого действия (экспериментальное исследование). Общая реаниматология. 2012; 8 (6): 37—42.

2. Савилов П.Н., Молчанов Д.В., Яковлев В.Н. Влияние гипербарической оксигенации на кинетику глутамина в организме при печёночной недостаточности. Общая реаниматология. 2012; 8 (2): 20—27.

3. Селиванова А.В., Яковлев В.Н., Мороз В.В., Марченков Ю.В., Алексеев В.Г. Изменения гормонально-метаболических показателей у пациентов, находящихся в критическом состоянии. Общая реаниматология. 2012; 8 (5): 70—76.

4. Кузьков В.В., Фот Е.В., Смёткин А.А., Комаров С.А., Киров М.Ю. Связь между концентрацией триглицеридов плазмы и тяжестью острого респираторного дистресс-синдрома. Общая реаниматология. 2012; 8 (1): 22—25.

5. Мороз В.В., Силачёв Д.Н., Плотников Е.Ю., Зорова Л.Д., Певзнер И.Б., Гребенчиков О.А., Лихванцев В.В. Механизмы повреждения и защиты клетки при ишемии/реперфузии и экспериментальное обоснование применения препаратов на основе лития в анестезиологии. Общая реаниматология. 2013; 9 (1): 63—72.

6. Батоцыренов Б.В., Ливанов Г.А., Андрианов А.Ю., Васильев С.А., Кузнецов О.А. Особенности клинического течения и коррекция метаболических расстройств у больных с тяжёлыми отравлениями метадоном. Общая реаниматология. 2013; 9 (2): 18—22.

7. Ливанов Г.А., Батоцыренов Б.В., Васильев С.А., Андрианов А.Ю., Баранов Д.В., Неженцева И.В. Окислительный дистресс и его коррекция реамберином у больных с острым отравлением смесью психотропных веществ. Общая реаниматология. 2013; 9 (52): 18—23.

8. Ляхович В.В., Вавилин В.А., Зенков Н.К., Лапкин В.З., Меньщикова Е.Б. Возможности комплексного использования антиоксидантов и антигипоксантов в экспериментальной и клинической медицине. Бюллетень СО РАМН. 2005; 4 (118): 7—12.

9. Хорст А. Патологическая физиология и биохимия. Учебное пособие для ВУЗов. М.: Экзамен; 2005: 140—151.

10. Вшивков А.А. Химические основы жизни. Учебное пособие. Екатеринбург: Уральский Государственный университет им. А.М. Горького; 2008: 37.

11. Bartz R.R., Piantadosi C.A. Clinical review: oxygen as a signaling molecule. Crit. Care. 2010; 14 (5): 234. http://dx.doi.org/10.1186/cc9185. PMID: 21062512

12. Buddi R., Lin B., Atilano S.R., Zorapapel N.C., Kenney M.C., Brown D.J. Evidence of oxidative stress in human corneal diseases. J. Histochem. Cytochem. 2002; 50 (3): 341—351. http://dx.doi.org/10.1177/002215540205000306. PMID: 11850437

13. Kelley L.L., Koury M.J., Bondurant M.C. Regulation of programmed death in erythroid progenitor cells by erythropoietin: effects of calcium and of protein and RNA syntheses. J. Cell Physiol. 1992; 151 (3): 487—496. http://dx.doi.org/10.1002/jcp.1041510307. PMID: 1284250

14. Зарубина И.В. Принципы фармакотерапии гипоксических состояний антигипоксантами – быстродействующими корректорами метаболизма. Обзоры по клин. фармакол. и лек. терапии. 2002; 1 (1): 19—28.

15. Ливанов Г.А., Куценко С.А., Батоцыренов Б.В., Глушков С.И., Новикова Т.М., Лодягин А.Н. Коррекция свободнорадикальных процессов препаратом янтарной кислоты (реамберином) в интенсивной терапии острых отравлений. Анестезиология и реаниматология. 2001; 4: 28—31. PMID: 11586626

16. Лукьянова Л.Д. Гипоксия при патологиях. Молекулярные механизмы и принципы коррекции. В кн.: Перфторорганические соединения в биологии и медицине. Пущино; 2001: 56—69.

17. Шах Б.Н., Лапшин В.Н., Теплов В.М., Смирнов Д.Б., Кырнышев А.Г. Механизмы развития полиорганной недостаточности при шокогенной травме: клинический подход к проблеме. Вестн. хирургии им. И.И. Грекова. 2011; 170 (6): 93—97. PMID: 22416419

18. Лукьянова Л.Д. Новые подходы к созданию антигипоксантов метаболического действия. Вестник РАМН. 1999; 3: 18—25. PMID: 10222826

19. Чеснокова Н.П., Понукалина Е.В., Бизенкова М.Н. Современные представления о патогенезе гипоксий. Классификация гипоксий и пусковые механизмы их развития. Современные наукоемкие технологии. 2006; 5: 23—27.

20. Шабалин А.В., Никитин Ю.П. Защита кардиомиоцита. Современное состояние и перспективы. Кардиология. 1999; 39 (3): 4—10.

21. Виноградов А.Д. Митохондриальная АТФ – синтезирующая машина: пятнадцать лет спустя. Биохимия. 1999; 64 (11): 1443—1456. PMID: 10611526

22. Афанасьев В.В. Клиническая фармакология реамберина (очерк). Пособие для врачей. СПб.; 2005: 44.

23. Davenport A., Will E.J., Davison A.M. Hyperlactatemia and metabolic acidosis during hemofiltration using lactate-buffered fluids. Nephron. 1991; 59 (3): 461—465. http://dx.doi.org/10.1159/000186609. PMID: 1758538

24. Oh M.S., Uribarri J., Del Monte M.L., Heneghan W.F., Kee C.S., Friedman E.A., Carroll H.J. A mechanism of hypoxemia during hemodialysis. Consumption of CO 2 in metabolism of acetate. Am. J. Nephrol. 1985; 5 (5): 366—371. PMID: 3933349

25. Zander R. Physiology and clinical aspects of the extracellular bicarbonate pool: plea for cognizant use of HCO3. Infusionsther. Transfusionsmed. 1993; 20 (5): 217—235. PMID: 8305862