Delirium in Acute Poisoning with 1,4-Butanediol and Its Correction

Delirium complicating regular use of psychoactive substances remains one of the major issues of critical care, toxicology, and psychiatry. However, the pathogenetic mechanisms of delirium development in patients with 1,4-butanediol poisoning have been poorly studied until now.
The aim of the study was to reveal specific patterns of delirium in patients with 1,4-butanediol poisoning as well as to study the changes in systemic hemodynamic parameters, respiratory function, and body fluid compartments during the treatment.
Material and methods. The study was prospective and treatment-randomized. Forty-eight male patients aged 20 to 45 years with delirium and acute 1,4-butanediol poisoning were enrolled. Of them, 24 patients were administered with succinate-containing drug 40 ml daily, 24 patients received standard treatment without antihypoxic agents. We studied the evolution of delirium, changes in anaerobic metabolism parameters, systemic hemodynamics, respiratory function, and the volume of fluid compartments. Impedance measurement method adjusted for interference was used in the study.
Results. At the «peak» of delirium (days 1–3), the hyperdynamic circulation, increased systemic arterial tone, stroke output, respiratory function parameters, and metabolic lactate acidosis were recorded. A decrease in total fluid volume and extracellular fluid volume was clearly observed during day 1 of intoxication delirium along with increased permeability of cell membranes. On day 3 of delirium, a decrease in intracellular fluid volume and increase in extracellular fluid volume were noted. After the cytoflavin administration, shorter delirium duration (7.5 [6; 8] days), more rapid correction of lactate acidosis, stabilization of respiratory parameters and stabilization of cell membrane permeability by day 5 were found. In the control group, delirium persisted for up to 14 [11; 15] days (z=-5.9; P=0.00011) with more frequent development of complications such as nosocomial pneumonia (χ2=8.4, P<0.001).
Conclusion. The severity of delirium in acute poisoning with 1,4-butanediol was associated with metabolic lactate acidosis, changes in systemic hemodynamics and pulmonary function. A positive effect of adjunctive antihypoxic therapy with succinate-containing agent on cardio-respiratory parameters, cell membrane permeability, water balance due to elimination of tissue hypoxia and prompt switching to tissue aerobic metabolism has been found.

1. Sørensen H.J., Holst C., Knop J., Mortensen E.L., Tolstrup J.S., Becker U. Alcohol and delirium tremens: effects of average number of drinks per day and beverage type. Acta Psychiatr Scand. 2019; 139 (6): 518–525. DOI: 10.1111/acps.13006. PIMD: 30697683.

2. Schifano F., Napoletano F., Chiappini S., Guirguis A., Corkery J.M., Bonaccorso S., Ricciardi A., Scherbaum N., Vento A. New/emerging psychoactive substances and associated psychopathological consequences. Psychol Med. 2021; 51 (1): 30–42. DOI: 10.1017/S0033291719001727. PMID: 31327332.

3. Martinotti G., Negri A., Schiavone S., Montemitro C., Vannini C., Baroni G. Club Drugs: Psychotropic Effects and Psychopathological Characteristics of a Sample of Inpatients.Front Psychiatry. 2020; 11: 879. DOI: 10.3389/fpsyt.2020.00879. PMID: 33110412.

4. Orsolini L., Chiappini S., Papanti D., De Berardis D., Corkery J.M., Schifano F. The Bridge Between Classical and «Synthetic»/Chemical Psychoses: Towards a Clinical, Psychopathological, and Therapeutic Perspective. Front Psychiatry. 2019; 10: 851. DOI: 10.3389/fpsyt.2019.00851. PMID: 31849723.

5. Муронов А.В. Алкогольный делирий: ранняя диагностика и принципы интенсивной терапии. Обзор литературы. Вестник интенсивной терапии имени А.И.Салтанова. 2020; (1): 53–65. DOI: 10.21320/1818-474X-2020-1-53-65.

6. Бибекова Ж.Б., Заровный К.В., Каражигитова С.М. Эпидемиологические и клинические данные об алкогольных психозах в Карагандинской области. Наркология. 2020; 19 (8): 33–40. DOI: 10.25557/1682-8313.2020.08.33-40

7. Boettger S., Jenewein J., Breitbart W. Haloperidol, risperidone, olanzapine and aripiprazole in the management of delirium: A comparison of efficacy, safety, and side effects. Palliat Support Care. 2015; 13 (4): 1079–1085. DOI: 10.1017/S1478951514001059. PMID: 25191793.

8. Thom R.P., Mock C.K., Teslyar P. Delirium in hospitalized patients: Risks and benefits of antipsychotics. Cleve Clin J Med. 2017; 84 (8): 616–622. DOI: 10.3949/ccjm.84a.16077. PMID: 28806160.

9. Ramírez-Bermúdez J., Perez-Neri I., Montes S., Nente F., RamirezAbascal M., Carrillo-Mezo R., Pérez-Esparza R., Soto-Hernandez J. L., Espinola-Nadurille M., Bayliss L., De Jesus Flores Rivera J., Rios C. Dopaminergic Hyperactivity in Neurological Patients with Delirium. Arch Med Res. 2019; 50 (8): 477–483. DOI: 10.1016/j.arcmed.2019. 11.002. PMID: 32018069.

10. Maldonado J.R. Neuropathogenesis of delirium: review of current etiologic theories and common pathways. Am J Geriatr Psychiatry. 2013; 21 (12): 1190–1222. DOI: 10.1016/j.jagp.2013.09.005.

11. Новиков В.Е., Катунина Н.П. Фармакология и биохимия гипоксии. Обзоры по клинической фармакологии и лекарственной терапии. 2002; 1 (2): 73–87.

12. Заболотских И.Б., Бутров А.В.. Гробец Е.С., Григорьев Е.В., Лебединский К.М., Лубнин А.Ю. и др. Периоперационное ведение пациентов с алкогольной зависимостью. Анестезиология и реаниматология. 2018; 1 (2): 91–101. DOI: 10.17116/anaesthesiology201801-02191.

13. Melson J., Kane M., Mooney R., Mcwilliams J., Horton T. Improving alcohol withdrawal outcomes in acute care. Perm J. 2014; 18 (2): e141–5. DOI: 10.7812/TPP/13-099. PMID: 24867561.

14. Long D., Long B., Koyfman A. The emergency medicine management of severe alcohol withdrawal. Am J Emerg Med. 2017; 35 (7): 1005–1011. DOI: 10.1016/j.ajem.2017.02.002. PMID: 28188055.

15. Ливанов Г.А., Лодягин А.Н., Батоцыренов Б.В., Лоладзе А.Т., Баранов Д.В., Неженцева И.В. Оптимизация интенсивной терапии алкогольного делирия. Общая реаниматология. 2015; 11 (5): 25–33. DOI: 10.15360/1813-9779-2015-5-25-33

16. Varì M.R., Mannocchi G., Tittarelli R., Campanozzi L.L., Nittari G., Feola A., Umani Ronchi F., Ricci G. New Psychoactive Substances: Evolution in the Exchange of Information and Innovative Legal Responses in the European Union. Int J Environ Res Public Health. 2020; 17 (22): 8704. DOI: 10.3390/ijerph17228704. PMID: 33238595.

17. Luethi D., Liechti M.E. Designer drugs: mechanism of action and adverse effects. Arch Toxicol. 2020; 94 (4): 1085–1133. DOI: 10.1007/s00204-020-02693-7. PMID: 32249347.

18. Engelgardt P., Krzyżanowski M., Piotrowski P., BorkowskaSztachańska M., Wasilewska A., Kowalkowski T. Characteristics of psychiatric inpatients diagnosed with mental and behavioral disorders caused by psychoactive substances (F11-19 block), with a focus on NPS and psychiatric co-morbidities. Int J Occup Med Environ Health. 2020; 33 (2): 125–136. DOI: 10.13075/ijomeh.1896.01495. PMID: 31942874.

19. Синенченко А.Г., Лодягин А.Н., Шилов В.В., Ботоцыренов Б.В., Балабанова О.Л., Шикалова И.А. Анализ структуры острых отравлений современными психоактивными веществами. Гигиена и санитария. 2020; 99 (6): 569–774. DOI: 10.33029/0016-9900-2020-99-6-569-574.

20. Neu P. Course and complications of GHB detoxification treatment: a 1-year case series. Nervenarzt. 2019; 90 (5): 509–515. PMID: 30362026 DOI: 10.1007/s00115-018-0636-8.

21. Журавлев В.И. Диэлектрические свойства многоатомных спиртов. 1,4-бутандиол. Журнал физической химии. 2015; 89 (12): 1867–1876. DOI: 10.7868/S0044453715120353.

22. Ракитин С.А., Усов Г.М. Типология психотических расстройств, развившихся на фоне употребления современных синтетических психоактивных веществ. Психиатрия и психофармакотерапия. 2020; 22 (6): 31–36.

23. Синенченко А.Г., Лодягин А.Н., Ботоцыренов Б.В. Метаболические нарушения при делириозном синдроме у больных с острым отравлением гамма-гидроксиоксимасляной кислотой. Неотложная медицинская помощь. Журнал им. Н.В.Склифосовского. 2020; 9 (2): 2010–2014. DOI: 10.23934/2223-9022-2020-9-2-210-214.

24. Beck R., Matanović S.M., Zibar L. Gamma-hydroxybutyric acid, gamma-butyrolactone, and 1,4-butanediol addiction: a serious health threat. Arh Hig Rada Toksikol. 2019; 70 (2): 149–150. DOI: 10.2478/aiht-2019-70-3295. PMID: 31246568.

25. Васильева Р.М. Реография-неинвазивный метод исследования кровообращения у детей и взрослых: успехи и перспективы. Физиология человека. 2017; 43 (2): 125–136. DOI: 10.7868/S0131164617020163.

26. Кравец О.В. Сравнительный анализ волемического состояния при разных режимах инфузионной терапии у больных среднего хирургического риска с острой абдоминальной патологией. Біль, знеболення та інтенсивна терапія. DOI: 10.25284/2519-2078.2 (87).2019.171011.

27. Соловьев И.А., Колонув А.В. Послеоперационный парез кишечника-проблема абдоминальной хирургии. Вестник Национального медико-хирургического Центра им. Н. И. Пирогова. 2013; 8 (2): 112–118.

28. Гончаров В.Н., Софронов А.Г., Скворцов В.Ю. Динамика изменений водных секторов у пациентов с алкогольным делириозным синдромом. Обозрение психиатрии и медицинской психологии имени В.М. Бехтерева. 2019; 4 (2): 49–51. DOI: 10.31363/2313-7053-2019-4-2-49-51

29. Дерюгина А.В., Грачева Е.А. Эффективность цитофлавина при экспериментальной артериальной гипертензии. Экспериментальная и клиническая фармакология. 2020; 83 (2): 8–11. DOI: 10.30906/0869-2092-2020-83-2-8-11

30. Ветош А.Н. Взаимодействие кислородчувствительных механизмов в клетке. Ульяновский медико-биологический журнал. 2019; 3: 52–62. DOI: 10.34014/2227-1848-2019-3-52-62.