Creator of the concept of antihypoxants and actoprotectors: On the occasion of the 100th anniversary of Professor V.M. Vinogradov

Abstract

Vasiliy M. Vinogradov (1924–2003) and his scientific school are famous for their creation and study of two fundamental new classes of pharmacological drugs, promising for military medicine, medicine for disasters and extreme conditions, and for civilian healthcare. This refers to the development of antihypoxants, which are drugs that protect the body when there is a lack of oxygen in the cells or disturbances in its utilization, and actoprotectors (from the Latin “actus” — movement), which are drugs of a nondepleting type of action that increase and maintain the physical performance of the body in unfavorable conditions. At the Department of Pharmacology of the Military Medical Academy in the 1960^s, F.Yu. Rachinsky synthesized the first highly effective antihypoxants structurally related to aliphatic and cyclic aminothiols — gutimin, amtizole, bemitil, almid, and etomerzole. Hypoxia is the most common, everyday factor in resuscitation practice; however, it is not the only factor causing energy deficiency with severe, often dramatic consequences for cells, organs, and the body as a whole. Therefore, when we talk about antihypoxants, we are referring to drugs that can smooth out this deficiency using various mechanisms, protect cells at the reversible stage of their damage, and activate the formation of structure and functions. These drugs were subjected to a detailed pharmacological study, and a key link in their mechanism of action was identified — normalization of energy metabolism when there is a lack of oxygen in cells or disturbances in their use. All aliphatic and cyclic aminothiols (gutimin, amtizole, bemitil, almid, etomerzol, and many of their analogs) have three main types of activity, which are expressed differently in each of the drugs, which makes it possible to profile their use in different clinical situations and in healthy people. These include (1) antihypoxic effects, (2) antioxidant effects, and (3) ability to accelerate the repair and adaptive synthesis of RNA, enzymes, and functional and structural proteins under various types of damage, such as hypoxic, infectious, toxic, and stress, and in adaptation to complicated conditions. All these directions were not only evaluated experimentally but also confirmed in practice. This article examines various aspects of antihypoxic drugs synthesized and studied at the Department of Pharmacology of the S.M. Kirov Military Medical Academy for the last 60 years.

Keywords

V.M. Vinogradov / antihypoxants / antioxidants / aminothiols / pharmacology / mechanism of action

References

[1] Brekhman II. Eleutherococcus. Leningrad: Nauka Publ.; 1968. 168 p. (In Russ.)

[2] Брехман И.И. Элеутерококк. Ленинград: Наука, 1968. 168 с.

[3] Smirnov AV, editor. Antihypoxants and actoprotectors: results and prospects. Vol. 1–4. Saint Petersburg: VMedA; 1994. 326 p. (In Russ.)

[4] Антигипоксанты и актопротекторы: итоги и перспективы. Вып. 1–4 / под ред. А.В. Смирнова. Санкт-Петербург: ВМедА, 1994. 326 с.

[5] Vinogradov VM, Akimov GA, Aleksandrova AE, et al. Effect of antihypoxic agents on the course of the immediate recovery period after acute cerebral hypoxia. In: Recovery period after revitalization. Moscow: Medgiz Publ.; 1970. P. 86–99. (In Russ.)

[6] Виноградов В.М., Акимов Г.А., Александрова А.Е., и др. Влияние антигипоксических средств на течение ближайшего восстановительного периода после острой гипоксии мозга. В кн.: Восстановительный период после оживления. Москва: Медгиз, 1970. С. 86–99.

[7] Shabanov PD. Founder of the concept of antihypoxants (in memory of Prof. Vasily Mikhailovich Vinogradov). Bulletin of the Russian Military Medical Academy. 2004;(1):115–119. (In Russ.)

[8] Шабанов П.Д. Основоположник концепции антигипоксантов (памяти профессора Василия Михайловича Виноградова) // Вестник Росскийской Военно-медицинской академии. 2004. № 1. С. 115–119.

[9] Shabanov PD. V.M. Vinogradov — founder of the concept of antihypoxants. In: Katkova EB, et al editors. Prof. Vasily Mikhailovich Vinogradov. Saint Petersburg: VMedA; 2004. P. 15–23. (In Russ.)

[10] Шабанов П.Д. В.М. Виноградов — основоположник концепции антигипоксантов. В кн.: Профессор Василий Михайлович Виноградов / под ред. Е.Б. Катковой, и др. Санкт-Петербург: ВМедА, 2004. С. 15–23.

[11] Shabanov PD. Department of pharmacology of the Imperial Medical and Surgical (Military Medical) Academy: history of the second century of existence (1899–2000). Psychopharmacology and Biological Narcology. 2023;14(2):113–138. (In Russ.) EDN: GJTYPM doi: 10.17816/phbn501756

[12] Шабанов П.Д. Кафедра фармакологии Императорской Медико-хирургической (Военно-медицинской) академии: история второго столетия существования // Психофармакология и биологическая наркология. 2023. Т. 14, № 2. С. 113–138. EDN: GJTYPM doi: 10.17816/phbn501756

[13] Ignatov YuD, Sapronov NS, Shabanov PD, editors. Pharmacology in Saint Petersburg (historical sketches). Saint Petersburg: Ehlbi-SPb Publ.; 2007. 416 p. (In Russ.)

[14] Фармакология в Санкт-Петербурге (исторические очерки) / под ред. Ю.Д. Игнатова, Н.С. Сапронова, П.Д. Шабанова. Санкт-Петербург: Элби-СПб, 2007. 416 с.

[15] Shabanov PD. Department of pharmacology of the Military Medical Academy in the 21st century: New achievements based on historical traditions (2000–2023). Psychopharmacology and Biological Narcology. 2023;14(4):263–284. (In Russ.) EDN: BEXXZK. doi: 10.17816/phbn623094

[16] Шабанов П.Д. Кафедра фармакологии Военно-медицинской академии в XXI веке: новые достижения на основе исторических традиций (2000-2023) // Психофармакология и биологическая наркология. 2023. Т. 14, № 4. С. 263–284. EDN: BEXXZK doi: 10.17816/phbn623094

[17] Zarubina IV, Shabanov PD. Molecular pharmacology of antihypoxants. Saint Petersburg: N-L Publ.; 2004. 368 p. (In Russ.)

[18] Зарубина И.В., Шабанов П.Д. Молекулярная фармакология антигипоксантов. Санкт-Петербург: Н-Л, 2004. 368 с.

[19] Shabanov PD, Zarubina IV, Priputina LS. Hypoxia and carnitine. Pharmacological properties of carnitine and prospects of its use in clinical practice. Saint Petersburg: VMedA; 2003. 80 p. (In Russ.)

[20] Шабанов П.Д., Зарубина И.В., Припутина Л.С. Гипоксия и карнитин. Фармакологические свойства карнитина и перспективы его использования в клинической практике. Санкт-Петербург: ВМедА, 2003. 80 с.

[21] Zarubina IV, Nurmanbetova FN, Shabanov PD. Antihypoxants in brain injury. Saint Petersburg: Ehlbi-SPb Publ., 2006. 208 p. (In Russ.)

[22] Зарубина И.В., Нурманбетова Ф.Н., Шабанов П.Д. Антигипоксанты при черепно-мозговой травме. Санкт-Петербург: Элби-СПб, 2006. 208 с.

[23] Shabanov PD, Zarubina IV, Novikov VE, Tsygan VN. Metabolic correctors of hypoxia. Belevitin AB, editor. Saint Petersburg: N-L Publ.; 2010. 916 p. (In Russ.)

[24] Шабанов П.Д., Зарубина И.В., Новиков В.Е., Цыган В.Н. Метаболические корректоры гипоксии / под ред. А.Б. Белевитина. Санкт-Петербург: Н-Л, 2010. 916 с.

[25] Smirnov AV. Bemityl: mechanism of action and related effects. Physiologically active substances. 1993;(25):5–8. (In Russ.)

[26] Смирнов А.В. Бемитил: механизм действия и связанные с ним эффекты // Физиологически активные вещества. 1993. № 25. С. 5–8.

[27] Vinogradov VM, Krivoruchko BI. Pharmacologic protection of the brain against hypoxia. Psychopharmacology and biological narcology. 2001;1(1):27–37. (In Russ.)

[28] Виноградов В.М., Криворучко Б.И. Фармакологическая защита мозга от гипоксии // Психофармакология и биологическая наркология. 2001. Т. 1, № 1. С. 27–37.

[29] Bobkov YuG, Vinogradov VM, Katkov VF, et al. Pharmacological correction of fatigue. Leningrad: Meditsina Publ.; 1984. 208 p. (In Russ.)

[30] Бобков Ю.Г., Виноградов В.М., Катков В.Ф., и др. Фармакологическая коррекция утомления. Ленинград: Медицина, 1984. 208 с.

[31] Zarubina IV, Mironova OP. The effect of bemithyl on the glulathione system in rat liver under acute hypoxia conditions. Experimental and Clinical Pharmacology. 2002;65(3):28–30. (In Russ.) EDN: SVZSAR

[32] Зарубина И.В., Миронова О.П. Влияние бемитила на глутатионовую систему в печени крыс при острой гипоксии // Экспериментальная и клиническая фармакология. 2002. Т. 65, № 3. С. 28–30. EDN: SVZSAR

[33] Vislobokov AI, Ignatov YuD, Galenko-Yaroshevskii PA, Shabanov PD. Membranotropic action of pharmacological agents. Saint Petersburg, Krasnodar: Prosveshchenie-Yug; 2010. 528 p. (In Russ.)

[34] Вислобоков А.И., Игнатов Ю.Д., Галенко-Ярошевский П.А., Шабанов П.Д. Мембранотропное действие фармакологических средств. Санкт-Петербург, Краснодар: Просвещение-Юг, 2010. 528 с.

[35] Okovityi SV, Ivanova OV. Clinical evaluation of the use of bemitil in the complex treatment of patients with chronic hepatitis. Psychopharmacology and biological narcology. 2002;2(1-2):242–249. (In Russ.)

[36] Оковитый С.В., Иванова О.В. Клиническая оценка применения бемитила в комплексном лечении больных хроническими гепатитами // Психофармакология и биологическая наркология. 2002. Т. 2, № 1–2. С. 242–249.Новиков В.Е., Понамарева Н.С., Шабанов П.Д. Аминотиоловые антигипоксанты при травматическом отеке мозга. Санкт-Петербург: Элби-СПб, 2008. 176 с.

[37] Novikov VE, Ponamareva NS, Shabanov PD. Aminothiol antihypoxants in traumatic brain edema. Saint Petersburg: Ehlbi-SPb Publ.; 2008. 176 p. (In Russ.)

[38] Шабанов П.Д., Ганапольский В.П., Елистратов А.А. Сравнительное изучение метеоадаптогенных свойств пептидных и непептидных препаратов у добровольцев // Медицинский академический журнал. 2007. Т. 7, № 2. С. 42–48. EDN: AKGDR

[39] Shabanov PD, Ganapolsky VP, Elistratov AA. Comparative study of meteoadaptogenic properties of peptide and nonpeptide drugs in volunteers. Medical Academic Journal. 2007;7(2):42–48. (In Russ.) EDN: AKGDR

[40] Зарубина И.В., Ганапольский В.П., Александров П.В., Шабанов П.Д. Исследование метеоадаптогенных свойств трекрезана у здоровых добровольцев в условиях холодового воздействия // Психофармакология и биологическая наркология. 2007. Т. 7, № 1. С. 1459–1463. EDN: HZUPKR

[41] Zarubina IV, Ganapolsky VP, Alexandrov PV, Shabanov PD. Study of meteoadaptogenic properties in healthy volunteers in cold exposure. Psychopharmacology and biological narcology. 2007;7(1):1459–1463. (In Russ.) EDN: HZUPKR

[42] Ганапольский В.П., Александров П.В., Шабанов П.Д. Изучение метеоадаптогенных свойств пептидных препаратов у здоровых добровольцев // Экспериментальная и клиническая фармакология. 2007. Т. 70, № 6. С. 41–47. EDN: TNKFCZ

[43] Shabanov PD, Ganapol’skii VP, Aleksandrov PV. Meteoadaptogenic properties of peptide drugs in healthy volunteers. Experimental and Clinical Pharmacology. 2007;70(6):41–47. (In Russ.) EDN: TNKFCZ

[44] Ганапольский В.П., Шабанов П.Д. Метеоадаптогенные свойства антигипоксантов // Экспериментальная и клиническая фармакология. 2008. Т. 72, № 6. С. 36–41. EDN: TNKCHX

[45] Ganapolskii VP, Shabanov PD. Meteoadaptogenic properties of antihypoxic drugs. Experimental and Clinical Pharmacology. 2009;72(6):36–41. EDN: TNKCHX

[46] Ганапольский В.П., Александров П.В. Пептидные метеоадаптогены в обеспечении высокой работоспособности в условиях быстрой сменяемости климатических факторов // Психофармакология и биологическая наркология. 2007. Т. 7, № 1. С. 1487–1488. EDN: HZUPMZ

[47] Ganapolsky VP, Alexandrov PV. Peptide meteoadaptogens for providing high physical ability in conditions of rapid changing of climate factors. Psychopharmacology and Biological Narcology. 2007;7(1):1487–1488. (In Russ.) EDN: HZUPMZ

[48] Воронина Т.А. Антиоксидант мексидол. Основные нейропсихотропные эффекты и механизм действия // Психофармакология и биологическая наркология. 2001. Т. 1, № 1. С. 2–12.

[49] Voronina TA. Antioxidant mexidol. Main neuropsychotropic effects and mechanism of action. Psychopharmacology and Biological Narcology. 2001;1(1):2–12. (In Russ.)

[50] Шабанов П.Д. Адаптогены и антигипоксанты // Обзоры по клинической фармакологии и лекарственной терапии. 2003. Т. 2, № 2. С. 50–80. EDN: HVYJHL

[51] Shabanov PD. Adaptogens and antihypoxants. Reviews on Clinical Pharmacology and Drug Therapy. 2003;2(3):50–81. (In Russ.) EDN: HVYJHL

[52] Шабанов П.Д. Истоки и предпосылки создания концепции ноотропов // Нейрохимия. 2023. Т. 40, № 2. С. 101–107. EDN: UCVTWX. doi: 10.31857/S1027813323020127

[53] Shabanov PD. The origins and background of the creation of the nootropics concept. Neurochemical Journal. 2023;40(2):101–107. (In Russ.) EDN: UCVTWX doi: 10.31857/S1027813323020127

RIGHTS & PERMISSIONS

Eco-Vector