С. П. Костичев обґрунтував теорію про генетичний зв'язок дихання і бродіння, згідно з якою анаеробний розклад цукрів – це початкова фаза, яка є спільною як для бродіння так і для процесу дихання. Також він вперше дослідив, що піровиноградна кислота є проміжним продуктом усіх бродінь, що мало величезне значення у розробці питання щодо хімізму дихання та бродіння. Таким чином, піровиноградна кислота є тим проміжним продуктом бродіння і дихання, який підлягає перетворенню, й залежно від напряму цих перетворень відбувається певне бродіння або, за наявності О2 , повне окиснення до СО2 та Н2О. Теоретичні висновки С. П. Костичева щодо єдності процесів бродіння та дихання підтверджено дослідженнями багатьох учених.
