Klinische Pharmakokinetik: Lernpaket

Formelsammlungen, die wichtigsten Lösungsschritte zu jedem Thema und 8 Übungsaufgaben, mit vollständigen Lösungen am Ende.

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1Formeln und Methoden

Klinische Pharmakokinetik

Geschwindigkeitskonstante und Halbwertszeit
k = ln 2/t½ = 0,693/t½
Zerfall erster Ordnung
C = C₀·e−kt = C₀·(1/2)t/t½
Zwei Spiegel
k = ln(C₁/C₂)/Δt
Volumen und Clearance
Vd = dose/C₀, CL = k·Vd
Aufsättigungsdosis
LD = Vd·C/(S·F)
Erhaltungsrate
R = CL·Css/(S·F)
Mittlerer Steady State
Css,avg = S·F·D/(CL·τ)
Stationärer Zustand
1 − (1/2)ⁿ nach n Halbwertszeiten; ≈ 97 % nach 5
Infusion
C = (R/CL)(1 − e−kt)
Intervall und Dosis aus Spitzen- und Talspiegel
τ = ln(Cpeak/Ctrough)/k, D = Vd·(Cpeak − Ctrough)
Cockcroft–Gault
CrCl = (140 − Alter) × kg/(72 × SCr mg/dL), × 0,85 bei Frauen
Nierenanpassung
Dosis × CrCl/normal; Dettli Q = 1 − fe·(1 − CrCl/normal)

Methode

  1. Rechne die Halbwertszeit in eine Geschwindigkeitskonstante um: k = 0,693/t½.
  2. Rechne Werte pro kg in Gesamtwerte um: Vd (L) = L/kg × Gewicht, CL (L/h) = L/kg/h × Gewicht.
  3. Wähle die Beziehung: C = C₀·e−kt, LD = Vd·C/(S·F), Erhaltungsrate = CL·Css/(S·F), τ = ln(Cpeak/Ctrough)/k.
  4. Schätze bei der Nierenfunktion zuerst die CrCl nach Cockcroft–Gault und passe dann die Dosis oder das Intervall an.
  5. Prüfe das Ergebnis: Die Spiegel fallen mit jeder Halbwertszeit um die Hälfte, und der Steady State dauert etwa fünf Halbwertszeiten.

Pharmazeutisches Rechnen

Prozentuale Konzentration
% w/v = g pro 100 mL
Wirkstoffmenge in einer Lösung
g = % × mL / 100
Verhältnisangabe
1:X = 1 g in X mL; % = 100 / X
Rekonstitution
Endvolumen = Lösungsmittel + Pulvervolumen
Konzentration
mg/mL = Wirkstoff in der Durchstechflasche / Endvolumen
Mischungskreuz
Teile von H = T − L, Teile von L = H − T
Wasser oder Grundlage
0%

Dosierung in Pädiatrie und Intensivmedizin

Tagesdosis
mg/Tag = mg/kg/Tag × Körpergewicht (kg)
Gaben pro Tag
Anzahl = 24 h / Dosierungsintervall (h)
Pfund in Kilogramm
kg = lb / 2,2
Konzentration der Infusion
Einheiten/mL = Einheiten im Beutel / Beutelvolumen
Pumpenrate
mL/h = Dosis pro Stunde / Konzentration
Titrierte Infusion
mL/h = mcg/kg/min × kg × 60 / (mcg/mL)
Dosis aus der Pumpenrate
mcg/kg/min = mL/h × (mcg/mL) / (60 × kg)
Einheiten
1 mg = 1000 mcg

2Übungsaufgaben

1.Klinische PharmakokinetikMittel
110t (h)C (mg/L)1 h6 mg/L6 h1,5 mg/L

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Nach einer i.v. Dosis von gentamicin beträgt der Spiegel 6 mg/L nach 1 h und 1,5 mg/L nach 6 h. Nimm eine Elimination erster Ordnung an. Bestimme die Eliminationsgeschwindigkeitskonstante k.

C1 = 6 mg/L (1 h)C2 = 1,5 mg/L (6 h)
k = h⁻¹
2.Klinische PharmakokinetikSchwer
69 kg42 · FrauSCr 3 mg/dLCrCl → τ = ? h

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Eine 42-jährige Person (Frau) wiegt 69 kg und hat ein Serumkreatinin von 3 mg/dL (265 µmol/L). Schätze die Kreatinin-Clearance nach Cockcroft–Gault: CrCl (mL/min) = (140 − Alter) × Gewicht (kg)/(72 × SCr in mg/dL), × 0,85 bei Frauen. Das übliche Schema von vancomycin ist 1000 mg alle 12 h bei einer Kreatinin-Clearance von 100 mL/min. Bei gleicher Dosis wird das Intervall proportional zum Abfall der Clearance verlängert. Bestimme das neue Dosierintervall τ. Runde auf eine Nachkommastelle.

42 Jahre69 kgFrauSCr = 3 mg/dL1000 mg q12hCrCl normal 100 mL/min
τ = h
3.Pharmazeutisches RechnenMittel
ampicillin 500 mg1,8 mL steriles Wasser zugeben.Pulvervolumen: 0,2 mL.? mg/mL

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Eine Durchstechflasche enthält 500 mg ampicillin als Pulver. Laut Übungsetikett gibt man 1,8 mL steriles Wasser zu; das Pulver vergrößert das Volumen um 0,2 mL. Wie groß ist die Konzentration C in mg/mL nach der Rekonstitution?

500 mg1,8 mL+0,2 mL
C = mg/mL
4.Pharmazeutisches RechnenSchwer
0123455 mL

Eine Durchstechflasche enthält 250 mg Pulver. Du gibst 3,5 mL Lösungsmittel zu, und das Pulver trägt 0,5 mL Volumen bei. Die Verordnung lautet 150 mg. Ziehe die Dosis auf: Welches Volumen V gibst du?

250 mg3,5 mL + 0,5 mL150 mg
V = mL
5.Dosierung in Pädiatrie und IntensivmedizinMittel
heparin 5 000 Stück/mL70 Stück/kg · 85 kg → V = ? mL

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Ein Übungsprotokoll sieht einen Heparinbolus von 70 Einheiten/kg für einen Patienten mit 85 kg Körpergewicht vor. Die Durchstechflasche enthält 5 000 Einheiten/mL. Welches Volumen V ziehst du auf? Runde auf eine Nachkommastelle.

70 Stück/kg85 kg5 000 Stück/mL
V = mL
6.Dosierung in Pädiatrie und IntensivmedizinSchwer
400 mg250 mLdopamine? mL/h101 kg5 mcg/kg/min

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Ein Beutel enthält 400 mg dopamine in 250 mL. Verordnet sind 5 mcg/kg/min für einen Patienten mit 101 kg Körpergewicht. Auf welche Rate R stellst du die Pumpe ein, in mL/h? Runde auf eine Nachkommastelle.

400 mg/250 mL5 mcg/kg/min101 kg
R = mL/h
7.PharmakologieMittel

Warum werden Benzodiazepine bei älteren Menschen nur mit großer Vorsicht angewendet?

  1. ASie werden nach dem 65. Lebensjahr nicht mehr aus dem Darm aufgenommen
  2. BSie verursachen bei älteren Menschen einen schweren Bluthochdruck
  3. CSie verursachen bei älteren Menschen einen bleibenden Hörverlust
  4. DSie erhöhen das Risiko für Verwirrtheit, Stürze und Knochenbrüche
8.PharmakologieSchwer

Warum wird Glibenclamid (Glyburid) bei älteren Erwachsenen im Allgemeinen vermieden?

  1. AEs wird bei Menschen über 65 nicht aufgenommen
  2. BEs verursacht bei älteren Erwachsenen einen hohen Blutzucker
  3. CEs verursacht bei älteren Menschen starken Gewichtsverlust und Muskelschwund
  4. DEs ist lang wirksam und kann eine anhaltende, schwere Hypoglykämie verursachen

3Lösungen

1.Klinische Pharmakokinetik

Antwort: k = 0,2773 h⁻¹

Clearance und Volumen: Im Steady State entspricht die Dosierungsrate der Eliminationsrate, daher gilt die Erhaltungsrate = CL × Css. Eine Aufsättigungsdosis ist LD = Vd × C/(S × F), wobei S der Salzfaktor (Anteil des Wirkstoffs im Salz) und F die Bioverfügbarkeit (1 bei i.v.) ist. Aus zwei Spiegeln ergibt sich k = ln(C₁/C₂)/Δt; bei einem i.v. Bolus gilt Vd = Dosis/C₀ und CL = k × Vd. Die Zahlen dienen nur der Übung; halte dich am Patientenbett immer an die örtlichen Standards und lass Hochrisiko-Dosen doppelt kontrollieren.

Eliminationsgeschwindigkeitskonstante

k = ln(6/1,5)/5 = 1,386/5 = 0,2773 h⁻¹

Antwort

k = 0,2773 h⁻¹
2.Klinische Pharmakokinetik

Antwort: τ = 45,1 h

Ein Dosierschema entwerfen: Bei schnellen i.v. Dosen fällt der Spiegel im Intervall vom Spitzen- auf den Talspiegel, daher gilt τ = ln(Cpeak/Ctrough)/k, und die Dosis, die den Spitzenspiegel wiederherstellt, ist Vd × (Cpeak − Ctrough). Der mittlere Steady-State-Spiegel ist Css,avg = S·F·Dosis/(CL·τ). Bei einer Infusion steigt der Spiegel als C = (R/CL)(1 − e−kt). Bei einem über die Nieren ausgeschiedenen Arzneimittel wird die Dosis mit der Kreatinin-Clearance angepasst. Die Zahlen dienen nur der Übung; halte dich am Patientenbett immer an die örtlichen Standards und lass Hochrisiko-Dosen doppelt kontrollieren.

Kreatinin-Clearance (Cockcroft–Gault)

CrCl = (140 − 42)·69/(72·3)·0,85 = 26,61 mL/min

Neues Intervall

τ = 12·100/26,61 = 45,1 h

Antwort

τ = 45,1 h

In der Praxis wird das Intervall auf einen praktischen Wert wie 12, 24, 36 oder 48 h gerundet.

3.Pharmazeutisches Rechnen

Antwort: C = 250 mg/mL

Rekonstitution: Das Pulver nimmt Raum ein, daher ist das Endvolumen das Lösungsmittel plus das Pulvervolumen. Konzentration = Wirkstoff in der Durchstechflasche/Endvolumen, und das zu verabreichende Volumen = Dosis/Konzentration. Verwende bei einem Etikett mit mehreren Stärkeangaben die Konzentration, die zur tatsächlich zugegebenen Menge Lösungsmittel gehört. Die Zahlen dienen nur der Übung; halte dich am Patientenbett immer an die örtlichen Standards und lass Hochrisiko-Dosen doppelt kontrollieren.

Endvolumen

1,8 + 0,2 = 2 mL

Konzentration

C = 500/2 = 250 mg/mL

Antwort

C = 250 mg/mL
4.Pharmazeutisches Rechnen

Antwort: V = 2,4 mL

Von der Stärke zum Volumen: Rechne die Stärke zuerst in mg pro mL um. Ein w/v-Prozentwert sind Gramm pro 100 mL, also x % = 10x mg/mL. Eine Verhältnisstärke 1:n ist 1 g in n mL. Nach der Rekonstitution ist die Konzentration die Dosis des Pulvers geteilt durch das Endvolumen (Lösungsmittel + Pulvervolumen). Dann gilt Volumen = Dosis/Konzentration.

Endvolumen und Konzentration

3,5 + 0,5 = 4 mL
C = 250/4 = 62,5 mg/mL

Volumen

V = 150/62,5 = 2,4 mL

Antwort

V = 2,4 mL
5.Dosierung in Pädiatrie und Intensivmedizin

Antwort: V = 1,2 mL

Heparin- und Insulininfusionen: Konzentration = Einheiten im Beutel/Beutelvolumen (Einheiten/mL). Pumpenrate (mL/h) = Einheiten pro Stunde/Konzentration, und Einheiten pro Stunde = mL/h × Konzentration. Bei einer gewichtsbezogenen Verordnung zuerst Einheiten/h = Einheiten/kg/h × Körpergewicht. Bolusvolumen = benötigte Einheiten/Stärke der Durchstechflasche. Die Zahlen dienen nur der Übung; halte dich am Patientenbett immer an die örtlichen Standards und lass Hochrisiko-Dosen doppelt kontrollieren.

Benötigte Stückzahl

70·85 = 5 950 Stück

Volumen

V = 5950/5000 = 1,19 ≈ 1,2 mL

Antwort

V = 1,2 mL
6.Dosierung in Pädiatrie und Intensivmedizin

Antwort: R = 18,9 mL/h

Titrierte Infusionen: Bestimme zuerst die Konzentration in mcg/mL (mg × 1000/mL). Bei einer gewichtsbezogenen Verordnung gilt mcg/min = mcg/kg/min × Körpergewicht. Dann mL/h = mcg/min × 60/Konzentration. Rückwärts gerechnet: mcg/kg/min = mL/h × Konzentration/(60 × Körpergewicht). Die Zahlen dienen nur der Übung; halte dich am Patientenbett immer an die örtlichen Standards und lass Hochrisiko-Dosen doppelt kontrollieren.

Konzentration

400 mg = 400 000 mcg
400 000/250 = 1600 mcg/mL

Dosis pro Minute und pro Stunde

5·101 = 505 mcg/min
505·60 = 30300 mcg/h

Pumpenrate

R = 30300/1600 = 18,94 ≈ 18,9 mL/h

Antwort

R = 18,9 mL/h
7.Pharmakologie

Antwort: D · Sie erhöhen das Risiko für Verwirrtheit, Stürze und Knochenbrüche

Warum das die Antwort ist

Ältere Menschen reagieren empfindlicher auf Benzodiazepine und scheiden sie oft langsamer aus. Sedierung, Gangunsicherheit und Verwirrtheit erhöhen das Risiko für Stürze und Knochenbrüche.

Antwort

D · Sie erhöhen das Risiko für Verwirrtheit, Stürze und Knochenbrüche
8.Pharmakologie

Antwort: D · Es ist lang wirksam und kann eine anhaltende, schwere Hypoglykämie verursachen

Warum das die Antwort ist

Glibenclamid hat eine lange Wirkdauer und aktive Metaboliten, die sich bei nachlassender Nierenfunktion anreichern. Ältere Erwachsene haben ein hohes Risiko für eine anhaltende Hypoglykämie, daher werden kürzer wirksame Mittel oder andere Wirkstoffklassen bevorzugt.

Antwort

D · Es ist lang wirksam und kann eine anhaltende, schwere Hypoglykämie verursachen

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