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
110100t (h)C (mg/L)C₀ = 10 mg/Lt½ = 2,5 hC₀/2

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Ein Patient erhält einen i.v. Bolus von 220 mg gentamicin. Der auf den Zeitpunkt null zurückextrapolierte Spiegel beträgt 10 mg/L und die Halbwertszeit 2,5 h. Bestimme die Clearance CL in L/h.

D = 220 mgC₀ = 10 mg/Lt½ = 2,5 h
CL = L/h
2.Klinische PharmakokinetikSchwer
Vd = 0,25 L/kg1 → 8 mg/LD = ? mg66 kg

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Ein Patient mit 66 kg unter regelmäßigen Dosen von tobramycin ist im Steady State. Das Ziel ist ein Spitzenspiegel von 8 mg/L und ein Talspiegel von 1 mg/L, und das Verteilungsvolumen beträgt 0,25 L/kg. Welche Dosis D hebt den Spiegel bei schnellen i.v. Dosen vom Tal- auf den Spitzenspiegel?

66 kgVd = 0,25 L/kgCpeak = 8 mg/LCtrough = 1 mg/L
D = mg
3.Pharmazeutisches RechnenMittel
024681010 mL

Eine Lösung hat eine Verhältnisstärke von 1:10 000. Du brauchst 0,76 mg. Ziehe das Volumen in der 10-mL-Spritze auf: Welches Volumen V ist das?

1:10 0000,76 mg
V = mL
4.Pharmazeutisches RechnenSchwer
10%120 g+2%salicylic acid? g4%salicylic acid

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Du hast 120 g Salbe mit 10 % salicylic acid. Wie viele Gramm m Salbe mit 2 % salicylic acid musst du zugeben, um eine Salbe mit 4 % zu erhalten? Runde auf ganze Gramm.

120 g · 10%2%4%
m = g
5.Dosierung in Pädiatrie und IntensivmedizinMittel
25 000 Stück250 mLheparin? mL/h59 kg20 Stück/kg/h

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Ein Beutel enthält 25 000 Einheiten Heparin in 250 mL. Verordnet sind 20 Einheiten/kg/h für einen Patienten mit 59 kg Körpergewicht. Auf welche Rate R stellst du die Pumpe ein, in mL/h? Runde auf eine Nachkommastelle.

25 000 Stück/250 mL20 Stück/kg/h59 kg
R = mL/h
6.Dosierung in Pädiatrie und IntensivmedizinSchwer
25 mg250 mLnitroglycerin? mL/h84 kg10 mcg/min

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Für einen Patienten mit 84 kg Körpergewicht sind nitroglycerin mit 10 mcg/min verordnet. Der Beutel enthält 25 mg in 250 mL. Bestimme die Pumpenrate R in mL/h. Runde auf eine Nachkommastelle.

25 mg/250 mL10 mcg/min84 kg
R = mL/h
7.PharmakologieMittel

Warum wird Aspirin bei Kindern und Jugendlichen mit Virusinfektionen wie Grippe oder Windpocken vermieden?

  1. AEs wird mit dem Reye-Syndrom in Verbindung gebracht, das Leber und Gehirn schädigt
  2. BEs verursacht bei kleinen Kindern schweren, bleibenden Hörverlust
  3. CEs verursacht das Grey-Baby-Syndrom
  4. DEs verhindert, dass der Impfstoff wirkt
8.PharmakologieSchwer

Ein Mann, der wegen Herzinsuffizienz Spironolacton einnimmt, entwickelt eine schmerzhafte Brustvergrößerung. Welche Änderung kann erwogen werden?

  1. AEine Verdopplung der Spironolacton-Dosis, um die Nebenwirkung zu überwinden
  2. BZusätzliche Testosteroninjektionen
  3. CDer Wechsel zu Kaliumchlorid-Tabletten
  4. DDer Wechsel zu Eplerenon, das weniger antiandrogene Wirkungen hat

3Lösungen

1.Klinische Pharmakokinetik

Antwort: CL = 6,1 L/h

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.

Verteilungsvolumen

Vd = 220/10 = 22 L

Geschwindigkeitskonstante

k = 0,693/2,5 = 0,2773 h⁻¹

Clearance

CL = 0,2773·22 = 6,1 L/h

Antwort

CL = 6,1 L/h
2.Klinische Pharmakokinetik

Antwort: D = 115,5 mg

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.

Verteilungsvolumen

Vd = 0,25·66 = 16,5 L

Dosis

D = 16,5·(8 − 1) = 115,5 mg

Antwort

D = 115,5 mg

In der Praxis wird die Dosis auf eine praktische Menge gerundet.

3.Pharmazeutisches Rechnen

Antwort: V = 7,6 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.

Stärke in mg/mL

1000 mg/10 000 mL = 0,1 mg/mL

Volumen

V = 0,76/0,1 = 7,6 mL

Antwort

V = 7,6 mL
4.Pharmazeutisches Rechnen

Antwort: m = 360 g

Mischungskreuz: Um eine höhere Konzentration H und eine niedrigere Konzentration L zu einer Zielkonzentration T zu mischen, nimmt man (T − L) Teile von H und (H − T) Teile von L. Die Teile werden über Kreuz bestimmt: Jede Ausgangslösung bekommt den Abstand vom Ziel zur jeweils anderen Ausgangslösung. Wasser oder eine reine Grundlage zählt als 0 %. Die Zahlen dienen nur der Übung; halte dich am Patientenbett immer an die örtlichen Standards und lass Hochrisiko-Dosen doppelt kontrollieren.

Teile nach dem Mischungskreuz

10%: 4 − 2 = 2 Teile
2%: 10 − 4 = 6 Teile

Auf die vorhandene Menge hochrechnen

m = 120·6/2 = 360 g

Antwort

m = 360 g

Kontrolle: 120 g + 360 g = 480 g Salbe mit 4 %.

5.Dosierung in Pädiatrie und Intensivmedizin

Antwort: R = 11,8 mL/h

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.

Einheiten pro Stunde

20·59 = 1 180 Stück/h

Konzentration

25 000/250 = 100 Stück/mL

Pumpenrate

R = 1180/100 = 11,8 mL/h

Antwort

R = 11,8 mL/h
6.Dosierung in Pädiatrie und Intensivmedizin

Antwort: R = 6 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

25 000/250 = 100 mcg/mL

Dosis pro Stunde

Die Verordnung gilt pro Minute für den ganzen Patienten, daher wird das Körpergewicht nicht gebraucht.

10·60 = 600 mcg/h

Pumpenrate

R = 600/100 = 6 mL/h

Antwort

R = 6 mL/h
7.Pharmakologie

Antwort: A · Es wird mit dem Reye-Syndrom in Verbindung gebracht, das Leber und Gehirn schädigt

Warum das die Antwort ist

Aspirin bei Virusinfektionen im jungen Alter wird mit dem Reye-Syndrom in Verbindung gebracht, das eine akute Enzephalopathie und Leberversagen verursacht. Stattdessen werden Paracetamol oder Ibuprofen gegen Fieber eingesetzt.

Antwort

A · Es wird mit dem Reye-Syndrom in Verbindung gebracht, das Leber und Gehirn schädigt
8.Pharmakologie

Antwort: D · Der Wechsel zu Eplerenon, das weniger antiandrogene Wirkungen hat

Warum das die Antwort ist

Spironolacton hat antiandrogene und gestagene Wirkungen, die eine Gynäkomastie verursachen können. Eplerenon ist ein selektiverer Mineralocorticoid-Antagonist mit einem deutlich geringeren Risiko für diese Wirkung.

Antwort

D · Der Wechsel zu Eplerenon, das weniger antiandrogene Wirkungen hat

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