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
Vd = 7 L/kgC = 1 mcg/LLD = ? mcg93 kg · S = 1 · F = 0,7

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Ein Patient mit 93 kg soll mit digoxin Tabletten aufgesättigt werden, um einen Spiegel von 1 mcg/L zu erreichen. Das Verteilungsvolumen beträgt 7 L/kg und die Tabletten haben eine Bioverfügbarkeit F = 0,7. Bestimme die gesamte orale Aufsättigungsdosis LD in mcg.

93 kgVd = 7 L/kgC = 1 mcg/LF = 0,7
LD = mcg
2.Klinische PharmakokinetikSchwer
t (h)C (mg/L)Css​t = ?95%

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Eine Infusion von vancomycin wird ohne Aufsättigungsdosis begonnen. Die Halbwertszeit bei diesem Patienten beträgt 10 h. Wie lange t dauert es, bis 95 % des Steady-State-Spiegels erreicht sind?

t½ = 10 h95% Css
t = h
3.Pharmazeutisches RechnenMittel
ampicillin 500 mg1,8 mL steriles Wasser zugeben.Pulvervolumen: 0,2 mL.200 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. Die verordnete Dosis beträgt 200 mg. Welches Volumen V ziehst du auf? Runde auf eine Nachkommastelle.

500 mg1,8 mL+0,2 mL200 mg
V = mL
4.Pharmazeutisches RechnenSchwer
0123455 mL

Eine Durchstechflasche enthält 250 mg Pulver. Du gibst 9,5 mL Lösungsmittel zu, und das Pulver trägt 0,5 mL Volumen bei. Die Verordnung lautet 25 mg. Ziehe die Dosis auf: Welches Volumen V gibst du?

250 mg9,5 mL + 0,5 mL25 mg
V = mL
5.Dosierung in Pädiatrie und IntensivmedizinMittel
250 Stück250 mLNormalinsulin5 mL/h? Stück/h

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Eine Infusion mit 250 Einheiten Normalinsulin in 250 mL läuft mit 5 mL/h. Wie viele Einheiten pro Stunde D erhält der Patient?

250 Stück/250 mL5 mL/h
D = Stück/h
6.Dosierung in Pädiatrie und IntensivmedizinSchwer
8 mg250 mLnorepinephrine? mL/h85 kg12 mcg/min

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Für einen Patienten mit 85 kg Körpergewicht sind norepinephrine mit 12 mcg/min verordnet. Der Beutel enthält 8 mg in 250 mL. Bestimme die Pumpenrate R in mL/h. Runde auf eine Nachkommastelle.

8 mg/250 mL12 mcg/min85 kg
R = mL/h
7.PharmakologieMittel

Ein Kind beginnt wegen ADHS eine Methylphenidat-Therapie. Welcher Rat ist angemessen?

  1. ADie letzte Dosis zur Schlafenszeit geben, damit das Kind schlafen kann
  2. BDas Mittel nur am Wochenende geben
  3. CDie Dosen früh am Tag geben und Appetit und Wachstum beobachten
  4. DMit Gewichtszunahme als Hauptnebenwirkung rechnen
8.PharmakologieSchwer

Wodurch unterscheidet sich Aripiprazol von den meisten anderen Antipsychotika?

  1. AEs ist ein partieller Agonist an Dopamin-D2-Rezeptoren
  2. BEs hat keine Wirkung auf Dopamin und wirkt nur auf Histamin
  3. CEs wirkt, indem es nur die Wiederaufnahme von Serotonin blockiert
  4. DEs ist ein vollständiger Dopaminagonist, der die Dopaminaktivität erhöht

3Lösungen

1.Klinische Pharmakokinetik

Antwort: LD = 930 mcg

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 = 7·93 = 651 L

Benötigte Menge an Wirkstoff

Vd·C = 651·1 = 651 mcg

Aufsättigungsdosis

LD = 651/(1·0,7) = 930 mcg

Antwort

LD = 930 mcg

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

2.Klinische Pharmakokinetik

Antwort: t = 43,22 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.

Geschwindigkeitskonstante

k = 0,693/10 = 0,06931 h⁻¹

Zeit bis zum angegebenen Anteil des Steady State

t = −ln(1 − 0,95)/0,06931 = 2,996/0,06931 = 43,22 h

Antwort

t = 43,22 h

Das sind 4,322 Halbwertszeiten.

3.Pharmazeutisches Rechnen

Antwort: V = 0,8 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

500/2 = 250 mg/mL

Zu verabreichendes Volumen

V = 200/250 = 0,8 mL

Antwort

V = 0,8 mL
4.Pharmazeutisches Rechnen

Antwort: V = 1 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

9,5 + 0,5 = 10 mL
C = 250/10 = 25 mg/mL

Volumen

V = 25/25 = 1 mL

Antwort

V = 1 mL
5.Dosierung in Pädiatrie und Intensivmedizin

Antwort: D = 5 Stück/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.

Konzentration

250/250 = 1 Stück/mL

Einheiten pro Stunde

D = 5·1 = 5 Stück/h

Antwort

D = 5 Stück/h
6.Dosierung in Pädiatrie und Intensivmedizin

Antwort: R = 22,5 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

8 000/250 = 32 mcg/mL

Dosis pro Stunde

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

12·60 = 720 mcg/h

Pumpenrate

R = 720/32 = 22,5 mL/h

Antwort

R = 22,5 mL/h
7.Pharmakologie

Antwort: C · Die Dosen früh am Tag geben und Appetit und Wachstum beobachten

Warum das die Antwort ist

Stimulanzien können Schlaflosigkeit verursachen, daher werden die Dosen morgens und am frühen Nachmittag gegeben. Ein verminderter Appetit kann das Wachstum verlangsamen, daher werden Größe und Gewicht verfolgt.

Antwort

C · Die Dosen früh am Tag geben und Appetit und Wachstum beobachten
8.Pharmakologie

Antwort: A · Es ist ein partieller Agonist an Dopamin-D2-Rezeptoren

Warum das die Antwort ist

Aripiprazol ist ein partieller D2-Agonist, der die Dopaminaktivität dort verringert, wo sie hoch ist, und dort eine gewisse Aktivität liefert, wo sie niedrig ist. Es verursacht weniger Gewichtszunahme und Prolaktinanstieg als viele Antipsychotika, aber Akathisie ist häufig.

Antwort

A · Es ist ein partieller Agonist an Dopamin-D2-Rezeptoren

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