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 = 0,5 L/kgC = 12 mg/LLD = ? mg77 kg · S = 0,8 · F = 1

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Ein Patient mit 77 kg soll intravenös mit aminophylline aufgesättigt werden, um einen theophylline-Spiegel von 12 mg/L zu erreichen. Das Verteilungsvolumen beträgt 0,5 L/kg und der Salzfaktor ist S = 0,8. Bestimme die Aufsättigungsdosis LD von aminophylline in mg.

77 kgVd = 0,5 L/kgC = 12 mg/LS = 0,8
LD = mg
2.Klinische PharmakokinetikSchwer
72 kg85 · FrauSCr 1,2 mg/dLfe​ = 0,6D = ? mg

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Eine 85-jährige Person (Frau) wiegt 72 kg und hat ein Serumkreatinin von 1,2 mg/dL (106 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. Die übliche Dosis von ciprofloxacin beträgt 500 mg bei einer Kreatinin-Clearance von 100 mL/min, und ein Anteil fe = 0,6 des Arzneimittels wird unverändert über die Nieren ausgeschieden. Bestimme mit dem Dettli-Dosisanteil Q = 1 − fe·(1 − CrCl/normale CrCl) die angepasste Dosis D. Auf die nächste ganze Zahl runden.

85 Jahre72 kgFrauSCr = 1,2 mg/dL500 mgfe = 0,6CrCl normal 100 mL/min
D = mg
3.Pharmazeutisches RechnenMittel
024681010 mL

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

1:10 0000,1 mg
V = mL
4.Pharmazeutisches RechnenSchwer
0123455 mL

Eine Durchstechflasche enthält 250 mg Pulver. Du gibst 9,2 mL Lösungsmittel zu, und das Pulver trägt 0,8 mL Volumen bei. Die Verordnung lautet 55 mg. Ziehe die Dosis auf: Welches Volumen V gibst du?

250 mg9,2 mL + 0,8 mL55 mg
V = mL
5.Dosierung in Pädiatrie und IntensivmedizinMittel
25 000 Stück500 mLheparin? mL/h99 kg15 Stück/kg/h

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Ein Beutel enthält 25 000 Einheiten Heparin in 500 mL. Verordnet sind 15 Einheiten/kg/h für einen Patienten mit 99 kg Körpergewicht. Auf welche Rate R stellst du die Pumpe ein, in mL/h? Runde auf eine Nachkommastelle.

25 000 Stück/500 mL15 Stück/kg/h99 kg
R = mL/h
6.Dosierung in Pädiatrie und IntensivmedizinSchwer
4 mg250 mLnorepinephrine? mL/h90 kg10 mcg/min

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Für einen Patienten mit 90 kg Körpergewicht sind norepinephrine mit 10 mcg/min verordnet. Der Beutel enthält 4 mg in 250 mL. Bestimme die Pumpenrate R in mL/h. Runde auf eine Nachkommastelle.

4 mg/250 mL10 mcg/min90 kg
R = mL/h
7.PharmakologieMittel

Warum wird eine Hypovolämie vor oder bei Beginn eines Vasopressors mit intravenöser Flüssigkeit ausgeglichen?

  1. AVasopressoren können die Perfusion nicht aufrechterhalten, wenn der Kreislauf unterfüllt ist
  2. BFlüssigkeit verhindert, dass der Vasopressor Fieber verursacht
  3. CVasopressoren wirken nur, wenn sie in großen Flüssigkeitsmengen verdünnt sind
  4. DVasopressoren führen dazu, dass der Patient zu viel Flüssigkeit zurückhält
8.PharmakologieSchwer

Ein Patient, der Clonidin einnimmt, hat es vor zwei Tagen abrupt abgesetzt. Jetzt ist er agitiert, hat Kopfschmerzen und einen sehr hohen Blutdruck. Was ist die wahrscheinlichste Erklärung?

  1. ARebound-Hypertonie durch abruptes Absetzen von Clonidin
  2. BNormale Schwankung ohne Zusammenhang mit dem Arzneimittel
  3. CEine allergische Reaktion auf Clonidin
  4. DEine Clonidin-Intoxikation durch langsame Ausscheidung über die Nieren

3Lösungen

1.Klinische Pharmakokinetik

Antwort: LD = 577,5 mg

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 = 0,5·77 = 38,5 L

Benötigte Menge an Wirkstoff

Vd·C = 38,5·12 = 462 mg

Aufsättigungsdosis

LD = 462/(0,8·1) = 577,5 mg

Antwort

LD = 577,5 mg

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

2.Klinische Pharmakokinetik

Antwort: D = 317 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.

Kreatinin-Clearance (Cockcroft–Gault)

CrCl = (140 − 85)·72/(72·1,2)·0,85 = 38,96 mL/min

Dosisanteil (Dettli)

Q = 1 − 0,6·(1 − 38,96/100) = 0,6338

Angepasste Dosis

D = 0,6338·500 = 316,9 ≈ 317 mg

Antwort

D = 317 mg

In der Praxis wird die Dosis auf eine praktische Menge gerundet und anhand der Produktinformation geprüft.

3.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.

Stärke in mg/mL

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

Volumen

V = 0,1/0,1 = 1 mL

Antwort

V = 1 mL
4.Pharmazeutisches Rechnen

Antwort: V = 2,2 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

9,2 + 0,8 = 10 mL
C = 250/10 = 25 mg/mL

Volumen

V = 55/25 = 2,2 mL

Antwort

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

Antwort: R = 29,7 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

15·99 = 1 485 Stück/h

Konzentration

25 000/500 = 50 Stück/mL

Pumpenrate

R = 1485/50 = 29,7 mL/h

Antwort

R = 29,7 mL/h
6.Dosierung in Pädiatrie und Intensivmedizin

Antwort: R = 37,5 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

4 000/250 = 16 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 = 600/16 = 37,5 mL/h

Antwort

R = 37,5 mL/h
7.Pharmakologie

Antwort: A · Vasopressoren können die Perfusion nicht aufrechterhalten, wenn der Kreislauf unterfüllt ist

Warum das die Antwort ist

Eine Vasokonstriktion ohne ausreichendes Volumen verringert die Organdurchblutung und kann eine Ischämie verursachen. Die Flüssigkeitsreanimation stellt die Vorlast wieder her, und Vasopressoren werden dann bei anhaltender Hypotonie eingesetzt.

Antwort

A · Vasopressoren können die Perfusion nicht aufrechterhalten, wenn der Kreislauf unterfüllt ist
8.Pharmakologie

Antwort: A · Rebound-Hypertonie durch abruptes Absetzen von Clonidin

Warum das die Antwort ist

Clonidin ist ein zentraler Alpha-2-Agonist. Wird es abrupt abgesetzt, steigt die sympathische Aktivität stark an und verursacht eine Rebound-Hypertonie, daher wird es schrittweise ausgeschlichen.

Antwort

A · Rebound-Hypertonie durch abruptes Absetzen von Clonidin

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