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 = 0,7 L/kgC = 15 mg/LLD = ? mg60 kg · S = 0,92 · F = 1

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Ein Patient mit 60 kg soll intravenös mit phenytoin sodium aufgesättigt werden, um einen phenytoin-Spiegel von 15 mg/L zu erreichen. Das Verteilungsvolumen beträgt 0,7 L/kg und der Salzfaktor ist S = 0,92. Bestimme die Aufsättigungsdosis LD von phenytoin sodium in mg.

60 kgVd = 0,7 L/kgC = 15 mg/LS = 0,92
LD = mg
2.Klinische PharmakokinetikSchwer
VCss,avg​ = 10 mg/LD = ? mg · q12hCL = 0,03 L/kg/h84 kg · S = 0,8 · F = 1

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Ein Patient mit 84 kg nimmt alle 12 h Aminophyllin oral ein (S = 0,8, F = 1). Die Theophyllin-Clearance beträgt 0,03 L/kg/h. Welche Dosis D in mg ergibt einen mittleren Steady-State-Spiegel von 10 mg/L?

CL = 0,03 L/kg/hτ = 12 hS = 0,8F = 184 kgCss,avg = 10 mg/L
D = mg
3.Pharmazeutisches RechnenMittel
cefuroxime 750 mg7,2 mL steriles Wasser zugeben.Pulvervolumen: 0,3 mL.300 mg → ? mL

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Eine Durchstechflasche enthält 750 mg cefuroxime als Pulver. Laut Übungsetikett gibt man 7,2 mL steriles Wasser zu; das Pulver vergrößert das Volumen um 0,3 mL. Die verordnete Dosis beträgt 300 mg. Welches Volumen V ziehst du auf? Runde auf eine Nachkommastelle.

750 mg7,2 mL+0,3 mL300 mg
V = mL
4.Pharmazeutisches RechnenSchwer
0123455 mL

Eine Durchstechflasche enthält 2000 mg Pulver. Du gibst 9,2 mL Lösungsmittel zu, und das Pulver trägt 0,8 mL Volumen bei. Die Verordnung lautet 800 mg. Ziehe die Dosis auf: Welches Volumen V gibst du?

2000 mg9,2 mL + 0,8 mL800 mg
V = mL
5.Dosierung in Pädiatrie und IntensivmedizinMittel
heparin 1 000 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 1 000 Einheiten/mL. Welches Volumen V ziehst du auf? Runde auf eine Nachkommastelle.

70 Stück/kg85 kg1 000 Stück/mL
V = mL
6.Dosierung in Pädiatrie und IntensivmedizinSchwer
800 mg500 mLdopamine9 mL/h92 kg? mcg/kg/min

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Eine Infusion mit dopamine (800 mg in 500 mL) läuft mit 9 mL/h. Der Patient wiegt 92 kg. Welche Dosis D in mcg/kg/min erhält der Patient? Runde auf eine Nachkommastelle.

800 mg/500 mL9 mL/h92 kg
D = mcg/kg/min
7.PharmakologieMittel

Welcher Faktor erhöht das Risiko einer Lithiumvergiftung?

  1. AZusätzliches Wassertrinken
  2. BEinnahme der Dosis mit dem Essen
  3. CDehydratation
  4. DEine salzreiche Ernährung
8.PharmakologieSchwer

Codein wird durch CYP2D6 zu Morphin umgewandelt. Was passiert bei einem Patienten, der ein ultraschneller CYP2D6-Metabolisierer ist?

  1. ACodein wird nur in eine inaktive Verbindung umgewandelt
  2. BCodein wird unverändert mit dem Urin ausgeschieden
  3. CEs entsteht mehr Morphin, was das Risiko einer Opioidvergiftung erhöht
  4. DCodein bewirkt fast keine Schmerzlinderung, weil kaum Morphin gebildet wird

3Lösungen

1.Klinische Pharmakokinetik

Antwort: LD = 684,8 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 = 0,7·60 = 42 L

Benötigte Menge an Wirkstoff

Vd·C = 42·15 = 630 mg

Aufsättigungsdosis

LD = 630/(0,92·1) = 684,8 mg

Antwort

LD = 684,8 mg

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

2.Klinische Pharmakokinetik

Antwort: D = 378 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.

Clearance

CL = 0,03·84 = 2,52 L/h

Dosis

D = Css,avg·CL·τ/(S·F) = 10·2,52·12/(0,8·1) = 378 mg

Antwort

D = 378 mg
3.Pharmazeutisches Rechnen

Antwort: V = 3 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

7,2 + 0,3 = 7,5 mL

Konzentration

750/7,5 = 100 mg/mL

Zu verabreichendes Volumen

V = 300/100 = 3 mL

Antwort

V = 3 mL
4.Pharmazeutisches Rechnen

Antwort: V = 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

9,2 + 0,8 = 10 mL
C = 2000/10 = 200 mg/mL

Volumen

V = 800/200 = 4 mL

Antwort

V = 4 mL
5.Dosierung in Pädiatrie und Intensivmedizin

Antwort: V = 6 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 = 5950/1000 = 5,95 ≈ 6 mL

Antwort

V = 6 mL
6.Dosierung in Pädiatrie und Intensivmedizin

Antwort: D = 2,6 mcg/kg/min

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

800 000/500 = 1600 mcg/mL

Mikrogramm pro Minute

9·1600 = 14400 mcg/h
14400/60 = 240 mcg/min

Pro Kilogramm

D = 240/92 = 2,609 ≈ 2,6 mcg/kg/min

Antwort

D = 2,6 mcg/kg/min
7.Pharmakologie

Antwort: C · Dehydratation

Warum das die Antwort ist

Fehlt dem Körper Wasser oder Natrium, resorbiert die Niere mehr Lithium, sodass sein Spiegel steigt. Thiazide, ACE-Hemmer und NSAR können dieselbe Wirkung haben.

Antwort

C · Dehydratation
8.Pharmakologie

Antwort: C · Es entsteht mehr Morphin, was das Risiko einer Opioidvergiftung erhöht

Warum das die Antwort ist

Ultraschnelle Metabolisierer wandeln mehr Codein in Morphin um, was eine Atemdepression verursachen kann. Langsame Metabolisierer bilden wenig Morphin und erhalten eine schlechte Schmerzlinderung. Das ist ein klassisches Beispiel für Pharmakogenetik.

Antwort

C · Es entsteht mehr Morphin, was das Risiko einer Opioidvergiftung erhöht

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