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
0,1110100t (h)C (mg/L)2 h9 mg/L8 h1,1 mg/L

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Nach einer i.v. Dosis von gentamicin beträgt der Spiegel 9 mg/L nach 2 h und 1,1 mg/L nach 8 h. Nimm eine Elimination erster Ordnung an. Bestimme die Eliminationsgeschwindigkeitskonstante k.

C1 = 9 mg/L (2 h)C2 = 1,1 mg/L (8 h)
k = h⁻¹
2.Klinische PharmakokinetikSchwer
0,1110t (h)C (mg/L)Cpeak​ = 7τ = ?Ctrough​ = 0,5

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Die Halbwertszeit von gentamicin beträgt bei einem Patienten 3,5 h. Das Ziel ist ein Spitzenspiegel von 7 mg/L und ein Talspiegel von 0,5 mg/L. Welches Dosierintervall τ lässt den Spiegel bei schnellen i.v. Dosen und Elimination erster Ordnung vom Spitzen- auf den Talspiegel fallen? Runde auf eine Nachkommastelle.

t½ = 3,5 hCpeak = 7 mg/LCtrough = 0,5 mg/L
τ = h
3.Pharmazeutisches RechnenMittel
024681010 mL

Eine Lösung hat eine Verhältnisstärke von 1:10 000. Du brauchst 0,34 mg. Ziehe das Volumen in der 10-mL-Spritze auf: Welches Volumen V ist das?

1:10 0000,34 mg
V = mL
4.Pharmazeutisches RechnenSchwer
5%200 g+1%coal tar? g3%coal tar

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Du hast 200 g Salbe mit 5 % coal tar. Wie viele Gramm m Salbe mit 1 % coal tar musst du zugeben, um eine Salbe mit 3 % zu erhalten? Runde auf ganze Gramm.

200 g · 5%1%3%
m = g
5.Dosierung in Pädiatrie und IntensivmedizinMittel
50 Stück50 mLNormalinsulin12 mL/h? Stück/h

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Eine Infusion mit 50 Einheiten Normalinsulin in 50 mL läuft mit 12 mL/h. Wie viele Einheiten pro Stunde D erhält der Patient?

50 Stück/50 mL12 mL/h
D = Stück/h
6.Dosierung in Pädiatrie und IntensivmedizinSchwer
400 mg250 mLdopamine22 mL/h96 kg? mcg/kg/min

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Eine Infusion mit dopamine (400 mg in 250 mL) läuft mit 22 mL/h. Der Patient wiegt 96 kg. Welche Dosis D in mcg/kg/min erhält der Patient? Runde auf eine Nachkommastelle.

400 mg/250 mL22 mL/h96 kg
D = mcg/kg/min
7.PharmakologieMittel

Warum sollten orale Corticosteroide nach Langzeiteinnahme nicht plötzlich abgesetzt werden?

  1. ADas Immunsystem würde sofort die Leber und die Nebennieren angreifen
  2. BDie Nebennieren sind supprimiert und bilden möglicherweise nicht genug Cortisol
  3. CDas Absetzen verursacht einen plötzlichen Blutzuckeranstieg
  4. DDas Arzneimittel bildet beim Absetzen toxische Metabolite
8.PharmakologieSchwer

Ein Patient, der wegen Morbus Basedow Carbimazol oder Methimazol (Thiamazol) einnimmt, berichtet über Halsschmerzen und Fieber. Woran sollte die Pflegefachperson denken, und was sollte sie tun?

  1. AEine Erkältung; Ruhe und Flüssigkeit empfehlen und das Arzneimittel wie gewohnt fortsetzen
  2. BAgranulozytose; das Arzneimittel absetzen und dringend die Leukozytenzahl bestimmen
  3. CThyreotoxische Krise; die nächste Dosis des Arzneimittels verdoppeln
  4. DHypothyreose; sofort Levothyroxin hinzufügen

3Lösungen

1.Klinische Pharmakokinetik

Antwort: k = 0,3503 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(9/1,1)/6 = 2,102/6 = 0,3503 h⁻¹

Antwort

k = 0,3503 h⁻¹
2.Klinische Pharmakokinetik

Antwort: τ = 13,3 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 = 0,693/3,5 = 0,198 h⁻¹

Dosierintervall

τ = ln(7/0,5)/0,198 = 2,639/0,198 = 13,33 ≈ 13,3 h

Antwort

τ = 13,3 h

In der Praxis wird das Intervall auf einen praktischen Wert wie 8, 12, 24 oder 36 h gerundet, und die Spiegel werden erneut kontrolliert.

3.Pharmazeutisches Rechnen

Antwort: V = 3,4 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.

Stärke in mg/mL

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

Volumen

V = 0,34/0,1 = 3,4 mL

Antwort

V = 3,4 mL
4.Pharmazeutisches Rechnen

Antwort: m = 200 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

5%: 3 − 1 = 2 Teile
1%: 5 − 3 = 2 Teile

Auf die vorhandene Menge hochrechnen

m = 200·2/2 = 200 g

Antwort

m = 200 g

Kontrolle: 200 g + 200 g = 400 g Salbe mit 3 %.

5.Dosierung in Pädiatrie und Intensivmedizin

Antwort: D = 12 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

50/50 = 1 Stück/mL

Einheiten pro Stunde

D = 12·1 = 12 Stück/h

Antwort

D = 12 Stück/h
6.Dosierung in Pädiatrie und Intensivmedizin

Antwort: D = 6,1 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

400 000/250 = 1600 mcg/mL

Mikrogramm pro Minute

22·1600 = 35200 mcg/h
35200/60 = 586,7 mcg/min

Pro Kilogramm

D = 586,7/96 = 6,111 ≈ 6,1 mcg/kg/min

Antwort

D = 6,1 mcg/kg/min
7.Pharmakologie

Antwort: B · Die Nebennieren sind supprimiert und bilden möglicherweise nicht genug Cortisol

Warum das die Antwort ist

Eine Steroidtherapie unterdrückt die Hypothalamus-Hypophysen-Nebennieren-Achse. Ein plötzliches Absetzen kann eine Nebennierenkrise auslösen, daher wird die Dosis schrittweise reduziert.

Antwort

B · Die Nebennieren sind supprimiert und bilden möglicherweise nicht genug Cortisol
8.Pharmakologie

Antwort: B · Agranulozytose; das Arzneimittel absetzen und dringend die Leukozytenzahl bestimmen

Warum das die Antwort ist

Thionamide können eine Agranulozytose verursachen, wodurch der Patient Infektionen nicht mehr abwehren kann. Halsschmerzen, Fieber oder Mundgeschwüre erfordern dringend ein großes Blutbild, und das Arzneimittel wird bis zum Ergebnis abgesetzt.

Antwort

B · Agranulozytose; das Arzneimittel absetzen und dringend die Leukozytenzahl bestimmen

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