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
110t (h)C (mg/L)C₀ = 7 mg/Lt½ = 3,5 hC₀/2

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Ein Patient erhält einen i.v. Bolus von 150 mg gentamicin. Der auf den Zeitpunkt null zurückextrapolierte Spiegel beträgt 7 mg/L und die Halbwertszeit 3,5 h. Bestimme die Clearance CL in L/h.

D = 150 mgC₀ = 7 mg/Lt½ = 3,5 h
CL = L/h
2.Klinische PharmakokinetikSchwer
VCss,avg​ = 15 mg/LD = ? mg · q12hCL = 0,045 L/kg/h78 kg · S = 0,8 · F = 1

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Ein Patient mit 78 kg nimmt alle 12 h Aminophyllin oral ein (S = 0,8, F = 1). Die Theophyllin-Clearance beträgt 0,045 L/kg/h. Welche Dosis D in mg ergibt einen mittleren Steady-State-Spiegel von 15 mg/L?

CL = 0,045 L/kg/hτ = 12 hS = 0,8F = 178 kgCss,avg = 15 mg/L
D = mg
3.Pharmazeutisches RechnenMittel
00,10,20,30,40,50,60,70,80,911 mL

Eine Lösung hat eine Verhältnisstärke von 1:1000. Du brauchst 0,28 mg. Ziehe das Volumen in der 1-mL-Spritze auf: Welches Volumen V ist das?

1:10000,28 mg
V = mL
4.Pharmazeutisches RechnenSchwer
0123455 mL

Eine Durchstechflasche enthält 250 mg Pulver. Du gibst 1,5 mL Lösungsmittel zu, und das Pulver trägt 0,5 mL Volumen bei. Die Verordnung lautet 112,5 mg. Ziehe die Dosis auf: Welches Volumen V gibst du?

250 mg1,5 mL + 0,5 mL112,5 mg
V = mL
5.Dosierung in Pädiatrie und IntensivmedizinMittel
heparin 5 000 Stück/mL80 Stück/kg · 59 kg → V = ? mL

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Ein Übungsprotokoll sieht einen Heparinbolus von 80 Einheiten/kg für einen Patienten mit 59 kg Körpergewicht vor. Die Durchstechflasche enthält 5 000 Einheiten/mL. Welches Volumen V ziehst du auf? Runde auf zwei Nachkommastellen.

80 Stück/kg59 kg5 000 Stück/mL
V = mL
6.Dosierung in Pädiatrie und IntensivmedizinSchwer
500 mg250 mLdobutamine8 mL/h54 kg? mcg/kg/min

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Eine Infusion mit dobutamine (500 mg in 250 mL) läuft mit 8 mL/h. Der Patient wiegt 54 kg. Welche Dosis D in mcg/kg/min erhält der Patient? Runde auf eine Nachkommastelle.

500 mg/250 mL8 mL/h54 kg
D = mcg/kg/min
7.PharmakologieMittel

Ein Patient mit Diabetes schwitzt und zittert. Der Blutzucker beträgt 3,0 mmol/L (54 mg/dL). Der Patient ist wach und kann schlucken. Was sollte die Pflegefachperson zuerst tun?

  1. ASofort Glucagon intramuskulär geben
  2. BEine große fett- und eiweißreiche Mahlzeit geben, damit der Blutzucker länger hoch bleibt
  3. CDie nächste planmäßige Insulindosis geben
  4. D15–20 g schnell wirkende Kohlenhydrate geben, etwa Saft
8.PharmakologieSchwer

Die Kombination mehrerer Arzneimittel, die das QT-Intervall verlängern, erhöht das Risiko welcher lebensbedrohlichen Herzrhythmusstörung?

  1. AVorhofflimmern
  2. BAV-Block 1. Grades
  3. CSinustachykardie
  4. DTorsade de pointes

3Lösungen

1.Klinische Pharmakokinetik

Antwort: CL = 4,244 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 = 150/7 = 21,43 L

Geschwindigkeitskonstante

k = 0,693/3,5 = 0,198 h⁻¹

Clearance

CL = 0,198·21,43 = 4,244 L/h

Antwort

CL = 4,244 L/h
2.Klinische Pharmakokinetik

Antwort: D = 789,7 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 = 0,045·78 = 3,51 L/h

Dosis

D = Css,avg·CL·τ/(S·F) = 15·3,51·12/(0,8·1) = 789,7 mg

Antwort

D = 789,7 mg
3.Pharmazeutisches Rechnen

Antwort: V = 0,28 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/1000 mL = 1 mg/mL

Volumen

V = 0,28/1 = 0,28 mL

Antwort

V = 0,28 mL
4.Pharmazeutisches Rechnen

Antwort: V = 0,9 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

1,5 + 0,5 = 2 mL
C = 250/2 = 125 mg/mL

Volumen

V = 112,5/125 = 0,9 mL

Antwort

V = 0,9 mL
5.Dosierung in Pädiatrie und Intensivmedizin

Antwort: V = 0,94 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

80·59 = 4 720 Stück

Volumen

V = 4720/5000 = 0,944 ≈ 0,94 mL

Antwort

V = 0,94 mL
6.Dosierung in Pädiatrie und Intensivmedizin

Antwort: D = 4,9 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

500 000/250 = 2000 mcg/mL

Mikrogramm pro Minute

8·2000 = 16000 mcg/h
16000/60 = 266,7 mcg/min

Pro Kilogramm

D = 266,7/54 = 4,938 ≈ 4,9 mcg/kg/min

Antwort

D = 4,9 mcg/kg/min
7.Pharmakologie

Antwort: D · 15–20 g schnell wirkende Kohlenhydrate geben, etwa Saft

Warum das die Antwort ist

Eine Hypoglykämie bei klarem Bewusstsein wird mit 15–20 g schnell wirkenden Kohlenhydraten behandelt, und der Blutzucker wird nach etwa 15 Minuten erneut kontrolliert. Fett verlangsamt die Aufnahme, und Glucagon ist für Patienten reserviert, die nicht schlucken können.

Antwort

D · 15–20 g schnell wirkende Kohlenhydrate geben, etwa Saft
8.Pharmakologie

Antwort: D · Torsade de pointes

Warum das die Antwort ist

Ein langes QT-Intervall verzögert die Repolarisation und kann Torsade de pointes auslösen, die in Kammerflimmern übergehen kann. Arzneimittel wie manche Makrolide, Antipsychotika und Antiarrhythmika tragen zu diesem Risiko bei.

Antwort

D · Torsade de pointes

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