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
VCss​ = 12 mg/LR = ? mg/hCL = 0,05 L/kg/h94 kg

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Ein Patient mit 94 kg erhält eine Theophyllin-Infusion. Die Clearance beträgt 0,05 L/kg/h. Welche Infusionsrate R in mg/h ergibt einen Steady-State-Spiegel von 12 mg/L?

94 kgCL = 0,05 L/kg/hCss = 12 mg/L
R = mg/h
2.Klinische PharmakokinetikSchwer
88 kg52 · MannSCr 3,2 mg/dLfe​ = 0,66D = ? mg

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Eine 52-jährige Person (Mann) wiegt 88 kg und hat ein Serumkreatinin von 3,2 mg/dL (283 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 levetiracetam beträgt 1000 mg bei einer Kreatinin-Clearance von 100 mL/min, und ein Anteil fe = 0,66 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.

52 Jahre88 kgMannSCr = 3,2 mg/dL1000 mgfe = 0,66CrCl normal 100 mL/min
D = mg
3.Pharmazeutisches RechnenMittel
024681010 mL

Eine Lösung hat eine Verhältnisstärke von 1:10 000. Du brauchst 0,18 mg. Ziehe das Volumen in der 10-mL-Spritze auf: Welches Volumen V ist das?

1:10 0000,18 mg
V = mL
4.Pharmazeutisches RechnenSchwer
0123455 mL

Eine Durchstechflasche enthält 2000 mg Pulver. Du gibst 1,7 mL Lösungsmittel zu, und das Pulver trägt 0,8 mL Volumen bei. Die Verordnung lautet 640 mg. Ziehe die Dosis auf: Welches Volumen V gibst du?

2000 mg1,7 mL + 0,8 mL640 mg
V = mL
5.Dosierung in Pädiatrie und IntensivmedizinMittel
25 000 Stück250 mLheparin? mL/h62 kg12 Stück/kg/h

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Ein Beutel enthält 25 000 Einheiten Heparin in 250 mL. Verordnet sind 12 Einheiten/kg/h für einen Patienten mit 62 kg Körpergewicht. Auf welche Rate R stellst du die Pumpe ein, in mL/h? Runde auf eine Nachkommastelle.

25 000 Stück/250 mL12 Stück/kg/h62 kg
R = mL/h
6.Dosierung in Pädiatrie und IntensivmedizinSchwer
500 mg250 mLdobutamine? mL/h96 kg12,5 mcg/kg/min

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Ein Beutel enthält 500 mg dobutamine in 250 mL. Verordnet sind 12,5 mcg/kg/min für einen Patienten mit 96 kg Körpergewicht. Auf welche Rate R stellst du die Pumpe ein, in mL/h? Runde auf eine Nachkommastelle.

500 mg/250 mL12,5 mcg/kg/min96 kg
R = mL/h
7.PharmakologieMittel

Welche Kontrollen sind während einer Magnesiumsulfat-Infusion am wichtigsten?

  1. ADarmgeräusche und Appetit
  2. BBlutzucker, Pupillengröße und Lichtreaktion der Pupillen
  3. CNur Temperatur und Hautfarbe
  4. DSehnenreflexe, Atemfrequenz und Urinausscheidung
8.PharmakologieSchwer

Ein Mann, der wegen Herzinsuffizienz Spironolacton einnimmt, entwickelt eine schmerzhafte Brustvergrößerung. Welche Änderung kann erwogen werden?

  1. AZusätzliche Testosteroninjektionen
  2. BEine Verdopplung der Spironolacton-Dosis, um die Nebenwirkung zu überwinden
  3. CDer Wechsel zu Eplerenon, das weniger antiandrogene Wirkungen hat
  4. DDer Wechsel zu Kaliumchlorid-Tabletten

3Lösungen

1.Klinische Pharmakokinetik

Antwort: R = 56,4 mg/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.

Clearance

CL = 0,05·94 = 4,7 L/h

Infusionsrate

R = 4,7·12 = 56,4 mg/h

Antwort

R = 56,4 mg/h
2.Klinische Pharmakokinetik

Antwort: D = 562 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 − 52)·88/(72·3,2) = 33,61 mL/min

Dosisanteil (Dettli)

Q = 1 − 0,66·(1 − 33,61/100) = 0,5618

Angepasste Dosis

D = 0,5618·1000 = 561,8 ≈ 562 mg

Antwort

D = 562 mg

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

3.Pharmazeutisches Rechnen

Antwort: V = 1,8 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 = 0,18/0,1 = 1,8 mL

Antwort

V = 1,8 mL
4.Pharmazeutisches Rechnen

Antwort: V = 0,8 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

1,7 + 0,8 = 2,5 mL
C = 2000/2,5 = 800 mg/mL

Volumen

V = 640/800 = 0,8 mL

Antwort

V = 0,8 mL
5.Dosierung in Pädiatrie und Intensivmedizin

Antwort: R = 7,4 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

12·62 = 744 Stück/h

Konzentration

25 000/250 = 100 Stück/mL

Pumpenrate

R = 744/100 = 7,44 ≈ 7,4 mL/h

Antwort

R = 7,4 mL/h
6.Dosierung in Pädiatrie und Intensivmedizin

Antwort: R = 36 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

500 mg = 500 000 mcg
500 000/250 = 2000 mcg/mL

Dosis pro Minute und pro Stunde

12,5·96 = 1200 mcg/min
1200·60 = 72000 mcg/h

Pumpenrate

R = 72000/2000 = 36 mL/h

Antwort

R = 36 mL/h
7.Pharmakologie

Antwort: D · Sehnenreflexe, Atemfrequenz und Urinausscheidung

Warum das die Antwort ist

Der Verlust der Reflexe ist ein frühes Zeichen einer Magnesiumtoxizität, gefolgt von Atemdepression und Herzstillstand. Eine geringe Urinausscheidung lässt Magnesium sich anreichern.

Antwort

D · Sehnenreflexe, Atemfrequenz und Urinausscheidung
8.Pharmakologie

Antwort: C · Der Wechsel zu Eplerenon, das weniger antiandrogene Wirkungen hat

Warum das die Antwort ist

Spironolacton hat antiandrogene und gestagene Wirkungen, die eine Gynäkomastie verursachen können. Eplerenon ist ein selektiverer Mineralocorticoid-Antagonist mit einem deutlich geringeren Risiko für diese Wirkung.

Antwort

C · Der Wechsel zu Eplerenon, das weniger antiandrogene Wirkungen hat

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