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​ = 10 mg/LR = ? mg/h · S = 0,8CL = 0,035 L/kg/h100 kg

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Ein Patient mit 100 kg soll eine Aminophyllin-Infusion erhalten (Salzfaktor S = 0,8: 80 % des Aminophyllins sind Theophyllin). Die Theophyllin-Clearance beträgt 0,035 L/kg/h. Welche Aminophyllin-Infusionsrate R in mg/h ergibt einen Steady-State-Theophyllin-Spiegel von 10 mg/L?

100 kgCL = 0,035 L/kg/hCss = 10 mg/LS = 0,8
R = mg/h
2.Klinische PharmakokinetikSchwer
81 kg64 · MannSCr 2,1 mg/dLfe​ = 0,7D = ? mcg

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Eine 64-jährige Person (Mann) wiegt 81 kg und hat ein Serumkreatinin von 2,1 mg/dL (186 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 digoxin beträgt 250 mcg bei einer Kreatinin-Clearance von 120 mL/min, und ein Anteil fe = 0,7 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.

64 Jahre81 kgMannSCr = 2,1 mg/dL250 mcgfe = 0,7CrCl normal 120 mL/min
D = mcg
3.Pharmazeutisches RechnenMittel
ceftriaxone 1 g9,6 mL steriles Wasser zugeben.Pulvervolumen: 0,4 mL.? mg/mL

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Eine Durchstechflasche enthält 1000 mg ceftriaxone als Pulver. Laut Übungsetikett gibt man 9,6 mL steriles Wasser zu; das Pulver vergrößert das Volumen um 0,4 mL. Wie groß ist die Konzentration C in mg/mL nach der Rekonstitution?

1000 mg9,6 mL+0,4 mL
C = mg/mL
4.Pharmazeutisches RechnenSchwer
0123455 mL

Eine Durchstechflasche enthält 2000 mg Pulver. Du gibst 3,2 mL Lösungsmittel zu, und das Pulver trägt 0,8 mL Volumen bei. Die Verordnung lautet 700 mg. Ziehe die Dosis auf: Welches Volumen V gibst du?

2000 mg3,2 mL + 0,8 mL700 mg
V = mL
5.Dosierung in Pädiatrie und IntensivmedizinMittel
50 Stück50 mLNormalinsulin? mL/h90 kg0,1 Stück/kg/h

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Eine Infusion enthält 50 Einheiten Normalinsulin in 50 mL. Verordnet sind 0,1 Einheiten/kg/h für einen Patienten mit 90 kg Körpergewicht. Bestimme die Pumpenrate R in mL/h. Runde auf eine Nachkommastelle.

50 Stück/50 mL0,1 Stück/kg/h90 kg
R = mL/h
6.Dosierung in Pädiatrie und IntensivmedizinSchwer
800 mg500 mLdopamine? mL/h76 kg4 mcg/kg/min

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Ein Beutel enthält 800 mg dopamine in 500 mL. Verordnet sind 4 mcg/kg/min für einen Patienten mit 76 kg Körpergewicht. Auf welche Rate R stellst du die Pumpe ein, in mL/h? Runde auf eine Nachkommastelle.

800 mg/500 mL4 mcg/kg/min76 kg
R = mL/h
7.PharmakologieMittel

Welche Untersuchung ist vor Beginn eines TNF-alpha-Hemmers wie Adalimumab erforderlich?

  1. AEin Screening auf latente Tuberkulose
  2. BEine Knochendichtemessung
  3. CEin Glukosetoleranztest
  4. DEine Echokardiografie bei jedem Patienten
8.PharmakologieSchwer

Ein älterer Patient mit koronarer Herzkrankheit beginnt wegen Hypothyreose mit Levothyroxin. Warum wird eine niedrige Anfangsdosis verwendet?

  1. ALevothyroxin verursacht bei älteren Patienten schwere Hypoglykämien
  2. BEin schneller Ausgleich erhöht den Sauerstoffbedarf des Herzens und kann Angina pectoris auslösen
  3. CHohe Anfangsdosen verursachen eine dauerhafte Hypothyreose
  4. DÄltere Patienten nehmen Levothyroxin viel besser auf, daher genügen ihnen kleine Dosen

3Lösungen

1.Klinische Pharmakokinetik

Antwort: R = 43,75 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 = 0,035·100 = 3,5 L/h

Infusionsrate

R = CL·Css/S = 3,5·10/0,8 = 43,75 mg/h

Antwort

R = 43,75 mg/h
2.Klinische Pharmakokinetik

Antwort: D = 134 mcg

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 − 64)·81/(72·2,1) = 40,71 mL/min

Dosisanteil (Dettli)

Q = 1 − 0,7·(1 − 40,71/120) = 0,5375

Angepasste Dosis

D = 0,5375·250 = 134,4 ≈ 134 mcg

Antwort

D = 134 mcg

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

3.Pharmazeutisches Rechnen

Antwort: C = 100 mg/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

9,6 + 0,4 = 10 mL

Konzentration

C = 1000/10 = 100 mg/mL

Antwort

C = 100 mg/mL
4.Pharmazeutisches Rechnen

Antwort: V = 1,4 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

3,2 + 0,8 = 4 mL
C = 2000/4 = 500 mg/mL

Volumen

V = 700/500 = 1,4 mL

Antwort

V = 1,4 mL
5.Dosierung in Pädiatrie und Intensivmedizin

Antwort: R = 9 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

0,1·90 = 9 Stück/h

Konzentration

50/50 = 1 Stück/mL

Pumpenrate

R = 9/1 = 9 mL/h

Antwort

R = 9 mL/h
6.Dosierung in Pädiatrie und Intensivmedizin

Antwort: R = 11,4 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

800 mg = 800 000 mcg
800 000/500 = 1600 mcg/mL

Dosis pro Minute und pro Stunde

4·76 = 304 mcg/min
304·60 = 18240 mcg/h

Pumpenrate

R = 18240/1600 = 11,4 mL/h

Antwort

R = 11,4 mL/h
7.Pharmakologie

Antwort: A · Ein Screening auf latente Tuberkulose

Warum das die Antwort ist

TNF-Hemmer können eine latente TB reaktivieren, daher werden die Patienten mit einem TB-Bluttest oder Hauttest und einer Röntgenaufnahme des Thorax untersucht. Meist wird auch Hepatitis B kontrolliert.

Antwort

A · Ein Screening auf latente Tuberkulose
8.Pharmakologie

Antwort: B · Ein schneller Ausgleich erhöht den Sauerstoffbedarf des Herzens und kann Angina pectoris auslösen

Warum das die Antwort ist

Schilddrüsenhormon erhöht Stoffwechselrate, Herzfrequenz und Kontraktilität. Bei älteren Menschen und Menschen mit Herzerkrankung wird die Dosis niedrig begonnen und langsam gesteigert, um Ischämie und Herzrhythmusstörungen zu vermeiden.

Antwort

B · Ein schneller Ausgleich erhöht den Sauerstoffbedarf des Herzens und kann Angina pectoris auslösen

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