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/h63 kg

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Ein Patient mit 63 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?

63 kgCL = 0,05 L/kg/hCss = 12 mg/L
R = mg/h
2.Klinische PharmakokinetikSchwer
Vd = 0,5 L/kg4 → 10 mg/LLD = ? mg97 kg · S = 0,8 · F = 1

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Bei einem Patienten mit 97 kg beträgt der Spiegel von theophylline 4 mg/L; das Ziel ist 10 mg/L. Das Arzneimittel wird intravenös als aminophylline gegeben (S = 0,8), und das Verteilungsvolumen beträgt 0,5 L/kg. Welche zusätzliche Aufsättigungsdosis LD hebt den Spiegel auf das Ziel?

97 kgVd = 0,5 L/kgC = 4 → 10 mg/LS = 0,8
LD = mg
3.Pharmazeutisches RechnenMittel
oxacillin 2 g11,5 mL steriles Wasser zugeben.Pulvervolumen: 1 mL.1500 mg → ? mL

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Eine Durchstechflasche enthält 2000 mg oxacillin als Pulver. Laut Übungsetikett gibt man 11,5 mL steriles Wasser zu; das Pulver vergrößert das Volumen um 1 mL. Die verordnete Dosis beträgt 1500 mg. Welches Volumen V ziehst du auf? Runde auf eine Nachkommastelle.

2000 mg11,5 mL+1 mL1500 mg
V = mL
4.Pharmazeutisches RechnenSchwer
0123455 mL

Eine Durchstechflasche enthält 250 mg Pulver. Du gibst 3,4 mL Lösungsmittel zu, und das Pulver trägt 0,6 mL Volumen bei. Die Verordnung lautet 62,5 mg. Ziehe die Dosis auf: Welches Volumen V gibst du?

250 mg3,4 mL + 0,6 mL62,5 mg
V = mL
5.Dosierung in Pädiatrie und IntensivmedizinMittel
20 000 Stück500 mLheparin? mL/h102 kg15 Stück/kg/h

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Ein Beutel enthält 20 000 Einheiten Heparin in 500 mL. Verordnet sind 15 Einheiten/kg/h für einen Patienten mit 102 kg Körpergewicht. Auf welche Rate R stellst du die Pumpe ein, in mL/h? Runde auf eine Nachkommastelle.

20 000 Stück/500 mL15 Stück/kg/h102 kg
R = mL/h
6.Dosierung in Pädiatrie und IntensivmedizinSchwer
25 mg250 mLnitroglycerin? mL/h82 kg20 mcg/min

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Für einen Patienten mit 82 kg Körpergewicht sind nitroglycerin mit 20 mcg/min verordnet. Der Beutel enthält 25 mg in 250 mL. Bestimme die Pumpenrate R in mL/h. Runde auf eine Nachkommastelle.

25 mg/250 mL20 mcg/min82 kg
R = mL/h
7.PharmakologieMittel

Was beschreibt die Clearance eines Arzneimittels?

  1. ADie Arzneimittelmenge, die eine Dialysesitzung entfernt
  2. BDas Plasmavolumen, das pro Zeiteinheit vom Arzneimittel befreit wird
  3. CDie Zeit, bis das Arzneimittel vollständig aus dem Plasma verschwunden ist
  4. DDen Anteil der Dosis, der resorbiert wird
8.PharmakologieSchwer

Eine ältere Patientin unter Amlodipin entwickelt Knöchelödeme und bekommt Furosemid verordnet. Danach wird ihr schwindelig, und sie stürzt. Was veranschaulicht dieser Ablauf?

  1. AEine Verordnungskaskade
  2. BEine allergische Reaktion vom Typ B
  3. CEnzyminduktion
  4. DArzneimitteltoleranz

3Lösungen

1.Klinische Pharmakokinetik

Antwort: R = 37,8 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 = 0,05·63 = 3,15 L/h

Infusionsrate

R = 3,15·12 = 37,8 mg/h

Antwort

R = 37,8 mg/h
2.Klinische Pharmakokinetik

Antwort: LD = 363,8 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.

Verteilungsvolumen

Vd = 0,5·97 = 48,5 L

Nötiger Anstieg

10 − 4 = 6 mg/L

Aufsättigungsdosis

LD = 48,5·6/(0,8·1) = 363,8 mg

Antwort

LD = 363,8 mg

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

3.Pharmazeutisches Rechnen

Antwort: V = 9,4 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

11,5 + 1 = 12,5 mL

Konzentration

2000/12,5 = 160 mg/mL

Zu verabreichendes Volumen

V = 1500/160 = 9,375 ≈ 9,4 mL

Antwort

V = 9,4 mL
4.Pharmazeutisches Rechnen

Antwort: V = 1 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

3,4 + 0,6 = 4 mL
C = 250/4 = 62,5 mg/mL

Volumen

V = 62,5/62,5 = 1 mL

Antwort

V = 1 mL
5.Dosierung in Pädiatrie und Intensivmedizin

Antwort: R = 38,3 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

15·102 = 1 530 Stück/h

Konzentration

20 000/500 = 40 Stück/mL

Pumpenrate

R = 1530/40 = 38,25 ≈ 38,3 mL/h

Antwort

R = 38,3 mL/h
6.Dosierung in Pädiatrie und Intensivmedizin

Antwort: R = 12 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

25 000/250 = 100 mcg/mL

Dosis pro Stunde

Die Verordnung gilt pro Minute für den ganzen Patienten, daher wird das Körpergewicht nicht gebraucht.

20·60 = 1200 mcg/h

Pumpenrate

R = 1200/100 = 12 mL/h

Antwort

R = 12 mL/h
7.Pharmakologie

Antwort: B · Das Plasmavolumen, das pro Zeiteinheit vom Arzneimittel befreit wird

Warum das die Antwort ist

Die Clearance ist das Plasmavolumen, aus dem das Arzneimittel pro Zeiteinheit entfernt wird. Zusammen mit der Dosierungsrate bestimmt sie die Steady-State-Konzentration.

Antwort

B · Das Plasmavolumen, das pro Zeiteinheit vom Arzneimittel befreit wird
8.Pharmakologie

Antwort: A · Eine Verordnungskaskade

Warum das die Antwort ist

Bei einer Verordnungskaskade wird eine unerwünschte Wirkung eines Mittels für eine neue Erkrankung gehalten und mit einem weiteren Mittel behandelt, was neue Risiken mit sich bringt. Amlodipin-Ödeme sprechen auf Diuretika schlecht an; besser ist es, das ursprüngliche Mittel zu überprüfen.

Antwort

A · Eine Verordnungskaskade

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