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
110100t (h)C (mg/L)1 h30 mg/L17 h11,9 mg/L

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Nach einer i.v. Dosis von vancomycin beträgt der Spiegel 30 mg/L nach 1 h und 11,9 mg/L nach 17 h. Nimm eine Elimination erster Ordnung an. Bestimme die Halbwertszeit t½.

C1 = 30 mg/L (1 h)C2 = 11,9 mg/L (17 h)
t½ = h
2.Klinische PharmakokinetikSchwer
Vd = 0,7 L/kg12 → 20 mg/LLD = ? mg78 kg · S = 0,92 · F = 1

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Bei einem Patienten mit 78 kg beträgt der Spiegel von phenytoin 12 mg/L; das Ziel ist 20 mg/L. Das Arzneimittel wird intravenös als phenytoin sodium gegeben (S = 0,92), und das Verteilungsvolumen beträgt 0,7 L/kg. Welche zusätzliche Aufsättigungsdosis LD hebt den Spiegel auf das Ziel?

78 kgVd = 0,7 L/kgC = 12 → 20 mg/LS = 0,92
LD = mg
3.Pharmazeutisches RechnenMittel
ampicillin 500 mg1,8 mL steriles Wasser zugeben.Pulvervolumen: 0,2 mL.? mg/mL

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Eine Durchstechflasche enthält 500 mg ampicillin als Pulver. Laut Übungsetikett gibt man 1,8 mL steriles Wasser zu; das Pulver vergrößert das Volumen um 0,2 mL. Wie groß ist die Konzentration C in mg/mL nach der Rekonstitution?

500 mg1,8 mL+0,2 mL
C = mg/mL
4.Pharmazeutisches RechnenSchwer
2,5%150 g+0,5%hydrocortisone? g2%hydrocortisone

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Du hast 150 g Salbe mit 2,5 % hydrocortisone. Wie viele Gramm m Salbe mit 0,5 % hydrocortisone musst du zugeben, um eine Salbe mit 2 % zu erhalten? Runde auf ganze Gramm.

150 g · 2,5%0,5%2%
m = g
5.Dosierung in Pädiatrie und IntensivmedizinMittel
25 000 Stück500 mLheparin? mL/h70 kg14 Stück/kg/h

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Ein Beutel enthält 25 000 Einheiten Heparin in 500 mL. Verordnet sind 14 Einheiten/kg/h für einen Patienten mit 70 kg Körpergewicht. Auf welche Rate R stellst du die Pumpe ein, in mL/h? Runde auf eine Nachkommastelle.

25 000 Stück/500 mL14 Stück/kg/h70 kg
R = mL/h
6.Dosierung in Pädiatrie und IntensivmedizinSchwer
400 mg250 mLdopamine24 mL/h50 kg? mcg/kg/min

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Eine Infusion mit dopamine (400 mg in 250 mL) läuft mit 24 mL/h. Der Patient wiegt 50 kg. Welche Dosis D in mcg/kg/min erhält der Patient? Runde auf eine Nachkommastelle.

400 mg/250 mL24 mL/h50 kg
D = mcg/kg/min
7.PharmakologieMittel

Ipratropium ist ein Bronchodilatator, der bei COPD eingesetzt wird. Wie wirkt es?

  1. AEs stimuliert Beta-2-adrenerge Rezeptoren in den Atemwegen
  2. BEs blockiert Leukotrienrezeptoren
  3. CEs blockiert muskarinische Rezeptoren in der glatten Atemwegsmuskulatur
  4. DEs verringert die Entzündung wie ein Corticosteroid
8.PharmakologieSchwer

Ein Patient mit HIV hat eine CD4-Zahl unter 200 Zellen/mm3. Welche Prophylaxe wird üblicherweise begonnen?

  1. AFluconazol zur Vorbeugung von Harnwegs- und Hautinfektionen
  2. BOseltamivir zur Vorbeugung einer Influenza
  3. CCotrimoxazol zur Vorbeugung einer Pneumocystis-Pneumonie
  4. DIsoniazid zur Vorbeugung einer Hepatitis B

3Lösungen

1.Klinische Pharmakokinetik

Antwort: t½ = 11,99 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.

Eliminationsgeschwindigkeitskonstante

k = ln(30/11,9)/16 = 0,9247/16 = 0,05779 h⁻¹

Halbwertszeit

t½ = 0,693/0,05779 = 11,99 h

Antwort

t½ = 11,99 h
2.Klinische Pharmakokinetik

Antwort: LD = 474,8 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 = 0,7·78 = 54,6 L

Nötiger Anstieg

20 − 12 = 8 mg/L

Aufsättigungsdosis

LD = 54,6·8/(0,92·1) = 474,8 mg

Antwort

LD = 474,8 mg

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

3.Pharmazeutisches Rechnen

Antwort: C = 250 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

1,8 + 0,2 = 2 mL

Konzentration

C = 500/2 = 250 mg/mL

Antwort

C = 250 mg/mL
4.Pharmazeutisches Rechnen

Antwort: m = 50 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

2,5%: 2 − 0,5 = 1,5 Teile
0,5%: 2,5 − 2 = 0,5 Teile

Auf die vorhandene Menge hochrechnen

m = 150·0,5/1,5 = 50 g

Antwort

m = 50 g

Kontrolle: 150 g + 50 g = 200 g Salbe mit 2 %.

5.Dosierung in Pädiatrie und Intensivmedizin

Antwort: R = 19,6 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

14·70 = 980 Stück/h

Konzentration

25 000/500 = 50 Stück/mL

Pumpenrate

R = 980/50 = 19,6 mL/h

Antwort

R = 19,6 mL/h
6.Dosierung in Pädiatrie und Intensivmedizin

Antwort: D = 12,8 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

24·1600 = 38400 mcg/h
38400/60 = 640 mcg/min

Pro Kilogramm

D = 640/50 = 12,8 mcg/kg/min

Antwort

D = 12,8 mcg/kg/min
7.Pharmakologie

Antwort: C · Es blockiert muskarinische Rezeptoren in der glatten Atemwegsmuskulatur

Warum das die Antwort ist

Ipratropium ist ein inhalatives Antimuskarinikum. Es blockiert die vagal vermittelte Bronchokonstriktion und Schleimsekretion, was besonders bei COPD nützlich ist.

Antwort

C · Es blockiert muskarinische Rezeptoren in der glatten Atemwegsmuskulatur
8.Pharmakologie

Antwort: C · Cotrimoxazol zur Vorbeugung einer Pneumocystis-Pneumonie

Warum das die Antwort ist

Eine niedrige CD4-Zahl erhöht das Risiko einer Pneumocystis-jirovecii-Pneumonie erheblich. Cotrimoxazol beugt ihr vor und senkt auch das Risiko einer Toxoplasmose.

Antwort

C · Cotrimoxazol zur Vorbeugung einer Pneumocystis-Pneumonie

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