Farmacocinética clínica: problemas de práctica con soluciones paso a paso

También llamado: farmacocinética

Problemas gratis de Farmacocinética clínica con diagramas, pistas y soluciones completas. Valores nuevos cada vez, en tres niveles: semivida, niveles y dosis de carga, aclaramiento, Vd, S y F, diseño de pautas y ajuste renal.

Problema de práctica gratisFácil
110t (h)C (mg/L)6 mg/L2 hC = ?

Ejercicio de práctica (valores inventados, no es una guía clínica). Justo después de una dosis IV, el nivel de tobramycin es de 6 mg/L. La semivida es de 2 h y el fármaco se elimina con cinética de primer orden. ¿Cuál es el nivel C 2 h después?

C₀ = 6 mg/Lt½ = 2 ht = 2 h
mg/L
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Qué practicas

  1. Fácilsemivida, niveles y dosis de carga
  2. Mediaaclaramiento, Vd, S y F
  3. Difícildiseño de pautas y ajuste renal

Cómo resolver problemas de Farmacocinética clínica

  1. Convierte la semivida en una constante de eliminación: k = 0,693/t½.
  2. Convierte los valores por kg en totales: Vd (L) = L/kg × peso, CL (L/h) = L/kg/h × peso.
  3. Elige la relación: C = C₀·e−kt, LD = Vd·C/(S·F), velocidad de mantenimiento = CL·Css/(S·F), τ = ln(Cpico/Cvalle)/k.
  4. Para la función renal, estima primero el ClCr con Cockcroft–Gault y escala después la dosis o el intervalo.
  5. Comprueba el resultado: los niveles caen a la mitad cada semivida, y el estado estacionario tarda unas cinco semividas.

Errores frecuentes

  • Usar 1/t½ en lugar de 0,693/t½.
  • Usar log₁₀ en lugar de ln.
  • Multiplicar por S o F en lugar de dividir.
  • Olvidar el peso corporal en los valores por kg.
  • Dar toda la dosis de carga cuando ya existe parte del nivel.

Fórmulas clave

Constante de eliminación y semivida
k = ln 2/t½ = 0,693/t½
Decaimiento de primer orden
C = C₀·e−kt = C₀·(1/2)t/t½
Dos niveles
k = ln(C₁/C₂)/Δt
Volumen y aclaramiento
Vd = dose/C₀, CL = k·Vd
Dosis de carga
LD = Vd·C/(S·F)
Velocidad de mantenimiento
R = CL·Css/(S·F)
Estado estacionario medio
Css,avg = S·F·D/(CL·τ)
Estado estacionario
1 − (1/2)ⁿ tras n semividas; ≈ 97 % tras 5
Perfusión
C = (R/CL)(1 − e−kt)
Intervalo y dosis a partir del pico y el valle
τ = ln(Cpeak/Ctrough)/k, D = Vd·(Cpeak − Ctrough)
Cockcroft–Gault
ClCr = (140 − edad) × kg/(72 × Cr sérica mg/dL), × 0,85 en las mujeres
Ajuste renal
dosis × ClCr/normal; Dettli Q = 1 − fe·(1 − ClCr/normal)

Aprende Farmacocinética clínica desde cero

Antes de esto: Cálculo de dosis, Cálculos farmacéuticos

1Qué le ocurre a una dosis

La farmacocinética describe cómo cambia con el tiempo el nivel de un fármaco en la sangre. La farmacocinética clínica usa un modelo sencillo para elegir las dosis: el cuerpo es un único compartimento bien mezclado con un volumen de distribución (Vd) y un aclaramiento (CL).

La mayoría de los fármacos se eliminan con cinética de primer orden: en cada hora se retira la misma fracción del fármaco, no la misma cantidad. Por eso el nivel se reduce a la mitad después de cada semivida.

Este modelo se usa para fármacos con un rango terapéutico estrecho, como los aminoglucósidos, la vancomicina, la teofilina, la fenitoína y la digoxina. Todos los valores de esta lección son números típicos de los libros de texto para practicar.

2Semivida y constante de eliminación

La constante de eliminación k (en h⁻¹) y la semivida t½ van unidas:

k = ln 2 / t½ = 0,693 / t½ C = C₀ · e−kt = C₀ · (1/2)t/t½

En un gráfico con un eje de concentración logarítmico (un gráfico semilogarítmico), el decaimiento de primer orden es una recta. A partir de dos niveles C₁ y C₂ tomados con Δt de diferencia:

k = ln(C₁/C₂) / Δt

Con dosis regulares o una perfusión, el nivel asciende hasta el estado estacionario: tras n semividas ha alcanzado 1 − (1/2)ⁿ de él, alrededor del 97 % tras 5 semividas.

Autoevaluación Un nivel baja de 8 mg/L a 2 mg/L en 6 horas. ¿Cuál es la semivida?
  1. 1,5 h
  2. 3 h
  3. 4 h
  4. 6 h

Respuesta: 3 h. 8 → 4 → 2 son dos reducciones a la mitad en 6 h, así que t½ = 3 h. Con la fórmula: k = ln(8/2)/6 = 0,231 h⁻¹ y t½ = 0,693/0,231 = 3 h.

3Dosis de carga y dosis de mantenimiento

Una dosis de carga llena de una vez el volumen de distribución hasta el nivel objetivo. Una dosis de mantenimiento repone lo que se elimina, de modo que en el estado estacionario la entrada = la salida.

LD = Vd × Ctarget / (S × F) ritmo de mantenimiento = CL × Css / (S × F)
  • S es el factor de sal: la fracción de la sal que es fármaco activo, por ejemplo 0,8 para la aminofilina (teofilina) y 0,92 para la fenitoína sódica.
  • F es la biodisponibilidad: la fracción de una dosis oral que llega a la sangre, 1 para las dosis IV.
  • El Vd se da a menudo por kg (L/kg): multiplica antes por el peso.

Para dosis cada τ horas, el nivel medio en estado estacionario es Css,med = S·F·dosis/(CL·τ).

Autoevaluación Vd = 0,5 L/kg, peso 80 kg, objetivo 10 mg/L. El fármaco se administra como una sal con S = 0,8 (IV). ¿Cuál es la dosis de carga?
  1. 320 mg
  2. 400 mg
  3. 500 mg
  4. 6,25 mg

Respuesta: 500 mg. Vd = 0,5 × 80 = 40 L. Fármaco activo necesario: 40 × 10 = 400 mg; dividido entre S = 0,8 da 500 mg de la sal. 320 mg multiplica por S en lugar de dividir.

4Picos, valles y función renal

Con dosis IV rápidas, el nivel baja de un pico a un valle durante el intervalo de dosificación τ. Para alcanzar un pico y un valle elegidos:

τ = ln(Cpeak/Ctrough) / k dosis = Vd × (Cpeak − Ctrough)

Muchos fármacos se eliminan por los riñones. El aclaramiento de creatinina se estima con la ecuación de Cockcroft–Gault, ClCr = (140 − edad) × peso/(72 × Cr sérica en mg/dL), × 0,85 en las mujeres.

Para un fármaco eliminado casi por completo por los riñones, la dosis se escala en proporción al aclaramiento (dosis × ClCr/normal), o se alarga el intervalo (τ × normal/ClCr). Cuando los riñones excretan solo una fracción fe, la fracción de dosis de Dettli es Q = 1 − fe·(1 − ClCr/normal).

5Un ejemplo resuelto

Sigue cada paso y predice el siguiente antes de abrirlo. Todos los valores son inventados para practicar.

Ejemplo resuelto

La semivida de la gentamicina de un paciente es de 3 h. El objetivo es un pico de 8 mg/L y un valle de 1 mg/L. Suponiendo dosis IV rápidas, ¿qué intervalo de dosificación se necesita?

1

Constante de eliminación

k = 0,693 / 3 = 0,231 h⁻¹
2

Intervalo

El nivel debe bajar de 8 a 1 mg/L, un factor de 8.

τ = ln(8/1) / 0,231 = 2,079 / 0,231 = 9,0 h
3

Comprueba con semividas

8 → 4 → 2 → 1 son tres reducciones a la mitad: 3 × 3 h = 9 h. La respuesta coincide.

Respuesta

El intervalo de dosificación es de 9 h; en la práctica se redondea a un valor conveniente y se comprueban los niveles.

6Errores comunes y preguntas de examen

  • Usar 1/t½ en lugar de 0,693/t½ para k.
  • Usar log₁₀ en lugar del logaritmo natural ln.
  • Olvidar multiplicar por el peso el Vd o el CL “por kg”.
  • Multiplicar por S o F en lugar de dividir.
  • Dar la dosis de carga completa cuando el paciente ya tiene un nivel: solo hace falta la diferencia.

Fácil: k y t½, el nivel tras un tiempo, el estado estacionario y una dosis de carga sencilla. Media: velocidades de mantenimiento, S y F, k a partir de dos niveles, Vd y CL. Difícil: intervalo y dosis a partir de un pico y un valle, ajuste renal, niveles medios en estado estacionario y perfusiones antes del estado estacionario.

Autoevaluación Se inicia una perfusión sin dosis de carga. La semivida es de 6 h. ¿Qué fracción aproximada del estado estacionario se alcanza tras 12 h?
  1. 100%
  2. 25%
  3. 50%
  4. 75%

Respuesta: 75%. 12 h son dos semividas: 1 − (1/2)² = 0,75, es decir, el 75 %. El 25 % es la parte que aún falta. El estado estacionario tarda unas 5 semividas, aquí 30 h.

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Ejemplos resueltos

Ejemplo 1Fácil
110100t (h)C (mg/L)10 mg/L9 hC = ?

Ejercicio de práctica (valores inventados, no es una guía clínica). Justo después de una dosis IV, el nivel de gentamicin es de 10 mg/L. La semivida es de 3 h y el fármaco se elimina con cinética de primer orden. ¿Cuál es el nivel C 9 h después?

C₀ = 10 mg/Lt½ = 3 ht = 9 h

Calcula C (mg/L)

Mostrar pistas
  1. Número de semividas: n = t/t½.
  2. C = C₀·(1/2)ⁿ, o C = C₀·e^(−kt) con k = 0,693/t½.
  3. n = 9/3 = 3.
Mostrar la respuesta y la solución paso a paso

Eliminación de primer orden: se elimina una fracción constante del fármaco por hora, por lo que C = C₀·e−kt con k = ln 2/t½ = 0,693/t½. Tras n semividas, C = C₀·(1/2)ⁿ. Con dosis regulares o una perfusión, el nivel alcanza 1 − (1/2)ⁿ del estado estacionario tras n semividas: aproximadamente el 97 % tras 5. Una dosis de carga llena el volumen de distribución: LD = Vd × C. Las cifras son solo para practicar; en la práctica clínica sigue siempre los protocolos locales y haz que se verifiquen por duplicado las dosis de alto riesgo.

Número de vidas medias

n = 9/3 = 3

Nivel

C = 10·(1/2)3 = 1,25 mg/L

Respuesta

C = 1,25 mg/L
Ejemplo 2Media
Vd = 7 L/kgC = 1 mcg/LLD = ? mcg52 kg · S = 1 · F = 0,7

Ejercicio de práctica (valores inventados, no es una guía clínica). Un paciente de 52 kg va a recibir una dosis de carga con comprimidos de digoxin para alcanzar un nivel de 1 mcg/L. El volumen de distribución es de 7 L/kg y los comprimidos tienen una biodisponibilidad F = 0,7. Halla la dosis de carga oral total LD en mcg.

52 kgVd = 7 L/kgC = 1 mcg/LF = 0,7

Calcula LD (mcg)

Mostrar pistas
  1. LD = Vd × C/(S × F).
  2. Para los comprimidos, S = 1 y F = 0,7.
  3. Vd = 7·52 = 364 L.
Mostrar la respuesta y la solución paso a paso

Aclaramiento y volumen: en el estado estacionario, la velocidad de dosificación es igual a la velocidad de eliminación, por lo que la velocidad de mantenimiento = CL × Css. Una dosis de carga es LD = Vd × C/(S × F), con S el factor de sal (fracción de fármaco activo en la sal) y F la biodisponibilidad (1 para la vía IV). A partir de dos niveles, k = ln(C₁/C₂)/Δt; para un bolo IV, Vd = dosis/C₀ y CL = k × Vd. Las cifras son solo para practicar; en la práctica clínica sigue siempre los protocolos locales y haz que se verifiquen por duplicado las dosis de alto riesgo.

Volumen de distribución

Vd = 7·52 = 364 L

Cantidad de fármaco activo necesaria

Vd·C = 364·1 = 364 mcg

Dosis de carga

LD = 364/(1·0,7) = 520 mcg

Respuesta

LD = 520 mcg

En la práctica, la dosis se redondea a una cantidad conveniente.

Ejemplo 3Difícil
VCss,avg​ = ?200 mg · q12hCL = 0,03 L/kg/h86 kg · S = 1 · F = 1

Ejercicio de práctica (valores inventados, no es una guía clínica). Un paciente de 86 kg toma teofilina por vía oral (F = 1) cada 12 h. El aclaramiento es de 0,03 L/kg/h. Cada dosis es de 200 mg de theophylline. Halla el nivel medio en estado estacionario Css,avg.

CL = 0,03 L/kg/hτ = 12 hS = 1F = 186 kgD = 200 mg

Calcula Css,avg (mg/L)

Mostrar pistas
  1. En el estado estacionario, la velocidad media de entrada es igual a la de salida: S·F·D/τ = CL·Css,med.
  2. CL (L/h) = CL (L/kg/h) × peso.
  3. CL = 0,03·86 = 2,58 L/h.
Mostrar la respuesta y la solución paso a paso

Diseño de una pauta: con dosis IV rápidas, el nivel desciende del pico al valle durante el intervalo, por lo que τ = ln(Cpico/Cvalle)/k y la dosis que restablece el pico es Vd × (Cpico − Cvalle). El nivel medio en estado estacionario es Css,med = S·F·dosis/(CL·τ). Una perfusión asciende como C = (R/CL)(1 − e−kt). Para un fármaco eliminado por los riñones, la dosis se ajusta según el aclaramiento de creatinina. Las cifras son solo para practicar; en la práctica clínica sigue siempre los protocolos locales y haz que se verifiquen por duplicado las dosis de alto riesgo.

Aclaramiento

CL = 0,03·86 = 2,58 L/h

Nivel medio en estado estacionario

Css,avg = S·F·D/(CL·τ) = 1·1·200/(2,58·12) = 6,46 mg/L

Respuesta

Css,avg = 6,46 mg/L

Preguntas y respuestas

Farmacocinética clínica: ¿qué es?

La farmacocinética describe cómo cambia con el tiempo el nivel de un fármaco en la sangre. La farmacocinética clínica usa un modelo sencillo para elegir las dosis: el cuerpo es un único compartimento bien mezclado con un volumen de distribución (Vd) y un aclaramiento (CL).

La mayoría de los fármacos se eliminan con cinética de primer orden: en cada hora se retira la misma fracción del fármaco, no la misma cantidad. Por eso el nivel se reduce a la mitad después de cada semivida.

Farmacocinética clínica: ¿cómo se resuelven los ejercicios paso a paso?
  1. Convierte la semivida en una constante de eliminación: k = 0,693/t½.
  2. Convierte los valores por kg en totales: Vd (L) = L/kg × peso, CL (L/h) = L/kg/h × peso.
  3. Elige la relación: C = C₀·e−kt, LD = Vd·C/(S·F), velocidad de mantenimiento = CL·Css/(S·F), τ = ln(Cpico/Cvalle)/k.
  4. Para la función renal, estima primero el ClCr con Cockcroft–Gault y escala después la dosis o el intervalo.
  5. Comprueba el resultado: los niveles caen a la mitad cada semivida, y el estado estacionario tarda unas cinco semividas.
Farmacocinética clínica: ¿cuáles son los errores más comunes?
  • Usar 1/t½ en lugar de 0,693/t½.
  • Usar log₁₀ en lugar de ln.
  • Multiplicar por S o F en lugar de dividir.
  • Olvidar el peso corporal en los valores por kg.
  • Dar toda la dosis de carga cuando ya existe parte del nivel.
Farmacocinética clínica: ¿qué se practica?
  • Fácil: semivida, niveles y dosis de carga
  • Media: aclaramiento, Vd, S y F
  • Difícil: diseño de pautas y ajuste renal

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