2.1. Pharmakologie#
- Pharmakokinetik
Absorption in die systemische Zirkulation + Verteilung im Körper
- Pharmakodynamik
Pharmakologischer Effekt am Wirkort
- Pharmakokinetik
Umverteilung, Biotransformation und Elimination/Clearance
- Bioverfügbarkeit
- \[{\rm Bioverfügbarkeit} = \frac{\rm Menge\ eines\ Medikaments\ das\ die\ systeme\ Zirkulation\ erreicht}{\rm Menge\ des\ applizierten\ Medikaments}\]
Dh. 25% Bioverfügbarkeit = 25% des oralen Medikaments muss für die gleiche Dosierung iv gegeben werden!
- Extraktionsrate
= Menge die Extrahiert wird bevor das System erreicht wird.
Bei der Pharmakokinetik spielt auch die Umverteilung in die einzelnen Kompartimente eine große Rolle. Lipophile Substanzen, kleine Molekulargewichtsklassen und geringer Eiweißbindung ermöglichen eine raschere Verteilung.
Lipophile Medikamente verteilen sich bei adipösen Patienten schneller.
Wasserlösliche Medikamente verteilen sich bei Kindern, jüngeren und schlanken Patienten schneller.
- Proteinbindung
alpha1-Glykoprotein bindet basische Medikamente (z.B. Propofol, LA,…) und Albumin bindet sauere Medikamente (z.B. Benzodizepine, Thiopental,…).
Die Diffusionsgeschwindigkeit ist abhängig von der Fläche, vom Konzentrationsgradienten, Membrandicke, Molekülgröße und Lipophilie (Fick´sches Diffusionsgesetz D = P × A × ∆C).
Die Dissoziationskonstante pKa = pH + log (Säure/Base) = Henderson-Hasselbalch Gleichung. Je höher der pKa eines LA, desto größer ist der Anteil an ionisierten LA. Je kleiner der pKa-Wert, desto kürzer ist die Anschlagzeit (Basenanteil) z.B. Ropivacain und Bupivacain haben pKa 8,1 Mepivacain hingegen hat 7,6 pKa.
Mit steigender Temperatur sinkt der pKa. Bei entzündlichem Gewebe mit Azidose (saurer Gewebe-pH) erfolgt nur eine schlechte Penetration und damit schlechte Wirkung eines LA.
- Membrantransporte
Passive Transporte entlang eines Konzentrationsgradienten mit Sättigungskinetik
Aktive Transporte entgegen eines Gradienten unter ATP-Verbrauch.
Medikamente werden vorallem über Leber, Niere und Lunge ausgeschieden (+ GI-trakt, Schweiß, Milchdrüsen)
- Eliminationshalbwertszeit (HWZ)
= die Zeit, die benötigt wird, um die Substanzkonzentration um 50% zu reduzieren.
Die HWZ kann aufgrund eines höheren Verteilungsvolumen (SS, Kind, Adipositas) oder verminderter Elimination/Clearance (hohes Alter, Leberinsuffizienz, Niereninsuff.) erhöht sein.
Praktische Anwendung: Pausieren von Gerinnungshemmer vor SPA/PDA die doppelte HWZ!
- Bsp
Verlängerung der HWZ für Muskelrelaxanzien unter Phenytoin-Therapie!
Nach repetitiven Gaben akkumulieren Medikamente bis ein steady state (nach 3 bis 5 t1/2)vorliegt.
- Bsp. Morphin t1/2 = 3h
10 mg – nach 3 h 5 mg +10 – 6 h 7,5+10 – 9 h 8,5+10 – 12 h 9+10 – 15 h 10+10 steady state
Zum angemessenen intravenösen Regime muss eine Zielkonzentration und eine loading dose und eine Erhaltungsdosis berechnet werden.
- Affinität
= der Grad mit dem eine Substanz sich bei einer bestimmten Konzentration an einen Rezeptor bindet.
- Wirksamkeit
= Abhängigkeit der Wirkung von der Dosis bzw. Konzentration. (Dosis/Wirkungskurve)
- Toleranz
= Maß für die aktuelle Empfindlichkeit des Organismus gegenüber einer Substanz.
- Tachyphylaxie
= zunehmender Wirkungsverlust bei mehrfacher Gabe in kurzen Zeitabständen z.B. Opiate,…
2.1.1. Exkurs: Dosierung#
Konzentrationen#
Es ist sinnvoll die Konzentration eines flüssigen Arzneimittels in mg / ml umzurechnen. Bei Konzentrationsangaben in Prozent zeigt sich, dass Mediziner mit Naturwissenschaften eigentlich nicht soviel am Hut haben; man postuliert einfach, dass ein Liter einem Kilogramm entspricht[1].
Konz. per ml |
|
|---|---|
1% |
10 mg / ml |
1 mg / 50 ml |
0,020 mg / ml = 20 µg / ml |
5 mg / 50 ml |
0,100 mg / ml = 100 µg / ml |
10 mg / 50 ml |
0,200 mg / ml = 200 µg / ml |
Viele Arzneimittel werden unter dem gleichen Markennamen, aber mit deutlich unterschiedlicher Konzentration vertrieben, Tab. 2 zeigt einige bekannte Beispiele.
Produkt |
Wirkstoff |
Präparation |
Konz. per ml |
|---|---|---|---|
Propofol |
Propofol |
1% |
10 mg / ml |
Propofol |
Propofol |
2% |
20 mg / ml |
Dormicum™ |
Midazolam |
5 mg / 1 ml |
5 mg / ml |
Dormicum™ |
Midazolam |
5 mg / 5 ml |
1 mg / ml |
Dormicum™ |
Midazolam |
15 mg / 3 ml |
5 mg / ml |
Ketanest™ |
S-Ketamin |
25 mg / 5 ml |
5 mg / ml |
Ketanest™ |
S-Ketamin |
250 mg / 10 ml |
25 mg / ml |
Dosisrate#
Dosierungen für die Langzeitgabe von hochpotenten Medikamenten wie Opioide oder Katecholamine werden zwecks Vergleichbarkeit in µg / kg / min angegeben, umgangssprachlich wird dies oft als “Gamma” bezeichnet.
Was ist Gamma?
Als “Gamma” werden umgangssprachlich µg / kg / min bezeichnet.
Flussrate#
Abhängig von der Zubereitung und Konzentration der Infusionslösung und des Patientengewichts kann man eine Flussrate errechnen, die man z. B. auf Spritzenpumpen einstellen kann (bzw. muss):
Wirkstoff |
Dosisrate |
Bsp. Zubereitung |
Konzentration |
Flußrate (70 kg) |
|---|---|---|---|---|
Remifentanil |
initial 0,1µ / kg / min |
5 mg / 50 ml |
100 µg / ml |
4,2 ml / h |
Morphium |
2 µg / kg / min |
100 mg / 50 ml |
2 mg / ml |
4,2 ml / h |
Sufentanil |
initial 0,04 µg / kg / min |
2500 µg / 50 ml |
50 µg / ml |
3,36 ml / h |
Vorsicht
Die tatsächlich erforderliche Dosierung ist sehr individuell und von der Schmerzintensität sowie der gewünschten Sedierungstiefe abhängig!