第98回薬剤師国家試験171問 解説

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    資料紹介

    血中濃度の『対数表記』と、直線の傾きを用いた『kel』の求め方

    資料の原本内容

    第 98 回薬剤師国家試験 問題 171

    体内動態が線形 1-コンパートメントモデルに従う薬物 1000mg をヒトに急速静脈
    内投与したところ、投与直後と 10 時間後の血中濃度はそれぞれ 100μg/mL 及び 10
    μg/mL であった。この薬物の全身クリアランス(L/hr)に最も近い値はどれか。た
    だし、ln10=2.3 とする。
    1 0.92

    2 1.4

    3

    2.3

    4 9.2

    5 46

    はい皆さんこんにちは。今回はそんなに難しくないけど、第 97 回 172 問と比
    較してほしくてこの問題を採用したんだ。
    よって今回の問題を解く前に、必ず次の問題を学んでおいてくれ。
    前提知識
    第 97 回薬剤師国家試験 172 問 解説

    後々解説してゆくけれど、今回の問題は急速静注単回投与から得られる情報
    の求め方が、前提知識【第 97-172 問】とちょっぴり違う、その違いに意識を集
    中して読んで欲しいよ。

    ではさっそく問題に取りかかろう。今回の問題で聞かれているのは全身クリ
    アランス CLtotal だね。

    トータルクリアランスの公式

    CLtotal=kel・Vd

    この公式はもう常識にしてくれてるかな?
    CLtotal を知りたければ、kel(消失速度定数)
    と Vd(分布容積)を求めればいいね。

    ここで、前提知識【第 97-172 問】で学んだ『急速静注 0 時間の特殊性』がさ
    っそく役に立つよ。忘れた人は必ず復習しておいてね。
    0 時間とは、体内薬物量が唯一わかる奇跡の時間だったね!それでは 0 時間
    の図を書いて分布容積を求めよう。

    1

    第 98 回薬剤師国家試験 問題 171

    血中濃度 100μg/mL

    左図に、注射で投与した直後、すなわち
    0 時間の状態を再現したよ。
    Vd

    時間が経てば薬物は代謝・排泄されて減少
    するけど、1000mg 投与した直後、0 時間の時
    点では体内薬物量は間違いなく 1000mg のは
    ずだ。
    あとは食塩水の濃度計算と同じだったね!

    体内薬物量 1000mg

    体内薬物量
    血中濃度=
    分布容積(Vd)

    100μg/mL=
    100μg



    =

    mL

    ⇔ Vd=

    ⇔ Vd=

    ・・・(*)に、血中濃度=100μg/mL
    体内薬物量=1000mg

    を代入すると、

    1000mg
    Vd
    1000mg
    Vd

    1000mg×mL
    100μg
    1000・10-3g×10-3L

    濃度計算はあくまで機械的に!

    m(ミリ)=10-3
    μ(μ)=10-6

    100・10-6g

    ⇔ Vd=10L
    よって、分布容積は Vd=10L
    前提知識【第 97-172 問】とまったく同じ求め方で、あっさり Vd が求まった
    ね。では次に kel を求めたいんだけど、今回は前提知識【第 97-172 問】と違っ
    て急速静注単回投与のグラフが与えられていないね。
    2

    第 98 回薬剤師国家試験 問題 171

    前提知識【第 97-172 問】では、グラフから半減期を求めて、半減期から kel
    を求めたのだったね(必ず復習しておいてね!!)。グラフはいろいろな情報を
    与えてくれる重要アイテムだ。
    よって、急速静注単回投与のグラフは自力で書けて欲しいのでここで“急速
    静注単回投与の最低限”をまとめておくよ。

    急速静注・単回投与の最低限
    体内

    kel

    濃度 C

    C  C 0  e kel t

    初濃度

    C:血中濃度
    C0:初濃度
    kel:消失速度定数
    時間 t

    t :時間

    ではこのまとめを元に、問題文の状態をグラフにするとこうなるね。
    なんでいちいちグラフなんて書く
    の?って思った人はいるかな?
    100μg/mL

    あのね、計算問題というのは『今何を
    問われているのか?』が意外とわかりに
    くいものなんだ。
    問われているテーマを正確に理解す
    るためにも、情報の視覚化は非常に重要
    な武器になるんだよ。

    10μg/mL

    10hr
    3

    第 98 回薬剤師国家試験 問題 171

    よって、このテキストを読んでくれている君は、今回の問題に必要かどうか
    にかかわらず『計算問題は可能な限り視覚化する』ことを習慣にしておくれ。

    さて、今僕達は kel を求めたいのだが、問題の理解に役立つようにグラフを書
    いたのだった。実際、前提知識【第 97-172 問】では、グラフから半減期を求め
    て、半減期から kel を求めたのだったね。
    だから同じようにグラフから半減期を考えてみよう。濃度の変化と時間に着
    目して・・・
    うーん、これじゃあ半減期は簡単にはわ
    からないなぁ。え?なんでかって?

    投与 0hr → 100μg/mL
    投与 10hr → 10μg/mL

    半減期ごとに濃度を並べてごらん。
    10μg/mL はこの間!

    100μg/mL

    50μg/mL

    t

    25μg/mL

    t

    1
    2

    1
    2

    12.5μg/mL

    t

    1
    2

    6.25μg/mL

    t

    1
    2

    初濃度 100μg/mL を半分にしていってもピタッと 10μg/mL が出てこない!
    つまりね、前提知識【第 97-172 問】の時みたいに偶然ピッタリわかりやすい
    時間で半減期が現れない。半減期がわからないんじゃ、

    t =
    1
    2

    ln2
    kel

    この『半減期と消失速度定数の公式』も使
    いようがないね。

    じゃあ kel を求めるために、他に使えるものは無いかな?と考えると・・・あ
    るある笑、kel を中に持つ『急速静注単回投与』の血中濃度の式があるじゃない
    か!さっきまとめたばかりだね!

    C  C 0  e kel t
    4

    第 98 回薬剤師国家試験 問題 171

    今、初濃度 C0 が 100μg/mL、投与 10 時間後の濃度が 10μg/mL とわかって
    いるんだから、式の中でわからないのは kel だけだよね。

    C  C0  e kel t


    10μg / mL  100μg / mL  e



    10



    ln 10  1  ln ekel 10 hr



     ln 10  kel  10hr





    両辺を 100μg/mL で割ろう

     kel 10 hr

    1

    kel 

    kel 10 hr

    e

    ln 10

    両辺に対数 ln をとった
    lnAA = 1 も常識にしとくこと!

    ln10=2.3 は問題文に与えられてい
    るけど、これは暗記しておこう。

    10 hr

    kel  0.23 hr  1

    よって、CLtotal=0.23hr-1×10L =2.3L/hr (解答は 3)
    kel

    ×

    Vd

    いいかな?今回の問題自体は別に難しくないけど、急速静注・単回投与から
    の情報の取り出し方が、前提知識【第 97-172 問】と違うという点を味わって欲
    しかったんだ。
    前提知識【第 97-172 問】
    グラフからたまたま半減期がわかったので、半減期と消失速度定数の関係式を使
    って kel を求めた

    【今回の問題】
    急速静注・単回投与の血中濃度の式に直接代入して kel を求めた

    むしろ、半減期が都合よくわかることのほうが例外だよ。今回のように血中
    濃度の式を使うほうが普通の求め方だし、実際、前提知識【第 97-172 問】も本
    問の解き方で kel が求められるからやってごらん。
    5

    第 98 回薬剤師国家試験 問題 171

    ちなみに、今回の問題で半減期が聞かれていたらどうする?

    t =
    1
    2

    ln2
    kel

    この『半減期と消失速度定数の公式』からわ
    かるように、半減期と kel はつながっているん
    だから、まず血中濃度の式から kel を求めて、

    求めた kel をこの式に代入し、半減期を求めればいいだけだね。簡単でしょ。

    さて、ではここからがこのテキストの本題だ。
    今回、急速静注・単回投与の血中濃度式を使って kel を求めることが出来たが、
    これは初濃度がわかっていたからなんだ、式を見てごらん。

    C  C0  e

     kel t

    確かに C0 が未知数だったらこの式は解けない
    から、kel は求められなかったはずだよね。

    じゃあここで意地悪な質問だ。もし君が、患者さんの初濃度を測り忘れたら
    どうする?kel はもう二度と求められないのだろうか?

    今回の問題で初濃度がわかってない状
    態をグラフにすると左のようになるね。
    10 時間後に採血したことしかわから
    ない笑。
    でもこんなときは『2 点間の血中濃度』
    を利用すれば kel を求められるよ。
    10μg/mL

    少し難しいが、求め方のパターンだと
    思って身につけて欲しい。
    10hr

    じゃあ、患者さんに採血をお願いして、3 時間後の血中濃度が 50μg/mL とわ
    かったとしよう。改めてグラフを書くと以下のようになるね。
    6

    第 98 回薬剤師国家試験 問題 171
    ―――――――直線に帰着せよ(kel 編)―――――――

    まずは血中濃度の式の変形からだ。

    C  C0  e kel t の両辺に ln をとると、
    ln C  ln C 0  e kel t
    50μg/mL

    ln C   kel  t  ln C 0

    となるね。

    10μg/mL
    3hr

    10hr

    この式を血中濃度の式の『対数表記』と名前をつけておくよ。なぜこんな式
    変形をしたのかは、後でわ...

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