Zusammenfassung: Der Partialdruck bzw. die Konzentration eines Anästhetikums am Ort der Wirkung ist die maßgebliche Determinante für die Intensität der beabsichtigten therapeutischen Wirkung. Im Allgemeinen gilt, je höher die Konzentration desto stärker die Wirkung.

Für die Praxis der Dosierung von Anästhetika besteht ein wesentlicher Unterschied zwischen den i.v. Anästhetika und den inhalativen Anästhetika in der Art und Weise ihrer Verabreichung. Inhalationsanästhetika werden traditionell mit Hilfe eines Verdampfers appliziert, d.h. der Frischgasfluß wird mit der gewünschten Konzentration (Partialdruck) des Inhalationsanästhetikums konditioniert. I.v. Anästhetika werden als Medikamentenmenge in die systemische Zirkulation verabreicht, und es bedarf der Kenntnis eines Verteilungsvolumens, um selbst im Steady-State die erzielte Konzentration am Ort der Wirkung abzuschätzen. Ein solches Verteilungsvolumen wird üblicherweise durch pharmakokinetische Analysen bestimmt. Auf Grund der hohen zeitlichen Dynamik, welche die Narkosemittelapplikation im Gegensatz zu steady-state Dosierungen bei chronischen Erkrankungen aufweist, reichen pharmakokinetische Betrachtungen im Steady-State jedoch keineswegs aus. Vielmehr bedarf es differenzierterer Untersuchungen, um detailliert den Konzentrationsverlauf in Abhängigkeit von der Anästhetikagabe zu beschreiben. Hierzu haben sich Kompartiment-Modelle als ein zwar vereinfachender, aber zutreffender und hilfreicher Ansatz sowohl in der Forschung als auch in der Praxis etabliert. Diese Modelle eignen sich vorzüglich, in Computersimulationen den durch fiktive Dosierungsschemata erzeugten mutmaßlichen Konzentrationsverlauf zu visualisieren. Mindestens ebenso wertvoll für die klinische Praxis ist jedoch die umgekehrte Anwendung dieser Modelle, nämlich die Berechnung des Dosierungsschemas, wenn die gewünschte Konzentration oder der Konzentrationsverlauf vorgegeben werden. Sog. TCI-Systeme (Target Controlled Infusion) stellen eine interaktive Realisation dieser Dosiermethode dar. Diese Systeme bestimmen auf der Grundlage eines pharmakokinetischen Modells und des verflossenen Dosierungsverlaufs diejenige Infusionsrate als Funktion der Zeit, die modellmäßig erforderlich ist, um die gewünschte Zielkonzentration des Anästhetikums aufrecht zu erhalten. In jüngerer Zeit werden TCI-Systeme entwickelt, die neben den rein pharmakokinetischen Größen auch pharmakodynamische Aspekte in das Modell integrieren, um den zeitlichen Verzug (Hysterese) des Wirkungsverlaufs zum Konzentrationsverlauf im Blut zu berücksichtigen. Dieser Beitrag charakterisiert und beschreibt die wichtigsten pharmakokinetisch-pharmakodynamischen Kenngrößen, die eine rationale Bestimmung einfacher Dosierungsgrößen wie initiale Bolusdosierung (‚loading dose’) oder Erhaltungsdosierung für eine therapeutische steady-state Zielkonzentration ermöglichen, die aber auch für das prinzipielle Verständnis der modernen interaktiven modellbasierten Dosierungsmethoden wie TCI erforderlich sind.