LAPORAN PRAKTIKUM FARMAKOKINETIKA

MODEL DUA KOMPARTEMEN INTRAVENA BOLUS

Disusun Oleh:

Kelompok 6

Praktikum Farmakokinetika B

Afdilah Irawati W. 1306413454

Afifah Patriani 1306377581

Aulika Desthahrina N. 1306405396

Made Laksmi D. D. 1306480540

Mufida Widayati 1306377146

Nurvita Ulfa S. 1306480263

FAKULTAS FARMASI

UNIVERSITAS INDONESIA

2015

1

Nama Praktikum : Model Dua Kompartemen Intravena Bolus

Tanggal Praktikum : 8 Oktober 2015

Responser : Nadia Farhanah Syafhan, M. Si., Apt.

I. Tujuan

Mahasiswa dapat memahami proses eliminasi obat dalam plasma dan ekskresi urin

setelah pemberian dosis tunggal intravena bolus mengikuti model dua kompartemen

I.V. bolus.

Mahasiswa mampu menentukan jumlah obat yang terdapat dalam sampel plasma

serta dapat menentukan k eliminasi, k ekskresi, dan t ½ dari data tersebut.

Mahasiswa mampu menentukan persamaan farmakokinetika.

II. Dasar Teori

Farmakokinetika merupakan ilmu yang mempelajari kinetika absorpsi obat,

distribusi, dan eliminasi (metabolisme dan ekskresi) obat. Dengan model

farmakokinetik ini dapat dihasilkan pengamatan yang lebih teliti tentang hubungan

kadar obat dalam plasma dan respon farmakologis.

Pengamatan konsentrasi obat dalam darah berperan penting pada penentuan

dosis obat yang harus diberikan pada pasien. Oleh sebab itu diperlukan data waktu

pengambilan sampel darah, dosis obat yang diberikan, dan rute pemberiannya untuk

menghasilkan kesimpulan yang tepat. Selain itu perlu diketahui faktor-faktor atau

kadar optimal dalam darah, hasil pengamatan akan dipengaruhi juga oleh fungsi-

fungsi fisiologik individu (pasien) seperti keadaan patologis pasien, makanan,

lingkungan, obat-obatan yang diberikan bersamaan dalam terapi dan faktor-faktor

lain.

Obat berada dalam keadaan dinamik di dalam tubuh. Untuk menggambarkan

sistem biologis yang kompleks dialami oleh obat tersebut, maka perlu dibuat suatu

model farmakokinetik sederhana. Model ini selanjutnya dikembangkan menjadi suatu

persamaan yang dapat menggambarkan konsentrasi obat dalam tubuh sebagai fungsi

waktu.

Model farmakokinetika berguna untuk :

1. Memperkirakan kadar obat dalam plasma, jaringan dan urin pada berbagai

pengaturan dosis.

2. Menghitung pengaturan dosis optimum pasien secara individu.

2

3. Memprediksi akumulasi obat dan metabolismenya dalam tubuh.

4. Menggambarkan korelasi antara konsentrasi obat dengan aktivitas farmakologi

atau toksikologik.

5. Membandingkan bioekuivalensi dengan berbagai produk obat.

6. Menggambarkan perubahan-perubahan fisiologis atau patologis pasien yang

mempengaruhi absorpsi, distribusi, dan eliminasi obat.

7. Menjelaskan interaksi obat dengan makanan atau obat lainnya.

Macam-macam model kompartemen:

1. Model Kompartemen

Pada model ini tubuh dapat dinyatakan sebagai suatu susunan atau

sistem dari kompartemen-kompartemen yang berhubungan secara timbal balik

satu dengan yang lain. Suatu kompartemen bukan suatu daerah fisiologis yang

sebenarnya, tetapi dianggap sebagai suatu jaringan atau kelompok jaringan

yang mempunyai aliran darah dan afinitas obat yang sama. Dalam masing-

masing kompartemen, obat dianggap terdistribusi secara merata dan kadar obat

merupakan kadar obat rata-rata dan tiap-tiap molekul mempunyai

kemungkinan yang sama untuk meninggalkan kompartemen. Sampel yang

digunakan adalah sampel darah dan urin. Data yang didapat dipergunakan

secara khusus.

Beberapa model kompartemen antara lain model satu kompartemen

dan dua kompartemen. Kompartemen satu mewakili plasma atau kompartemen

sentral yaitu darah, cairan ekstra seluler dan jaringan-jaringan dengan perfusi

tinggi, kompartemen-kompartemen ini secara cepat terdifusi oleh obat.

Sedangkan kompartemen dua mewakili kompartemen jaringan, yang berisi

jaringan-jaringan yang berkesetimbangan secara lebih lambat dengan obat.

Model ini menganggap obat dieliminasi dari kompartemen sentral.

Konsentrasi obat dalam plasma dan dalam jaringan-jaringan dengan

perfusi tinggi yang merupakan kompartemen setelah injeksi I.V. menurun

secara cepat karena obat didistribusi ke jaringan lain, yaitu jaringan-jaringan

yang diperfusi secara lebih lambat. Penurunan awal yang cepat dari

konsentrasi obat dalam kompartemen sentral dikenal sebagai fase distribusi.

Pada suatu waktu obat mencapai keadaan kesetimbangan antara kompartemen

sentral dan kompartemen jaringan yang diperfusi lebih kecil. Setelah

3

kesetimbangan dicapai, hilangnya obat dari kompartemen sentral merupakan

suatu proses tunggal dari order kesatu sebagai keseluruhan proses eliminasi

obat dari tubuh. Proses kedus ini, laju prosesnya lebih lambat, dikenal sebagai

fase eliminasi.

Model kompartemen dua beranggapan bahwa pada t = 0 tidak ada obat

dalam kompartemen jaringan. Setelah dosis I.V, obat secara cepat dipindahkan

ke dalam kompartemen jaringan, sedangkan kadar dalam darah menurun

secara cepat sehubungan dengan eliminasi obat dan pemindahan obat keluar

dari kompartemen sentral ke berbagai jaringan. Kadar obat dalam jaringan

akhirnya akan mencapai puncak dan kemudian mulai menurun sehubungan

dengan perbedaan konsentrasi antara dua kompartemen yang kecil.

Selain model kompartemen satu dan dua, terdapat model kompartemen

tiga terbuka atau multi-kompartemen yang merupakan perluasan dari model

kompartemen ganda, yaitu dengan penambahan kompartemen jaringan dalam.

Suatu obat yang menunjukkan perlunya model kompartemen tiga terbuka

didistribusikan secara sangat cepat dalam kompartemen sentral dengan perfusi

tinggi, kurang cepat ke dalam kompartemen kedua atau jaringan, dan sangat

lambat ke kompartemen ketiga atau jaringan dalam, yang terdiri dari jaringan

yang rendah perfusinya seperti tulang dan lemak. Kompartemen jaringan

dalam juga dapat menggambarkan adanya ikatan obat yang kuat dalam

jaringan tersebut.

2. Model Non-Kompartemen

Model non-kompartemen yaitu model farmakokinetik yang didasarkan atas

data anatomik dan fisiologis yang diketahui. Model ini disebut juga model

aliran darah atau perfusi.

III. ALAT DAN BAHAN

Alat :

1. Alat simulasi dua kompartemen

2. Buret 50 ml

3. Statif dan klem

4. Pengaduk magnet (Magnetic stirrer)

5. Spektrofotometer UV-Vis

4

6. Beaker glass 50 mL; 1000 mL

7. Tabung reaksi

8. Pipet volume 2 mL; 5 mL

9. Batang pengaduk

10. Gelas ukur

11. Stop watch

12. Labu takar 100 ml

13. Botol semprot.

Bahan:

1. Aquadest

2. KMnO4

IV. CARA KERJA

A. Pembuatan Kurva Kalibrasi

1. Timbang secara seksama 0,5 g KMnO4, masukkan ke dalam labu ukur 50 mL,

kemudian larutkan dengan aquadest dan cukupkan volumenya dengan aquadest

sampai 50 mL hingga diperoleh konsentrasi 10.000 ppm..

2. Pipet 1 ml larutan induk, lalu masukkan ke dalam labu ukur 100 ml. Tambahkan

aquadest lalu kocok dan cukupkan volumenya dengan aquadest sampai ml, maka

didapatkan konsentrasi 100 ppm.

3. Lakukan pengenceran hingga didapat 10 konsentrasi yaitu 10 ppm, 20 ppm, 30

ppm, 40 ppm, 50 ppm, 70 ppm, 80 ppm.

4. Ukur segera serapannya pada panjang gelombang maksimum 525 nm

menggunakan alat spektrofotometer UV-Vis.

5. Buat kurva kalibrasinya.

B. Simulasi Model Dua Kompartemen

1. Siapkan alat simulasi.

2. Masukkan aquadest ke dalam buret. Pada gelas piala masukkan 700 mL aquadest sebagai

volume distribusi.

3. Putar pengaduk magnet, kemudian buka keran buret dan keran beaker glass. Atur

kecepatan aliran air yang masuk melalui buret dan yang keluar melalui keran beaker glass

5

sampai terjadi kesetimbangan kecepatan aliran. Aliran cairan yang masuk dan keluar

dijaga konstan dengan kecepatan 20 ml/menit.

4. Timbang secara seksama 0,5 g KMnO4, kemudian larutkan dalam aquadest dan encerkan

sampai dengan 50 ml (konsentrasi 10.000 ppm).

5. Masukkan 5 ml larutan tersebut dalam kompartemen I (sentral).

6. Siapkan tabung 10 reaksi dan beaker 50 atau 100 ml. Beri tanda masing-masing tabung

reaksi no.1 sampai dengan 10.

7. Untuk sampel plasma, pipet 5,0 ml larutan pada kompartemen I, pada menit ke: 2,5; 5; 7,5;

10; 12,5; 15; 20; 30; 45; dan 60.

8. Tentukan kadar KMnO4 dari tiap sampel dengan menggunakan spektrofotometer pada

panjang gelombang (λ) 525 nm. Gunakan aquadest sebagai blanko.

V. DATA DAN PERHITUNGAN

A. Pembuatan Kurva Kalibrasi

Do = 10.040 mg/ml x 5 ml= 50,2 mg.

Skema pengenceran

Tabel 1. Data kurva kalibrasi larutan standar KMnO4 pada λ = 525 nm dengan

menggunakan Spektrofotometer UV – Vis 3.

C(ppm) A

10,040 0,087

20,080 0,184

30,120 0,313

50,200 0,434

60,240 0,580

6

1 ml/ 10 ml

2 ml/ 10 ml

Lar.induk 100,040 ppm

10,040 ppm

3 ml/ 10 ml

20,080 ppm

5 ml/ 10 ml

30,120 ppm 50,200 ppm

6ml/ 10 ml

60, 240ppm

7 ml/ 10 ml 90,360 ppm9 ml/ 10 ml

70,280ppm

70,280 0,695

90,360 0,780

B. Sampel Plasma

Tabel 2. Tabel serapan sampel plasma setelah waktu tertentu yang diukur pada λ =

525 nm.

t (menit ke-) A

2,5 0,934

5 0,824

7,5 0,707

10 0,644

12,5 0,598

15 0,509

20 0,441

30 0,282

45 0,219

60 0,164

Perhitungan

Tabel 3. Data kurva kalibrasi larutan standar

KMnO4 pada λ = 525 nm.

7

C(ppm) A

10,040 0,087

20,080 0,184

30,120 0,313

50,200 0,434

60,240 0,580

70,280 0,695

90,360 0,780

a= 0,01534

b= 8,9509 x 10-3

r=0,9909

y=a+bx

Jadi, persamaan regresi liniernya adalah y = 0,01534 + 8,9509 x 10-3 x

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 1000

0.10.20.30.40.50.60.70.80.9

f(x) = 0.00895090159592843 x + 0.0153410404624277R² = 0.981948217802231

Kurva Kalibrasi KMnO4

Konsentrasi (ppm)

Sera

pan

( A)

Gambar 1. Kurva kalibrasi larutan standar KMnO4 pada λ = 525 nm.

Tabel 4. Tabel serapan sampel plasma serta konsentrasi sampel plasma setelah

waktu tertentu yang diukur pada 5 = 526

t (menit ke-) A Cp (µg/ml) Cp’ Cp - Cp

’

2,5 0,934 102,633 79,0 23,633

8

5 0,824 90,344 73,8 16,544

7,5 0,707 77,272 69,0 8,272

10 0,644 70,234 64,0 6,234

12,5 0,598 65,095 59,5 5,595

15 0,509 55,152

20 0,441 47,555

30 0,282 29,791

45 0,219 22,753

60 0,164 16,608

Data yang di dapat berdasarkan settingan alat:

1. k= ClV D

=21,43 ml /menit700 ml

=0,0306 /menit

2. VD = 700 ml

3. Cl = 21,43 ml/menit

Data yang di dapat berdasarkan kertas semilog:

1. b=k e=ln C p 1−ln C p2

t 2−t 1

= ln 90,344 −ln 22,75345−5

=0,0345/menit

a=k d=ln C p 1−ln Cp2

t 2−t1

= ln 23,633−ln16,5445−2, 5

=0,3566/menit

A = 35 µg/ml

B = 86 µg/ml

k=ab( A+B)

Ab+Ba=

0,3566 x0,0345 (35+86)(35 x 0,0345 )+(86 x0,3566)

=0,0467 /menit

2. V p=D0

A+B= 50,2 mg

(35+86)10−3=414,876 ml

V D area=k . V p

b=0,0467 x 414,876

0,0345=561,586 ml

3. AUC=Bb

+ Aa

= 860,0345

+ 350,3566

=2590,902 µg . menit /ml

9

4. Cl=D0

b+ AUC= 50,2 mg

0,0345+(2590,902 x10−3)=19,121 ml /menit

5. t 1/2=0,693

k e

= 0,6930,0345

=20,087 menit

Parameter Setting Alat Analisis Data

k (/menit) 0,0306 0,0467

VD (ml) 700 -

VD area - 561,586

Cl (ml/menit) 21,43 19,121

AUC (µg.menit/ml) - 2590,902

t 1/2 (menit) - 20,087

VI. PEMBAHASAN

Pada praktikum kedua ini, dilakukan simulasi dari model dua kompartemen

intravena bolus. Dalam percobaan ini diinjeksikan larutan KMnO4 (100,040 ppm)

sebagai pengumpamaan larutan obat. Dalam model dua kompartemen IV bolus ini,

obat dianggap telah terdistribusi ke dalam dua kompartemen, yaitu kompartemen

kesatu atau kompartemen sentral yaitu kompartemen plasma yakni jaringan yang

memiliki perfusi tinggi. Kompartemen plasma ini cepat terdifusi oleh obat, sedangkan

kompartemen kedua yaitu kompartemen jaringan yang berisi jaringan yang setimbang

secara lebih lambat dengan obat. Model ini menganggap bahwa obat dieliminasi dari

kompartemen sentral dan pada t=0 tidak ada obat dalam kompartemen jaringan,

sedangkan kadar dalam darah menurun cepat setelah obat dipindahkan ke

kompartemen jaringan setelah pemberian Intravena.

Kurva kalibrasi larutan standar KMnO4 dibuat untuk mengetahui kadar obat

dalam plasma. Konsentrasi larutan standar KMnO4 yang digunakan yaitu 10,040;

20,080; 30,120; 50,200; 60,240; 70,280; 90,360ppm. Kemudian diukur serapannya

menggunakan spektrofotometer UV-Vis dengan maksimum 525 nm, dan didapat

serapannya yaitu 0,087; 0,184; 0,313; 0,434; 0,580; 0,695; 0,780. Dengan

10

menggunakan metode linier diperoleh persamaan garis y = 0,01534 + 8,9509 x 10-3x

dengan r = 0,9909 dan y merupakan serapan (A) serta x yaitu konsentrasi (ppm).

Didalam gelas piala dimasukkan 700 mL aquadest, dan magnetic stirrer

dinyalakan. Kemudian, seperti yang telah disebutkan diatas, larutan KMnO4

diumpamakan sebagai obat yang akan dianalisis farmakokinetiknya sebanyak 5,0 ml.

Larutan tersebut diinjeksikan kedalam kompartemen sentral dan saat itu juga mulai

dihitung waktunya dengan menggunakan stopwatch (t=0). Larutan KMnO4

dihomogenkan dengan magnetic stirrer yang telah bergerak dari awal, agar seperti

proses penghomogenan obat di dalam tubuh oleh proses difusi obat dan gerak aliran

darah. Kemudian, setelah larutan KMnO4 di injeksikan kedalam kompartemen sentral,

larutan KMnO4 segera terdistribusi ke dalam kompartemen jaringan walau warna pada

masing-masing kompartemen belum sama, dan semakin lama warna pada masing-

masing kompartemen sama.

Kemudian dilakukan proses pengambilan sampel plasma pada menit ke 2,5; 5;

7,5; 10; 12,5; 15; 20; 30; 45; 60 dengan menggunakan pipet 5,0 mL kemudian diukur

serapan samplenya pada menit-menit tersebut. Kemudian ditentukan konsentrasi

plasma dan memplot Cp vs t pada kertas semilog. Lalu dihitung parameter-parameter

farmakokinetikanya. Setelah dihitung, diperoleh K eliminasinya yaitu 0,0345 /menit

dan K distribusinya yaitu 0,3566 /menit. Beberapa parameter lain yang akan

dicantumkan pada kesimpulan.

VII. KESIMPULAN

Dapat disimpulkan bahwa dari percobaan model dua kompartemen intravena bolus

pada sample plasma yaitu :

Parameter Hasil Teoritis Hasil Analisis Data

k (/menit) 0,0306 0,0467

VD(ml) 700 -

VD area - 561,586

11

Cl (ml/menit) 21,43 19,121

AUC (µg.menit/ml) - 2590,902

t 1/2 (menit) - 20,087

VIII. DAFTAR PUSTAKA

Mansur, Umar., dkk. 2007. Penuntun Praktikum Farmakokinetika. Depok: Universitas

Indonesia

Shargel, Leon., et al. 1988. Biofarmasetika dan Farmakokinetika Terapan Ed.2.

Surabaya: Airlangga University Press.

12

IX. LAMPIRAN

A. Pertanyaan

1. Apakah mungkin dari pengolahan data sampel plasma diperoleh persamaan

farmakokinetika satu kompartemen padahal seharusnya dua kompartemen?

Jelaskan!

2. Apakah ada perbedaan hasil perhitunganVd ekstrapolasi dengan Vd area?

Jelaskan!

B. Jawaban

1. Mungkin. Hal ini terjadi apabila KMnO4 tersebar cepat ke kompartemen II

(Jaringan). Hal tersebut terjadi karena pada saat praktikum, kecepatan

pengaduk magnetik (magnetic stirrer) sangat cepat sehingga KMnO4 tersebar

secara cepat (dapat dilihat dari warna KMnO4 yang homogen dengan cepat)

pada menit-menit awal sehingga hanya terdapat satu jenis kurva, yaitu kurva

eliminasi. Jika hanya terdapat satu jenis kurva saja, maka persamaan

farmakokinetikanya adalah persamaan farmakokinetika satu kompartemen dan

berbeda dengan persamaan farmakokinetika dua kompartemen.

2.

V D area=D o

AUC x b= 50,2

2590,902 x10−3 x 0,0345=561,608 mL

V D ekstrapolasi=D o

B= 50,2

86 x 10−3 =583,721 mL

Jika dijabarkan rumus mencari V D area adalah

V D area=D o

AUC x b=

D o

( Aa

+ Bb ) xb

=Do

Aa

b+B sedangkan rumus untuk

V D ekstrapolasi adalah V D ekstrapolasi=D o

B.

Maka hasil yang didapatkan adalah Vd ekstrapolasi lebih besar

dibandingkan Vd area karena angka penyebut pada Vd area lebih besar

dibandingkan Vd ekstrapolasi.

13

Vd ekstrapolasi (Do

B.) > Vd area (

Do

Aa

b+B¿

14