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Entzündung und Immunität sind die Abwehrmechanismen des Körpers gegen Krankheitserreger und Verletzungen. Das Kermack-McKendrick SIR-Modell beschreibt die Dynamik einer Epidemie: Die grundlegende Reproduktionszahl R = / bestimmt, ob sich die Infektion ausbreitet (R > 1) oder ausstirbt (R < 1). Durch die Impfung wird S effektiv reduziert, bis R_eff = R·S/N < 1 ist (Herdenimmunität: ein 1-1/R-Anteil der geimpften Personen ist erforderlich).

Die adaptive Immunantwort folgt einer zeitlichen Abfolge: B-Lymphozyten werden durch Antigen- und TH-Signale aktiviert (Tage 35) vermehren sich und differenzieren sich in Plasmazellen sezernieren spezifische Antikörper (Tag 714 für die primäre Reaktion; Tag 35 für die sekundäre). Die Antikörperkinetik wird als erste Ordnung modelliert: Produktion proportional zu aktiven Plasmozyten, Eliminierung proportional zu [Ab] mit t½ 21 Tagen für IgG.

Die inflammatorische Zytokinkaskade hat eine positive Rückkopplung: IL-1 und TNF- aktivieren Makrophagen, die mehr IL-1 und TNF- produzieren exponentielle Verstärkung. Normalerweise stoppen regulatorische Mechanismen (IL-10, TGF-, Glukokortikoide) diese Kaskade. Bei einem Zytokinsturm (schweres COVID-19, Sepsis, CAR-T-Zytokinfreisetzungssyndrom) versagt diese Bremse Multiorganschädigung.

Das Reynolds-Modell für Sepsis ist ein nichtlineares dynamisches System aus drei gekoppelten Variablen: Krankheitserreger (P), Entzündungsmediatoren (M) und Gewebeschäden (D). Es hat drei Attraktoren: vollständige Auflösung (P0, M0, D0), chronischer proinflammatorischer Zustand (P=0, aber anhaltendes M : SIRS/Autoimmunität) und Tod (D1). Die Sepsis-Therapie zielt darauf ab, das System in Richtung des Anziehungs- und Lösungsbeckens zu bewegen.

Die Pharmakodynamik von Antibiotika folgt der Hill-Gleichung mit drei verschiedenen PK-PD-Parametern je nach Wirkmechanismus: Zeit > MHK (-Lactame, Carbapeneme: Die Wirkung hängt von der Zeit ab, in der die Konzentration den Schwellenwert überschreitet), AUC/MHK (Aminoglykoside, Fluorchinolone: integrierte Wirkung) und C_max/MHK (Aminoglykoside: Wirkung abhängig von der Spitzenkonzentration). Die PK-PD-Optimierung steuert die Dosierung, um die bakterizide Wirkung zu maximieren und Resistenzen zu minimieren.

>Modell

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Beschreibung

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