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Inflamación e inmunidad

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La inflamación e inmunidad son los mecanismos de defensa del organismo frente a patógenos e injurias. El modelo SIR de Kermack-McKendrick describe la dinámica de una epidemia: el número reproductivo básico R = / determina si la infección se propaga (R > 1) o se extingue (R < 1). La vacunación reduce efectivamente S hasta que R_eff = R·S/N < 1 (inmunidad de grupo: se requiere una fracción 1-1/R de inmunizados).

La respuesta inmune adaptativa sigue una secuencia temporal: los linfocitos B son activados por el antígeno y las señales de los TH (días 35) proliferan y se diferencian en plasmocitos secretan anticuerpos específicos (día 714 para respuesta primaria; día 35 para secundaria). La cinética de anticuerpos se modela como primer orden: producción proporcional a los plasmocitos activos, eliminación proporcional a [Ab] con t½ 21 días para IgG.

La cascada de citoquinas inflamatorias tiene retroalimentación positiva: la IL-1 y el TNF- activan macrófagos que producen más IL-1 y TNF- amplificación exponencial. Normalmente, los mecanismos reguladores (IL-10, TGF-, glucocorticoides) frenan esta cascada. En la tormenta de citoquinas (COVID-19 grave, sepsis, síndrome de liberación de citoquinas por CAR-T) este freno falla daño multiorgánico.

El modelo de Reynolds para la sepsis es un sistema dinámico no lineal de tres variables acopladas: patógenos (P), mediadores inflamatorios (M) y daño tisular (D). Tiene tres atractores: resolución completa (P0, M0, D0), estado proinflamatorio crónico (P=0 pero M persistente: SIRS/autoinmunidad), y muerte (D1). La terapia de sepsis busca desplazar el sistema hacia la cuenca de atracción de la resolución.

La farmacodinaMica de los antibióticos sigue la ecuación de Hill con tres parámetros PK-PD distintos según el mecanismo de acción: tiempo >MIC (-lactámicos, carbapenémicos: el efecto depende del tiempo que la concentración supera el umbral), AUC/MIC (aminoglucósidos, fluoroquinolonas: efecto integrado), y C_max/MIC (aminoglucósidos: efecto dependiente de la concentración pico). La optimización PK-PD guía la dosificación para maximizar el efecto bactericida y minimizar la resistencia.

>Modelo

ID:('ky', 49)


Inflamación e inmunidad

Descripción

Cálculos


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Símbolo
Ecuación
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Traducido

Cálculos

Símbolo
Ecuación
Resuelto
Traducido

 Variable   Dado   Calcule   Objetivo :   Ecuación   A utilizar



Variables

Símbolo
Texto
Variable
Valor
Unidades
Calcule
Valor MKS
Unidades MKS
$P_infty$
P_inf
Carga patógena máxima
1
$B_{cell}$
B_cell
Células B activadas normalizadas
1
$D_{sep}$
Dsep
Daño tisular
1
$I$
I
Infectados
pers
$M_{act}$
M_act
Macrófagos activados
1
$M_{sep}$
Msep
Mediador inflamatorio sepsis
1
$R_0$
R0
Número reproductivo básico
1
$R_{eff}$
Reff
Número reproductivo efectivo
1
$P_{sep}$
Psep
Patógeno sepsis
1
$N_{pop}$
N_pop
Población
pers
$M_0$
M0
Referencia macrófagos
1
$immuneReg$
immuneReg
Regulación antiinflamatoria
1
$regulators$
regulators
Reguladores complemento
1
$S$
S
Susceptibles
pers
$M_{thresh}$
M_thresh
Umbral de daño
1
$k_B$
k_B
Activación B
1/s
$k_{mp}$
k_mp
Activación mediadores
1/s
$k_{pg}$
k_pg
Crecimiento patógeno
1/s
$k_{deg}$
k_deg
Degradación citoquinas
1/s
$E_{kill}$
E_kill
Efecto bactericida
1/s
$E_{max}$
E_max
Efecto máximo
1/s
$k_{elim,Ab}$
k_elim_Ab
Eliminación anticuerpos
1/s
$k_{pm}$
k_pm
Eliminación patógeno por mediadores
1/s
$gamma$
gamma
Recuperación
1/s
$k_{mr}$
k_mr
Resolución mediadores
1/s
$k_d$
k_d
Tasa de daño
1/s
$\beta$
beta
Transmisión
1/pers·s
$T_{set}$
T_set
Punto de ajuste térmico
K
$T_{basal}$
T_basal
Temperatura basal
K
$Ab$
Ab
Anticuerpos
mol/m³
$C_{pro}$
Cpro
Citoquinas proinflamatorias
mol/m³
$C3b$
C3b
Complemento activado
mol/m³
$C3$
C3
Complemento C3
mol/m³
$C$
C
Concentración antibiótico
mol/m³
$EC50$
EC50
Concentración semiefectiva
mol/m³
$factor_B$
factor_B
Factor B
mol/m³
$PGE2$
PGE2
Prostaglandina E?
mol/m³
$k_{prod}$
k_prod
Producción anticuerpos
mol/m³·s
$k_C$
k_C
Producción citoquinas
mol/m³·s

ID:(0, 49)


gphysics.net - Dr. Willy H. Gerber
Palos Verdes, Costa de Corral, Chile