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Eine Infektion ist das Eindringen eines Krankheitserregers (Bakterium, Virus, Pilz, Parasit) in den Organismus mit einem eigenen, vom Wirt unabhängigen Lebenszyklus. Das SIR-Modell beschreibt die Dynamik einer Populationsepidemie: Die grundlegende Reproduktionszahl R = / bestimmt, ob sich die Infektion ausbreitet (R > 1) oder ausstirbt (R < 1). Durch die Impfung wird die anfällige Fraktion S reduziert, bis R_effect = R·S/N < 1 (Herdenimmunität) ist.

Perelsons Inner-Wirt-Modell beschreibt die Dynamik der Infektion innerhalb des Patienten: Zielzellen (T: Hepatozyten bei Hepatitis B, CD4-Lymphozyten bei HIV) werden vom Virus infiziert (_v), produzieren Virionen (p), die beseitigt werden (c). Ohne Behandlung hat HIV einen R-Wert innerhalb des Wirts von 810: Ohne antiretrovirale Behandlung zerstört die Virusreplikation unaufhaltsam CD4. Virostatika reduzieren p (Proteaseinhibitoren) oder _v (Integrase-/Transkriptaseinhibitoren).

Die Kinetik der bakteriellen Zerstörung durch Neutrophile folgt Michaelis-Menten: Bei niedrigen Bakterienkonzentrationen (B << K_sat) erfolgt die Abtötung in B linear (effiziente Zerstörung); Bei hohen Konzentrationen (B >> K_sat) werden gesättigte Stoffe abgetötet (Neutrophile werden überwältigt). Bei neutropenischen Patienten (N < 500 Zellen/ml) ist k_kill·N so niedrig, dass selbst eine Low-Density-Bakteriämie zu einer Sepsis führen kann.

Die bakterizide Aktivität des Antibiotikums wird durch PK-PD-Parameter bestimmt, die für den Wirkmechanismus spezifisch sind: -Lactame (zeitabhängig: Wirksamkeit, wenn t > MHK der höchste Prozentsatz des Bereichs ist); Aminoglykoside und Fluorchinolone (konzentrationsabhängig: das Verhältnis C_max/MIC oder AUC/MIC ist der Prädiktorparameter). Die PK-PD-Optimierung steuert die Dosierung, um die bakterizide Wirkung zu maximieren und die Entstehung von Resistenzen zu minimieren.

Sepsis ist die unkontrollierte systemische Entzündungsreaktion auf eine Infektion: Entzündungsmediatoren (IL-6, TNF, IL-1) überschreiten den Schwellenwert M_thresh endotheliale Dysfunktion Koagulopathie Multiorganversagen (D_org 1). Der SOFA-Score (Sequential Organ Failure Assessment) quantifiziert D_org für 6 Systeme (Atmung, Gerinnung, Leber, Herz-Kreislauf, ZNS, Nieren). Ein SOFA-Score 2 definiert eine Sepsis; septischer Schock führt zu refraktärer Hypotonie + Laktat > 2 mmol/l.

>Modell

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Beschreibung

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