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A infecção é a invasão do organismo por um patógeno (bactéria, vírus, fungo, parasita) com ciclo de vida próprio independente do hospedeiro. O modelo SIR descreve a dinâmica epidêmica populacional: o número reprodutivo básico R = / determina se a infecção se espalha (R > 1) ou se extingue (R < 1). A vacinação reduz a fração suscetível S até R_efeito = R·S/N < 1 (imunidade de rebanho).

O modelo intra-hospedeiro de Perelson descreve a dinâmica da infecção no paciente: células-alvo (T: hepatócitos na hepatite B, linfócitos CD4 no HIV) são infectadas pelo vírus (_v), produzem vírions (p) que são eliminados (c). Na ausência de tratamento, o HIV tem R dentro do hospedeiro 810: sem tratamento antirretroviral, a replicação viral destrói inexoravelmente o CD4. Os antivirais reduzem p (inibidores de protease) ou _v (inibidores de integrase/transcriptase).

A cinética de destruição bacteriana pelos neutrófilos segue Michaelis-Menten: em baixas concentrações bacterianas (B << K_sat), a morte é linear em B (destruição eficiente); em altas concentrações (B >> K_sat), matando os saturados (os neutrófilos ficam 'sobrecarregados'). Em pacientes neutropênicos (N < 500 células/mL), k_kill·N é tão baixo que mesmo bacteremia de baixa densidade pode progredir para sepse.

A atividade bactericida do antibiótico é governada por parâmetros PK-PD específicos do mecanismo de ação: -lactâmicos (dependente do tempo: eficácia quando t > MIC é a percentagem mais elevada do intervalo); aminoglicosídeos e fluoroquinolonas (dependente da concentração: a razão C_max/MIC ou AUC/MIC é o parâmetro preditor). A otimização PK-PD orienta a dosagem para maximizar o efeito bactericida e minimizar a resistência emergente.

A sepse é a resposta inflamatória sistêmica descontrolada à infecção: mediadores inflamatórios (IL-6, TNF, IL-1) excedem o limiar M_thresh disfunção endotelial coagulopatia falência de múltiplos órgãos (D_org 1). A pontuação SOFA (Sequential Organ Failure Assessment) quantifica D_org para 6 sistemas (respiratório, coagulação, fígado, cardiovascular, SNC, renal). Uma pontuação SOFA 2 define sepse; choque séptico acrescenta hipotensão refratária + lactato > 2 mmol/L.

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