A4 Infektion

Thema

Eine Infektion entsteht, wenn ein Krankheitserreger – Bakterium, Virus, Pilz oder Parasit – in einen Organismus eindringt und sich gemäß seinem Lebenszyklus vermehrt. Auf Populationsebene hängt seine Ausbreitungsfähigkeit von der durchschnittlichen Anzahl neuer Erreger ab, die jedes infizierte Individuum während seiner Infektionsphase weitergibt. Ist diese Zahl größer als eins, breitet sich die Infektion aus; ist sie kleiner als eins, klingt sie tendenziell ab.

Diese Zahl hängt auch vom Anteil der weiterhin empfänglichen Individuen ab. Impfungen reduzieren diesen Anteil, und sobald ein ausreichender Immunisierungsgrad erreicht ist, erzeugt jedes infizierte Individuum im Durchschnitt weniger als eine neue Infektion. Die Übertragung nimmt dann ab, selbst wenn der Erreger weiterhin zirkuliert, wodurch ungeimpfte Individuen durch Herdenimmunität indirekt geschützt werden. Innerhalb eines infizierten Organismus folgt der Erreger einer anderen Dynamik. Er infiziert spezifische Zielzellen, vermehrt sich in ihnen und erzeugt neue Partikel, die weitere Zellen infizieren können, während die Abwehrkräfte des Wirts versuchen, diese zu eliminieren. Bei Hepatitis B sind die Zielzellen Hepatozyten, während das humane Immundefizienzvirus (HIV) spezifische Lymphozyten infiziert. Produziert jede infizierte Zelle genügend Partikel, die neue Infektionen auslösen können, bevor sie eliminiert wird, steigt die Erregermenge und kann die betroffene Zellpopulation nach und nach zerstören. Antivirale Medikamente zielen darauf ab, diese Kapazität zu reduzieren, indem sie die Produktion neuer Partikel verringern oder deren Fähigkeit, neue Zellen zu infizieren, hemmen.

Bei bakteriellen Infektionen sind Neutrophile ein grundlegender Bestandteil der Abwehr. Bei geringer Bakterienanzahl steigt ihre Eliminationskapazität annähernd proportional zur Bakterienlast. Bei übermäßiger Bakterienvermehrung können die verfügbaren Neutrophilen jedoch gesättigt werden, und ihre Zerstörungsrate steigt nicht mehr proportional an. Ist die Anzahl zirkulierender Neutrophiler sehr niedrig, kann selbst eine normalerweise kontrollierte Bakterienlast zu einer systemischen Infektion führen.

Antibiotika tragen dazu bei, dieses Gleichgewicht zugunsten des Körpers zu verschieben, ihre Wirksamkeit hängt jedoch von verschiedenen Konzentrations-Wirkungs-Beziehungen ab. Für einige Antibiotika ist entscheidend, wie lange ihre Konzentration über der minimalen Konzentration liegt, die zur Hemmung der Bakterien erforderlich ist. Für manche ist das Erreichen einer hohen Spitzenkonzentration entscheidend, während für andere die gesamte kumulative Exposition während der Behandlung wichtig ist. Die Anpassung von Dosis und Verabreichungsintervall an diese Eigenschaften ermöglicht eine erhöhte bakterizide Wirkung und verringert das Risiko der Resistenzentwicklung.

Wenn Abwehrmechanismen und Behandlung die Infektion nicht umgehend eindämmen können, kann sich eine unkontrollierte systemische Entzündungsreaktion entwickeln: eine Sepsis. Bei einer Sepsis wirken Entzündungsmediatoren nicht mehr ausschließlich als Abwehrmechanismen, sondern tragen zur körpereigenen Schädigung bei. Sie können die Innenfläche der Blutgefäße verändern, die Blutgerinnung beeinflussen und gleichzeitig die Funktion verschiedener Organe beeinträchtigen.

Der Schweregrad dieser Funktionsstörung lässt sich anhand von sechs Organsystemen beurteilen: Atmungssystem, Gerinnungssystem, Leber, Herz-Kreislauf-System, Zentralnervensystem und Nieren. Die Kombination dieser Veränderungen ermöglicht die Quantifizierung der Organbeteiligung bei einer Sepsis. Bei einem anhaltenden Blutdruckabfall in Verbindung mit einem Anstieg des Blutlaktatspiegels kann sich der Zustand zu einem septischen Schock, der schwersten Form dieser Reaktion, entwickeln. Insgesamt lässt sich eine Infektion auf mehreren miteinander verbundenen Ebenen analysieren. In der Bevölkerung hängt die Übertragung von der Anzahl empfänglicher Personen ab und kann durch Impfungen eingeschränkt werden. Im Körper hängt der Verlauf vom Gleichgewicht zwischen der Vermehrung des Erregers und der Fähigkeit des Immunsystems ab, ihn zu eliminieren. Neutrophile spielen eine zentrale Rolle bei der Bekämpfung von Bakterien, während Virostatika und Antibiotika direkt in den Lebenszyklus des Erregers eingreifen. Reichen diese Mechanismen nicht aus, kann die Entzündungsreaktion selbst zu Schäden führen, die eine Sepsis und ein Multiorganversagen zur Folge haben können. Prävention, rechtzeitige antimikrobielle Therapie und die Überwachung der systemischen Reaktion zielen darauf ab, diesen Prozess zu unterbrechen, bevor der Infektions- und Schädigungskreislauf außer Kontrolle gerät.

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