Нові ліки, діагностика та прогнозування: на що здатен штучний інтелект у медицині

Наприкінці травня у світовій пресі з’явилися повідомлення про те, що штучний інтелект допоміг вченим відкрити новий антибіотик, який здатен вбивати бактерію, що раніше вважалася непереможною.

Йдеться про експериментальний препарат абауцин, призначений для боротьби з Acinetobacter baumannii – бактерією, яка інфікує рани та викликає пневмонію. Ця бактерія є стійкою до майже всіх антибіотиків: ВООЗ визначає її як критичну загрозу для суспільного здоров’я у всьому світі.

Штучний інтелект допоміг вченим вирахувати серед тисяч хімічних сполук саме ті, які потенційно здатні діяти на Acinetobacter baumannii. Потім обрані ШІ сполуки були протестовані у лабораторії, і в результаті дослідники обрали найефективнішу з них, яка отримала назву абауцин.

«ШІ підвищує швидкість роботи і, в ідеалі, знижує її вартість. Завдяки цьому ми можемо відкрити ці нові класи антибіотиків, які нам вкрай потрібні», — цитує BBC доктора Джонатана Стоукса з Макмастерського університету (Канада).

Штучний діагност

Створення нових препаратів – не єдиний напрямок, у якому медицина може використовувати ШІ. На початку червня у британському Дартмурі відкрився Центр точної медицини та штучного інтелекту, який вивчатиме здатність ШІ аналізувати біомедичні дані для діагностування захворювань та прогностичної аналітики.

«Від керування адміністративними клінічними завданнями до комп’ютерного виявлення раку – радіологи вже використовують ШІ. Інструменти, засновані на алгоритмах глибокого навчання, обіцяють змінити практику, допомагаючи радіологам краще інтерпретувати зображення, зробити процес створення зображень зі сканерів більш точним і ефективним, а також покращити загальний робочий процес лікарні, щоб пацієнти отримували якнайшвидшу допомогу», - розповіла доктор медичних наук Джоселін Чертофф, завідувач та професор радіології Дартмутської медичної школи.

За і проти штучного інтелекту

Проте використання ШІ у медичній діагностиці має свої підводні камені, і медики цілком це усвідомлюють. Зокрема, у середині травня Всесвітня організація охорони здоров’я закликала бути обережними у використанні штучного інтелекту у сфері діагностики та прийняття рішень.

«У заяві ВООЗ йдеться, що дані, які використовуються для навчання штучного інтелекту, можуть бути упередженими та генерувати оманливу або неточну інформацію», - повідомляє Reuters.

Побоювання ВООЗ розділяє й Джошуа Тамайо-Сарвер, лікар невідкладної допомоги та віце-президент з інновацій організації Inflect Health (США). Доктор Тамайо-Сарвер успішно використовує ШІ для розробки стратегій спілкування з пацієнтами, однак після повідомлень, що ChatGPT склав іспит на отримання медичної ліцензії у Сполучених Штатах, лікарю стало цікаво: а чи може ШІ виконувати роль діагноста?

Лікар детально ознайомив ChatGPT з історією хвороб 40 реальних людей і запитав його: «Якими є диференційні діагнози для цього пацієнта, який звернувся до відділення невідкладної допомоги?». За словами доктора Тамайо-Сарвера, результати були «вражаючими, але й досить тривожними».

ChatGPT досить добре справився з випадками розповсюджених травм та захворювань – за умови, якщо йому надавали достатньо детальні дані.

«Приблизно для половини моїх пацієнтів ChatGPT запропонував шість можливих діагнозів, і «правильний» діагноз — або принаймні діагноз, який я вважав правильним після повної оцінки та тестування — був серед шести, запропонованих ChatGPT. Це непогано, але все ж таки 50% успіху в контексті відділення невідкладної допомоги не є й чимось хорошим», - пише доктор Тамайо-Сарвера.

При цьому ChatGPT не зміг діагностувати позаматкову вагітність у пацієнтки, яка звернулася з болем у правій нижній частині живота. В реальності жінка була вчасно і успішно прооперована, що врятувало їй життя, але якщо б лікар покладався виключно на ШІ, летальний фінал був би неминучим.

«Я боюся, що величезна кількість людей уже використовує ChatGPT, щоб поставити собі медичний діагноз, замість того, щоб звернутися до лікаря. Якби моя пацієнтка в цьому випадку так вчинила, відповідь ChatGPT могла б її вбити», - попереджує лікар.

Проте, за словами доктора Тамайо-Сарвера, це зовсім не означає, що ШІ не має використовуватися у медицині. Наприклад, штучний інтелект може відстежувати схожі фактори в історіях захворювань десятків тисяч людей та робити висновки щодо того, яке саме лікування було для них найефективнішим.

«Нам терміново потрібне більш реалістичне уявлення Кремнієвої долини та широкої громадськості про те, що ШІ може зробити зараз — в тому числі, і про його численні обмеження, які можуть створювати небезпеку. Ми маємо бути дуже обережними, щоб уникнути завищених очікувань щодо програм на кшталт ChatGPT, оскільки у тому, що стосується здоров’я людини, вони можуть бути в буквальному сенсі небезпечними для життя», – пише Тамайо-Сарвер.

Фармакофобія, фармакофілія та фармакофагія: чули про таке?

(Не)замінна амінокислота: як L-аргінін робить ваше тіло здоровим

Наше існування немислиме без білків: людське тіло складається з них як мінімум на 15%. Саме білки відповідають за ріст та розвиток організму, а також беруть участь у транспортуванні багатьох необхідних нам хімічних сполук та виробництві антитіл.

Білки складаються з амінокислот, які поділяються на два типи. Їх прийнято називати незамінніми та замінними.

• Незамінні кислоти наш організм самостійно виробляти не вміє, тому ми вимушені отримувати їх через їжу.
• Замінні кислоти організм може виробляти сам, однак часто-густо він виробляє їх недостатньо. Одною з таких амінокислот є L-аргінін – надважлива сполука, яка бере безпосередню участь у виробленні білка, з якого будуються, наприклад, наші м’язи.

Коли L-аргініну буває недостатньо

Дефіцит цієї важливої амінокислоти спостерігається у людей, які недостатньо харчуються, зазнають значних фізичних та психологічних перенавантаження або реабілітуються після важких хвороб, травм та оперативного втручання.

«L-аргінін чудово підходить для покращення кровообігу та лікування деяких серцево-судинних захворювань», — пояснює доктор наук, дієтолог Еммалін Расмуссен. Це відбувається тому, що ця речовина має здатні розширювати кровоносні судини за рахунок підвищення рівня оксиду азоту в крові.

Завдяки цій здатності L-аргінін корисний чоловікам, які страждають на еректильну дисфункцію. Як показало дослідження італійських вчених, проведене у 2017 році, такі чоловіки мають нижчий рівень l -аргініну порівняно з учасниками експерименту, які не страждали на таку дисфункцію.

Також l-аргінін є корисним для спортсменів та бодібілдерів, які прагнуть покращити свої результати. Для нарощування м’язів потрібен білок, у синтезі якого принципово важливу роль грає l-аргінін, а досягнення спортивних результатів потребує потужної кровоносної системи.

У яких продуктах міститься L-аргінін

Доктор Еммалін Расмуссен називає п’ять найкращих харчових джерел l-аргініну.

1. М'ясо та птиця

Саме ці продукти є одним з основних джерел l-аргініну для людинги. «Споживання червоного м’яса в помірних кількостях ідеально підходить для оптимального серцево-судинного та загального здоров’я», — рекомендує Расмуссен, однак нагадує, що любителям м’яса потрібно обов’язково збалансувати свою тарілку овочами та складними вуглеводами.

2. Жирна риба

Неймовірно важливий для нашого здоров’я продукт, оскільки він містить не лише білки та l-аргінін, а й багато інших корисних речовин.

«Я рекомендую за можливості обирати жирну рибу, виловлену в диких умовах або вирощену в екологічно чистих умовах, багату на омега-3 жирні кислоти, які мають протизапальну дію та є корисними для здоров’я серця, очей, шкіри та мозку», — каже доктор Расмуссен.

3. Молочні продукти

Ще одне легкодоступне джерело l-аргініну тваринного походження. Серед усього існуючого різноманіття молочних продуктів доктор Расмуссен називає найздоровішим вибором йогурти та кефір, оскільки вони містять пробіотики, важливі для кишечнику.

Водночас рослинні замінники «молочки», такі, як несолодке мигдальне молоко та йогурт з кокосового молока, теж містять l-аргінін, але в них його менше, ніж у справжніх молочних продуктах.

4. Квасоля, бобові та соя

Для тих, хто віддає перевагу рослинній дієті, хорошим джерелом l-аргініну стануть соя та бобові. Серед останніх доктор Расмуссен рекомендує квасолю, сочевицю та боби люпину.

5. Цільнозернові

І, на останок, не забудемо про цільнозернові злаки, які окрім l-аргініну забезпечать ваш організм вітамінами, мінералами та клітковиною. Найкращим вибором будуть дикий або коричневий рис, жито, амарант та спельта (проте останні два злаки не рекомендовані тим, кому не можна вживати глютен).

Доктор Расмуссен також рекомендує вживати у якості джерела l-аргініну псевдозернові суперпродукти – наприклад, кіноа та гречку.

«За поживністю вони схожі на зернові та взаємозамінні з кулінарної точки зору, але технічно самі по собі не є зерновими», — пояснює дієтолог.

L-аргінін з аптеки

Крім того, хорошим джерелом L-аргініну є фармацевтичні засоби на основі цієї амінокислоти. На прилавках українських аптек, зокрема, нескладно знайти Вітаргін. Ця харчова добавка рекомендована для нормалізації функціонування серцево-судинної системи, центральної та периферичної нервової системи та для загального зміцнення організму при розумових і фізичних навантаженнях, а також при станах, пов’язаних з порушеннями білкового метаболізму (стреси, астенія, травми, голодування, ацетонемічний синдром).

Окрім L-аргініну, Вітаргін містить також бетаїн – ліпотропну речовину, яка має протизапальну дію, запобігає виникненню жирової дистрофії печінки та зменшує ризик тромбоутворення та прогресування атеросклерозу.

5 ознак того, що ваше тіло й мозок страждають від хронічного стресу

Хоча короткотривалий стрес є нормальною реакцією організму, хронічний стрес може впливати на здоров’я наскільки сильно, що це порушує всі аспекти життя.

У найтяжчих випадках через наростання тривоги та депресивних проявів людина не здатна виконувати повсякденні справи та працювати. На додачу до цього загострюються хронічні захворювання, а загальний стан здоров’я погіршується, що й проявляється цілком конкретними ознаками.

На що впливає щоденний стрес?

Стрес – це біологічна реакція на складні ситуації, під час якої збільшується кількість певних гормонів, зокрема кортизолу та адреналіну. Вони готують організм до зустрічі з небезпекою – прискорюють серцебиття і пришвидшують дихання. Якщо ж стресові чинники не зникають, організм продовжує виробляти речовини, що повільно руйнують його системи і підвищують ризик розвитку деяких захворювань.

Хронічний стрес має низку фізичних і психологічних симптомів, що можуть значно утруднити повсякденне життя. Він може призводити до синдрому вигоряння, депресії і порушень сну, а також підвищення артеріального тиску та сприйнятливості до інфекцій.

Ознаки того, що тіло та мозок страждають від хронічного стресу:

Постійна втома

Під час тривалого стресу втома також стає хронічною. Людина відчуває, що неспроможна виспатись, не має сил на заняття спортом і навіть для того, щоб виконувати звичайні справи, наприклад – готувати та мити посуд.

Морфологічні зміни у структурі мозку при хронічному стресі подібні до тих, що виявлені у пацієнтів із депресією. Тому люди у стані стресу відчувають апатію, відсутність фізичних і моральних сил щось планувати і робити.

Також пацієнти з хронічними стресовими розладами скаржаться на вигорання та проблеми з концентрацією, що не дає змоги нормально працювати та робить їх емоційно вразливими.

Недосипання

Хронічний стрес змушує нервову систему підтримувати стан підвищеного збудження протягом тривалого часу. Один із наслідків такого стану – недосипання. Підвищення пильності може затримати початок сну, а уночі викликати швидкі, тривожні думки. Недостатній сон у свою чергу спричиняє подальший стрес. Розірвати це замкнено коло буває непросто.

Проблеми з серцем

Якщо короткотривалий стрес тимчасово підвищує тиск і серцебиття, то хронічний призводить до:

•  підвищення артеріального тиску
•  підтримання запального процесу
•  нерегулярного серцевого ритму
•  зменшення притоку крові до серця.

Проблеми з травленням

Оскільки прийом їжі не є пріоритетним у стресовій ситуації, організм ігнорує сигнали про голод. Тобто зменшується приток крові до шлунка та кишківника і кількість ферментів для травлення. У довготривалій перспективі проблеми із травленням є неминучими.

Оскільки стрес викликає запальні процеси, можуть розвиватись такі захворювання, як гастрит, виразкова хвороба шлунку та синдром подразненого кишківника, навіть якщо раніше проблем із травленням не спостерігалось.

Часті  захворювання

Під час стресу загострюються не тільки хронічні хвороби, а й підвищується ризик інфекцій. Наприклад, не встигаєш вилікуватися від однієї ГРВІ, як уже знову хворієш. Річ у тім, що психологічний стрес підвищує рівень цитокінів (молекул, за допомогою яких клітини імунної системи спілкуються між собою) та біомаркерів запалення. Організм, активізуючи імунітет, хоче допомогти вирішити стресову ситуацію. Але знову ж таки у випадку хронічного стресу це не спрацьовує, а цитокіни сприяють ще більшому вивільненню гормонів стресу в мозку. У ситуації тривалого стресу настає імунний дисбаланс, що призводить до млявого запального процесу – можливої прелюдії до різних захворювань.

Як зменшити вплив стресу?

З деякими проблемами, викликаними хронічним стресом, не можна справитись самостійно. Це стосується першопричин стресу, для виявлення яких потрібен консультант із психічного здоров’я. Також необхідна не тільки корекція способу життя, а й лікування наявних захворювань у спеціалістів.

Потрібно підтримувати ті органи та системи, що можуть найпершими постраждати від наслідків стресу. Насамперед це нервова, серцево-судинна та травна системи.

Для зниження збудження нервової системи та поліпшення природного сну можна використовувати засоби рослинного походження, що не викликають звикання за умови правильного застосування. Наприклад, дієтична добавка до повноцінного раціону харчування Вітасед.  Капсули містять речовини у дозуванні, необхідному для заспокійливого ефекту та нормалізації сну, а саме:

- екстракт валеріани – забезпечує седативний ефект, знижує напруження і дратівливість під час стресу, нервового виснаження і розумової втоми;

- екстракт пустирника – знижує процеси збудження у центральній нервовій системі, стабілізує серцевий ритм і артеріальний тиск, полегшує засинання;

- екстракт глоду – забезпечує комплексний вплив на серцево-судинну систему, має кардіопротекторну і спазмолітичну дії.

Як додаткове джерело аргініну та бетаїну в період стресових ситуацій також лікар може рекомендувати дієтичну добавку Вітаргін. Він сприяє нормалізації серцево-судинної, центральної та периферичної нервової системи та підтримує детоксикаційні властивості печінки. Вітаргін допомагає зміцнити захисні сили організму при розумових і фізичних навантаженнях, а також у періоди стресу, астенії, зокрема викликаної інфекційними захворюваннями, травмування і голодування.