Epidemiologia nutrizionale e statistica medica

Epidemiologia medica e statistica

Modulo: epidemiologia nutrizionale

Anno accademico: 22/23

Data: 28/09

Esame scritto

Prova scritta composta da esercizi teorici (a risposta multipla) e pratici (problemi da risolvere a risposta multipla). Si ricorda che durante lo svolgimento della prova non è possibile avere il cellulare acceso. È indispensabile possedere la calcolatrice ed è possibile consultare tutto il materiale fornito durante le lezioni, e presente in Ariel, ed eventuali appunti o elaborati personali a patto che siano cartacei. Non è invece possibile usare un personal computer o altra forma di supporto elettronico. Il voto si esprime in trentesimi. L'esame scritto vale per i successivi due anni.

Esame orale

Tesina scritta su un articolo scientifico precedentemente concordato con il docente. Per questo, in PubMed, selezionando su riviste che hanno un Impact Factor, devono essere scelti almeno tre articoli su un argomento a piacere. Gli articoli possono essere inviati al docente per la scelta anche prima di aver sostenuto e/o superato l'esame scritto. Si ricorda che gli articoli scelti non devono essere metanalisi, revisioni sistematiche, editoriali o articoli che si riferiscono ad analisi di laboratorio o esperimenti su animali, ma articoli di epidemiologia nutrizionale (qualunque disegno, qualunque argomento). NON È UN ESAME DI STATISTICA ma di epidemiologia nutrizionale, gli articoli devono occuparsi di valutare come l'alimentazione influenza la salute SULL'UOMO. L'alimentazione, non un singolo cibo. Questo significa che tutto ciò che studia l'effetto di supplementi, o cibi come se fossero un supplemento non può essere oggetto di esame. Gli studi sperimentali vanno bene solo se valutano l'effetto di uno stile alimentare o di una alimentazione particolare.

Il metodo scientifico

“Il metodo scientifico confrontato con i metodi informali non scientifici è come un “gran bulldozer”, lento, tedioso, pesante, laborioso, ma invincibile… ci si mette il doppio del tempo, il quintuplo del tempo, forse una dozzina di volte di più che con i metodi informali, ma alla fine permette di comprendere.

Epidemiologia

Disciplina che studia i fattori che determinano il verificarsi e diffusione della malattia. Cerca di determinare l’eziologia delle malattie. Fornisce le informazioni necessarie a pianificare e gestire servizi per la prevenzione, il controllo e il trattamento delle malattie. Fattore: caratteristica della popolazione il cui studio consente di verificare che l’essere esposto alla caratteristica aumenta o diminuisce l’insorgenza di una malattia.

Epidemiologia nutrizionale

L’epidemiologia nutrizionale si occupa di verificare se specifici aspetti della dieta possono influenzare l’occorrenza delle malattie nell’uomo. Specifici aspetti dieta: non solo cosa ma come, quando, dove, per quanto tempo mangia qualcosa.

Studio dello scorbuto

È stato interessante come lui per primo abbia capito che dovesse dividere tutti in coppie e questo era interessante perché lui aveva già pensato che ci fosse un'individualità di fronte alla risposta a un supplemento. Poi ovvio in 2 non ha molto senso ma il concetto.

1885 - Kanehiro Takaki, ufficiale medico della Marina Giapponese, era stato incaricato di trovare una cura alla malattia. Egli si rese subito conto che la dieta dei marinai giapponesi era piuttosto povera in proteine (riso brillato e poco altro). Egli venne a sapere che 25 giovani cadetti di una nave scuola giapponese erano morti durante un viaggio in Nuova Zelanda. Dopo molte insistenze, riuscì a persuadere le autorità competenti a replicare quel viaggio in tutto e per tutto, vale a dire stessa rotta, stesso numero di persone a bordo e stessa durata e stagione di navigazione. L’unica differenza fu nella composizione e consistenza delle razioni alimentari, alle quali Takaki fece aggiungere latte condensato, carne, verdure, ed anche pane e grano, a spese delle razioni di riso brillato che invece furono diminuite. Durante il viaggio della nave di Takaki non ci furono morti per beri-beri, e soltanto 14 casi di malattia tra coloro che non avevano voluto mangiare tutte le razioni extra così come erano state prescritte. Il beri-beri era conseguenza di qualcosa che mancava nella dieta ordinaria dei marinai giapponesi ed in poco tempo il beri-beri scomparve dalle navi giapponesi.

Alimentazione può essere sia la risposta che l’esposizione di interesse

• Intervento alimentare e crescita
• Esposizione ambientale e stato nutrizionale
• Cambiamento nutrizionali come risultato di un intervento alimentare.

Epidemiologia nutrizionale oggi

L’epidemiologia nutrizionale può giocare un ruolo estremamente importante anche oggi, dove l’attenzione è soprattutto posta alle cause alimentari dell’insorgenza di malattie cronico degenerative e cardiovascolari piuttosto che a patologie da carenze alimentari (scorbuto, beri-beri, pellagra). Molti studi epidemiologici fatti su ampie parti della popolazione umana hanno associato un basso consumo di frutta e verdura all’aumento di rischio di diversi tipi di cancro. Dai dati evince che sicuramente al polmone ho una maggiore protezione da parte della frutta e della verdura.

Perché l’alimentazione è un’esposizione speciale? Per diversi motivi, in quanto:

• Esposizione universale
• Esposizione complessa e multifattoriale
• Componenti alimentari altamente correlate
• Effetti antagonistici e sinergici delle componenti bioattive
• Alta variabilità entro e tra soggetti del consumo nel tempo e nello spazio
• Forti componenti religiose, socioeconomiche e psicologiche interconnesse tra loro e legate ad altri fattori di rischio

Parallelismo tra fumo di sigarette e alimentazione: si può in primo luogo chiedere se il soggetto fuma sigarette e, in quel caso, si pongono altre domande:

• Numero di sigarette fumate al giorno
• Il tipo o la marca delle sigarette fumate
• Età di inizio
• Età di cessazione se ex fumatore
• Cambiamenti avvenuti nel tempo nel pattern di consumo di sigarette

Se voglio, invece, quantificare l’alimentazione quello che posso chiedere è se si mangia. Ma in questo caso ci sono dei problemi:

• Tutti si alimentano: non ci sarà nessuno che non sarà esposto
• Tutti sono esposti, a vari livelli, a diversi fattori dietetici
• Il pattern di consumo alimentare varia nel tempo e a volte un soggetto può non ricordare cibi che ha consumato anche con grande frequenza in periodi precedenti
• Persone che mangiano molti alimenti di un genere ne mangiano meno di altri generi, creando così un insieme complesso di inter correlazioni tra le componenti alimentari
• Un alimento in genere consiste in un insieme più o meno complesso di componenti alimentari che possono variare nel tempo e da persona a persona
• Il metodo di preparazione del cibo può essere importante: Il caffè bollito (Norvegia e paesi scandinavi) contribuisce ad aumentare il livello di colesterolo; Il caffè filtrato no, in quanto il filtro sembra eliminare le componenti che hanno un effetto sull’aumento del colesterolo

Quindi noi dobbiamo quantificare il consumo alimentare, quindi stimare, ma la stima dipende da fattori complessi che interagiscono tra loro. Di tabelle di conversione ne esistono alcune ufficiali (date dalla CREA) che pubblicano in modo ufficiale per ogni alimento prodotto e venduto in Italia qual è la sua scomposizione in alimenti. Ma, come si fa la scomposizione in alimenti? Ovvero, quale metodo analitico utilizzo? E, inoltre, quali cibi metto dentro la macchina per capire la scomposizione in nutrienti? Anche il campionamento dei cibi è importante perché devono essere significativi di tutta la produzione italiana.

Le malattie croniche sono patologie multifattoriali: Le malattie di cui attualmente interessa studiare l’associazione con l’alimentazione sono generalmente complesse, con lunghi periodi di latenza e multifattoriali. Se il periodo di latenza (periodo di tempo che intercorre tra l’esposizione al fattore di rischio – alimentazione - e la manifestazione della patologia di interesse) è molto lungo, diventa molto difficile conoscere il momento di inizio dell’esposizione e quindi quantificare l’esposizione totale. Malattie definite multifattoriali in quanto caratterizzate dall’esposizione a più fattori di rischio (alimentazione, genetica, occupazione, aspetti psico-sociali, caratteristiche comportamentali, fattori infettivi) che a loro volta sono spesso responsabili di più patologie. Queste potenziali determinanti di malattia possono agire da soli o sinergicamente.

Esempio, malattie cardiovascolari: Caratterizzate da molti fattori di rischio tra cui età, genere, stato menopausale nelle donne, storia familiare, peso, pressione, colesterolo e diabete. Altri fattori sono lo stato ossidativo delle lipoproteine sieriche e l’omocisteina. Molti di questi fattori di rischio, accertati o sospetti, sono influenzati da molti aspetti della dieta. Ad esempio, il consumo di diversi acidi grassi influenza il livello di colesterolo (i saturi lo fanno aumentare mentre i mono- e poli-insaturi lo fanno diminuire) e il consumo di tre differenti vitamine del gruppo B influenza il livello di omocisteina. Alcuni fattori di rischio esercitano il loro effetto nel tempo mentre altri sono molto veloci. Quanto più le malattie hanno una natura complessa tanto più è difficile comprendere le cause del loro andamento nel tempo e nello spazio. Inoltre: “With epidemiology you can tell a little thing from a big thing. What’s very hard to do is tell a little thing from nothing at all”. Molte associazioni tra alimentazione e malattie sono “little things”: se l’effetto è reale è davvero molto sottile. Risulta così difficile distinguere se si è in presenza di un’associazione “debole” o di un errore di misura o un bias che non è stato possibile eliminare.

Gli obiettivi dell’epidemiologia nutrizionale sono:

1. Monitorare il consumo di cibi e nutrienti e lo stato nutrizionale di una popolazione
2. Generare nuove ipotesi sulla relazione alimentazione-salute e valutare la forza, se esiste, di questa relazione.
3. Contribuire alla prevenzione delle malattie e al miglioramento della salute pubblica.

Vantaggi:

• Diretta rilevanza sulla salute umana. Usualmente i risultati vengono direttamente tradotti in raccomandazioni di salute pubblica.
• I risultati possono avere una implicazione diretta sui processi di trasformazione e preparazione dei cibi.

Svantaggi:

• Molti tipi di BIAS: Un bias è un errore di tipo sistematico (distorsione) che comporta una sovra o sottostima della forza dell’associazione tra un’esposizione e la risposta a cui si è interessati.
• Difficile determinare se le associazioni trovate sono causali: se l’associazione trovata non è causale allora modificare l’esposizione al fattore non comporta una riduzione del rischio di malattia.

Relazione causa-effetto

Prima della seconda metà dell’800: si ignora il concetto di agente eziologico specifico. 1890: vengono pubblicati i postulati di Henle-Koch sui criteri di causalità per le malattie infettive. Presuppongono l’esistenza di patogeni specifici trasmissibili.

Il microrganismo:

1. Deve essere presente in ogni caso
2. Non deve essere presente in altra malattia se non come parassita fortuito
3. Deve essere isolabile in coltura pura
4. Inoculato in animale sperimentale di laboratorio deve dare luogo alla malattia

Le maggiori caratteristiche enunciate definivano che l'agente (e quindi la causa) doveva essere presente in ogni soggetto malato e non doveva presentarsi in soggetti con altre malattie come parassita patogenetico. In questo contesto la causa veniva definita come necessaria (senza la causa l'effetto non si può ottenere) e sufficiente (data la causa l'effetto si manifesta sempre).

Attualmente: I criteri di causalità tra un possibile agente causale e un effetto patologico vengono ritenuti di tipo probabilistico. Per questo il concetto di causa viene generalmente sostituito con quello di fattore di rischio, l'eziologia di una malattia viene intesa come derivante da un processo multifattoriale e ad ogni fattore di rischio si associa la possibilità di essere responsabile di più patologie. Questo significa che l'esposizione ad un fattore di rischio non è in grado, da sola e sempre, di determinare l'insorgenza di una patologia e che una malattia non dipende dall'esposizione ad un solo fattore di rischio.

Un fattore di malattia (di rischio o di protezione) può essere considerato un determinante di malattia se risulta associato all’occorrenza di malattia in modo riproducibile e consistente. La riproducibilità dell'associazione deve essere verificata in condizioni diverse ed indipendenti, e quindi da parte di diversi gruppi di ricerca, su diverse popolazioni e utilizzando disegni e metodi di studio differenti. La consistenza richiede che tra l'esposizione al fattore e l'insorgenza della malattia intercorra un periodo di tempo compatibile con il periodo di induzione e di latenza e che l'associazione osservata non possa essere imputata al caso o ad un errore sistematico (distorsione, bias) o ancora non sia spiegabile con relazioni causali già note (confondimento).

Criteri di B. Hill sulla relazione causa-effetto:

1. Forza dell'associazione: Più è intensa l'associazione rilevata meno è plausibile che questa sia dovuta a distorsioni o al fatto che si è ignorato qualche fattore di confondimento importante.
2. Effetto dose-risposta: Se esiste un effetto di questo tipo, e quindi all'aumentare della dose come anche della durata di esposizione, aumenta la possibilità di sviluppare una malattia, un'ipotesi causale diventa più plausibile. Occorre però ricordare che è sempre necessario tenere ben separati i due fattori, dose e durata, poiché il loro effetto biologico è spesso quantitativamente molto diverso.
3. Sequenza temporale: L'esposizione all'agente causale deve precedere sempre l'effetto a cui si è interessati. Non sempre è però facile essere sicuri se un fattore è una causa o un effetto della malattia in esame. L'agranulocitosi, ad esempio, può venire indotta dagli stessi farmaci che vengono utilizzati per curare i suoi sintomi (angina, febbre).
4. Plausibilità biologica: L'interpretazione causale deve basarsi su meccanismi biologici noti, la cui mancanza però non implica necessariamente la non verosimiglianza dell'associazione trovata.
5. Coerenza interna: I risultati devono essere coerenti al loro interno. Quando non vi sia associazione significativa nella globalità della popolazione in studio, ma solo in alcuni sottogruppi, occorre sempre essere scettici nell'interpretazione causale. In linea generale, solo la presenza di un'associazione globale consentirà di passare ad un'analisi per sottogruppi e sempre sulla base di ipotesi biologiche a priori. Associazioni casualmente emerse a posteriori in uno studio servono esclusivamente per formulare nuove ipotesi che dovranno poi essere verificate, e non per effettuare inferenze di causalità.
6. Specificità dell’associazione: Se l'associazione è specifica, il fattore di rischio oggetto di indagine è associato ad un'unica patologia. Tale criterio però risulta attualmente poco convincente fatta vera l'ipotesi sempre più considerata che l'eziologia di una patologia dipende da un processo multifattoriale di cause.

Alcol e tumore alla mammella: Il tumore alla mammella è uno dei più comuni tumori nei paesi industrializzati e sono stati fatti molti sforzi per identificare eventuali fattori modificabili nella speranza che si possa ridurre l’incidenza di questa malattia. Più di 50 studi epidemiologici hanno esaminato l’associazione tra consumo di alcol e tumore al seno e in circa la metà si è rilevato che consumare alcolici aumenta il rischio di sviluppare questo tipo di tumore. Il rischio relativo di sviluppare la malattia tra i bevitori rispetto ai non bevitori è circa 1.5. Ma questa associazione positiva, valutata in un aumento di rischio del 50%, è causale (consumare alcol favorisce l’insorgenza della malattia)?

Associazione piuttosto riproducibile (50% degli studi la conferma) e consistente, ma:

• Forza dell’associazione: Rischio relativo di 1.5. Associazione debole che potrebbe implicare qualche tipo di distorsione.
• Effetto dose risposta: Esiste una relazione ad U, bassi consumi hanno rischi quasi nulli mentre il rischio aumenta all’aumentare della dose e della durata.
• Sequenza temporale: Tumore alla mammella generalmente insorge dopo la menopausa, abbondantemente dopo l’usuale inizio dell’esposizione.
• Plausibilità biologica: Non esistono convincenti ragioni biologiche per credere che il consumo di bevande alcoliche possa influenzare lo sviluppo di tumore alla mammella.
• Carenza interna
• Specificità dell’associazione: Fattore di rischio associato a diverse patologie (fegato, intestino, cavo orale, faringe etc)

Ma allora, questa associazione è causale o no? Nessuno lo sa, la consistenza dell’associazione sembra costante nel tempo ma la plausibilità biologica è davvero debole. Una risposta potrebbe essere data da studi di intervento impossibili da fare in questo contesto.

Tipi di studi nella pratica e ricerca, clinica e sanitaria

Si utilizza una struttura gerarchica perché una semplice gerarchia...