Epidemiologia nutrizionale e statistica medica

Epidemiologia nutrizione e statistica medica Giada Pastorelli

EPIDEMIOLOGIA NUTRIZIONE E STATISTICA MEDICA

Sommario .............................................................................................................................................. 5

R -

ELAZIONE CAUSA EFFETTO .................................................................................................................................... 6

Alcol e tumore alla mammella ........................................................................................ 7

T ,

IPI DI STUDI NELLA PRATICA E RICERCA CLINICA E SANITARIA

........................................................................................................................................................ 7

Studi sperimentali .................................................................................................................................................. 10

Studi osservazionali

....................................................................................................................................................... 10

Studi descrittivi

.......................................................................................................................................................... 11

Studi analitici ........................................................................................................................................... 14

R IPASSO STATISTICA MEDICA

......................................................................................................................................................................... 15

Tabelle ........................................................................................................................................ 19

Rappresentazioni grafiche ............................................................ 21

Parametri di sintesi (misure di posizione, dispersione e associazione)

.............................................................................................................................................. 23

D ISTRIBUZIONE GAUSSIANA ......................................................................................... 24

Esempio applicativo di utilità della standardizzazione

.................................................................................................... 25

Teorema del limite centrale ed errore standard

..................................................................................................................................................... 27

S

TIME PER INTERVALLI

................................................................................................................................................................ 28

T EST DI IPOTESI .................................................................................................................. 31

A

CCURATEZZA E PRECISIONE DI UNA MISURA

................................................................................................................................................ 32

M ISURE DI ASSOCIAZIONE ......................................................................................................................... 33

M ISURE DI FREQUENZA E ASSOCIAZIONE

................................................................................................................................................... 33

Misure di frequenza 36

Misure di associazione..............................................................................................................................................

........................................................................................................................................... 40

Fattori di confondimento

.................................................................................................................................................. 41

A

SSESSMENT DIETETICO ........................................................................................................................ 42

Dietary record (o diario alimentare)

.................................................................................................................................................................... 42

24h recall ..................................................................................................................... 43

Food frequency questionnaire (FFQ)

.............................................................................................................................................................. 46

C IBI E NUTRIENTI ....................................................................................................................................... 48

Variabilità intra-individuale

............................................................................................................................................................ 49

D IETARY PATTERN ......................................................................................................................................................... 50

Approcci a priori ................................................................................................................................................. 50

Approcci a posteriori 1

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R. Pirsig affermò che 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

L’epidemiologia è un branca

fine permette di comprendere. della scienza prevalentemente

quantitativa che lavora con i numeri e cerca di aumentare la conoscenza riguardo le malattie. Nello

specifico essa studia i fattori che influenzano il verificarsi di una malattia in una popolazione, ossia

cerca di comprende perché le malattie insorgono (eziologia), con che frequenza e con che

distribuzione. L’epidemiologia nutrizionale studia come la nutrizione può influenzare la salute; essa

si occupa di verificare se specifici aspetti della dieta possono influenzare l’occorrenza delle malattie

nell’uomo. La sua area di ricerca è relativamente recente, anche se da più di 200 anni diversi

utilizzato metodi epidemiologici per definire l’origine alimentare di diverse malattie.

ricercatori hanno l’epidemiologia

Le malattie di cui si è occupata storicamente nutrizionale sono le malattie generate

da carenze alimentari come lo scorbuto o il beri-beri.

• Nel 1753, James Lind, medico di bordo delle navi di Sua Maestà, durante un viaggio identificò

alimenti in grado di contrastare lo scorbuto. Egli divise i 12 marinai a bordo in sei gruppi di

due. Ogni marinaio ricevette una dieta fissa, uguale per tutti, e un supplemento diverso per

ogni coppia: sidro, limoni, arance, acqua salata, aceto e un miscuglio di aglio, mostarda e

rafano. La scelta dei supplementi ricadde fra le sostanze che le credenze popolari

accreditavano come possibili rimedi per lo scorbuto. Dopo sei giorni di cura, soltanto i quattro

marinai che avevano mangiato agrumi migliorarono, al punto da essere rimandati in servizio,

gli altri no. Lind in modo inconsapevole fece una sperimentazione clinica seppur non

randomizzata né controllata.

• de beriberi. Egli

Nel 1885 Kanehiro Takaki, ufficiale della marina giapponese, scoprì l’origine

si rese subito conto che la dieta dei marinai giapponesi, composta da riso brillato e poco

altro, era piuttosto povera in proteine. Takaki 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, 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, 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 beriberi, e solo 14 casi di malattia tra coloro che non avevano voluto

mangiare tutte le razioni extra così come erano state prescritte. Il beriberi era conseguenza

di qualcosa che mancava nella dieta ordinaria dei marinai giapponesi ed in poco tempo il

scomparve dalle navi giapponesi. L’Imperatore conferì a Takaki il titolo di Lord.

beriberi può essere sia la risposta che l’esposizione

In epidemiologia nutrizionale, l’alimentazione (outcome)

di intesse. Ad esempio, possono essere fatti studi che indagano la relazione fra un intervento

alimentare e la crescita, fra esposizione ambientale ad un elemento e stato di nutrizione, fra

un intervento alimentare. L’epidemiologia

cambiamenti nutrizionali e 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. 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, in particolare epiteliali (polmone 24/25*, bocca 9/9, laringe 4/4, esofago 15/16, stomaco

17/19, pancreas 9/11, cervice 7/8, vescica 3/5, colon-retto 20/35, altro 6/8), ma anche ormone-

dipendenti (mammella 8/14, ovaie/endometrio ¾, prostata 1/14). *numero di studi che mostrano

un’associazione protettiva su numero di studi eseguiti

Il meccanismo con cui questi alimenti possono proteggere contro il cancro non è ancora stato

completamente svelato, ma le consistenti evidenze epidemiologiche hanno comunque portato

diverse autorità sanitarie a promuovere campagne per l’aumento di consumo di frutta e verdura. Il

WCRF (World Cancer Research Found) ogni 10 anni pubblica una revisione delle evidenze

disponibili sull’associazione fra fattori di rischio certi, probabili e possibili nello sviluppo di tumori. È

noto da tempo che le bevande alcoliche sono un fattore di rischio accertato per lo sviluppo di

carcinomi di cavo orale, faringe, laringe, intestino, fegato e mammella. Le carni rosse lo sono per

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l’intestino, l’arsenico nell’acqua per

il sale per lo stomaco, i cereali contaminati di muffe per il fegato,

mentre eccessivi supplementi di β-carotene

polmone e pelle, lo sono per il polmone. Lo stesso

WCRF pubblica anche una serie di raccomandazioni per ridurre il rischio di sviluppare tumori, delle

del 2018, 5 riguardano direttamente l’alimentazione e altre 3 lo fanno

10 raccomandazioni

indirettamente:

1. Be a healthy weight

2. Be physically active

3. Eat a diet rich in wholegrains, vegetables, fruit and beans

Limit consumption of ‘fast foods’ and other processed foods

4. high in fat, starches or sugars

5. Limit consumption of red and processed meat.

6. Limit consumption of sugar sweetened drinks

7. Limit alcohol consumption

8. Do not use supplements for cancer prevention

9. For mothers: breastfeed your baby if you can

10. After a cancer diagnosis: follow our recommendations if you can.

Negli studi caso controllo o negli studi di intervento è previsto un gruppo di soggetti esposti al fattore

di rischio o protettivo piuttosto che al trattamento ed un gruppo non esposto o esposto ad un placebo.

Nel caso dell’alimentazione questo non vale in quanto tutti siamo esposti al cibo, tutto in qualche

modo ci alimentiamo. L’esposizione agli alimenti è universale, complessa e multifattoriale. È

un’esposizione complessa perché è costituita da un insieme di alimenti ognuno composto da molti

nutrienti; uno stesso alimento, inoltre, può avere una composizione molto varia in dipendenza di vari

fattori, ad esempio climatici nel caso dei vegetali. Anche il metodo di preparazione del cibo può

L’effetto degli alimenti sulla salute è

essere importante nel determinare i suoi effetti sulla salute.

strettamente dipendente dalla quantità, caratteristica dell’esposizione non sempre facile da stimare.

In più l’alimentazione di un soggetto è dall’età,

influenzata dal sesso, da caratteristiche

demografiche, socioculturali, economiche, familiari, psicologiche, ecc. I componenti alimentari

possono essere tra loro correlati e possono avere effetti antagonistici o sinergici. È anche difficile

indagare l’alimentazione di un soggetto perché c’è un’elevatissima variabilità intra- e intersoggettiva

Le patologie per cui l’alimentazione può costituire un fattore

dei consumi nel tempo e nello spazio.

di rischio, poi, sono multifattoriali e, quindi, dev’essere considerato l’effetto degli altri fattori

Inoltre, tali malattie insorgono nell’adulto e soprattutto nell’anziano e non è ancora chiaro

concorrenti.

se sia rilevante la dieta in ogni fase della vita precedente o solo in uno specifico periodo. A tal

proposito le persone possono non essere in grado di ricordare il proprio pattern alimentare di molti

anni prima e questo può essere un problema nel caso di studi retrospettivi. A volte un soggetto può

non ricordare anche cibi che ha consumato anche con grande frequenza in periodi precedenti.

Quindi, per valutare gli effetti degli alimenti occorre quantificare o, se non è possibile, per lo meno

stimare i consumi alimentari, ma tale valutazione è estremamente difficile perché dipende da

tantissimi fattori complessi che interagiscono tra loro. A questo si aggiunge il fatto che persone

diverse possono identificare uno stesso alimento con nomi differenti e che uno stesso cibo può

essere codificato differentemente in banche dati e in queste non sono disponibili tutti gli alimenti.

Riuscire a fare una stima sia in termini di alimenti che di nutrienti richiede un numero enorme di

passaggi molto complessi.

Le malattie di cui attualmente interessa studiare l’associazione con l’alimentazione sono

generalmente complesse, con lunghi periodi di induzione e multifattoriali. Esse non sono

integralmente dovute all’alimentazione, sono dovute a diversi fattori che agiscono in modo proattivo,

sinergico o antagonista, in contemporanea o in tempi diversi, e devono essere tutti presi in

è il periodo di tempo che intercorre tra l’esposizione al fattore

considerazione. Il periodo di induzione

nel caso in esame l’alimentazione,

di rischio, e la manifestazione della patologia di interesse. Se è

di inizio dell’esposizione e,

molto lungo è difficile conoscere il momento quindi, quantificare

l’esplosione da un’insorgenza

totale. Le malattie definite multifattoriali sono caratterizzate

dall’esposizione a più fattori di rischio (alimentazione, genetica, occupazione, aspetti

determinata

psico-sociali, caratteristiche comportamentali, fattori infettivi) che a loro volta sono spesso

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responsabili di più patologie. Queste potenziali determinanti di malattia possono agire da soli o

sinergicamente.

Le malattie cardiovascolari sono caratterizzate da molti fattori di rischio tra cui età, genere, stato

menopausale nelle donne, storia familiare, peso, pressione, colesterolo e diabete. Altri fattori sono

ossidativo delle lipoproteine sieriche e l’omocisteina. Molti di questi fattori di rischio (es.

lo stato

diabete, peso, colesterolo), accertati o sospetti, sono influenzati da aspetti della dieta. Ad esempio,

il consumo di diversi acidi grassi influenza il livello di colesterolo e il consumo di tre vitamine del

gruppo B (B12 e B6 e folati) influenza il livello di omocisteina. Quanto più le malattie hanno una

natura complessa tanto più è difficile comprenderne le cause ed il loro andamento nel tempo e nello

Un’esposizione complessa che influenza una condizione complessa è qualcosa di difficile

spazio. Una nota massima afferma che con l’epidemiologia possibile distinguere una “cosa

da indagare. è

grande” da una “cosa piccola”, mentre è molto difficile cosa piccola dal “niente”.

distinguere una

Molte delle associazioni osservate tra alimentazione e malattie sono “piccole cose”, quindi, se

l’effetto è reale è davvero molto sottile ed è difficile distinguerlo da un errore di misura o un bias che

non è stato possibile eliminare, ossia da un effetto fittizio.

Gli obiettivi principali 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. La forza della relazione è molto importante, perché una relazione c’è

sempre o quasi sempre dato che non esiste in ambito nutrizionale il gruppo non-esposto.

3. Contribuire alla prevenzione delle malattie e al miglioramento della salute pubblica.

La nutrizione è un ambito molto studiato, soprattutto negli ultimi anni, ma che continua ad essere di

l’esposizione

interesse di studio perché coinvolge tutta la popolazione e perché si tratta di

Dato che l’esposizione coinvolge tutti

esposizioni con effetti deboli che sono più difficili da studiare.

anche se l’effetto è debole agire su un fattore di rischio alimentare permette di alleggerire il carico di

sanitario. Al contrario, l’eliminazione di un fattore di rischio molto potente che

malattia sul sistema

però agisce su poche persone è importante, ma non determina un alleggerimento del carico

sanitario. Agire sull’esposizione a fattori di rischio deboli è più difficile perché i benefici non sono

evidenti per il soggetto.

I vantaggi dell’epidemiologia nutrizionale