Ernährungsepidemiologische Studien - Übersicht

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1 Ernährungsphysiologische Untersuchungen Betrachtungsebenen Ernährungsepidemiologische Studien - Übersicht BIOCHEMIE in vitro Zellkulturen PHYSIOLOGIE Tierversuche Stoffwechselstudien am Menschen EPIDEMIOLOGIE Studien am Gesamtorganismus 1

2 Ernährungsepidemiologische Studien - Übersicht Deskriptiv Fallbeschreibung Korrelationsstudie Migrationsstudie Querschnittsstudie Analytisch: Beobachtend Fall-Kontrollstudie Kohortenstudie Experimentell: Interventionsstudie Expositionsfaktor = Umwelt, Ernährung Lebensstil? Endpunktvariable meist Krankheit Antioxidatives Potential BIOMARKER Antioxidative Kapazität Enzymatisch SOD, KAT, GSH-Px GSH-S-Transferase GSSG-Reduktase NADPH-liefernde Enzyme Nicht enzymatisch Vit. C, Vit. E, β-car., GSH, Flavonoide, Urat Serumproteine ERKRANKUNG (Endpunktmarker) Entstehung aktivierter Sauerstoffspezies und freier Radikale Primäre Radikale: 1 O 2, * - O 2, HOO*, OH*, H 2 O 2 Sekundäre: ROOH, RO*,ROO* 2

3 Physicians' Health Study Plötzlicher Herztod Quartillen 1, Relatives Risiko PHT,8 p für Trend =,7,6,4,2 Quartil ω-3-fettsäuren- Gehalt im Plasma Mittlerer Anteil an Plasmalipiden 3,58% 4,76% 5,63% 6,87% Albert C M et al., NEJM 22 Fall-Beschreibung: z.b. Aids, Skorbut; Beobachtungen in der klinischen Medizin Kohortenstudie: Epidemiologische Kennzahl zur Krankheitshäufigkeit werden Expositionsfaktoren gegenübergestellt Erkrankungsrate Dickdarmkrebs (pro 1. EW) Fleischverbrauch pro Kopf g/d 3

4 Migrationsstudie: Untersuchung von Bevölkerungsgruppen die in ein anderes Land emigriert sind 7 6 Japaner 1.Generation Kalif. 2.Generation Kalif. Kalifornier Relatives Risiko Darmkrebs Prostatakrebs Magenkrebs Leberkrebs Querschnittsstudie: Sie erfassen zu einem bestimmten Zeitpunkt für jeden Studienteilnehmer einmalig den Krankheitsstatus und/oder die Expositionsfaktoren Oft über einen bestimmten Zeitraum: z.b. 1 Jahr - Gesundheitsstatus der Bevölkerung wird erfasst USA: NHANES-Studie: seit 1956 Deutschland: Nationale Verzehrsstudie NVS Unterstichprobe: VERA-Studie: klinisch chemische Versorgungsparameter erfasst. 4

5 Analytisch beobachtende Studien: Fall-Kontroll Studie: Erkrankte werden mit nicht erkranken Personen hinsichtlich Expositionsfakt. verglichen. Fälle Exponierte Nicht Exponierte Kontrollen Exponierte Nicht Exponierte retrospektiv!, Obst- und Gemüseverzehr - Magenkrebs Analytisch beobachtende Studien: Kohortenstudie: Kohorten werden zu Studienzwecken benötigt. prospektiv, Studienpopulation Studienpopulation Exponierte Nicht Exponierte Erkrankte Nicht Erkrankte Erkrankte Nicht Erkrankte 5

6 Interventionsstudie Gesamtgruppe Kontrolle Interventionsgruppe - Randomisiert - Placebo kontrolliert - Doppelblind Statistik Themenübersicht: Grundlegende statistische Verfahren: Mittelwert, Median,Standardabweichung, Standardfehler Regression mit Beispielen (Eichkurven, Korrelationskoeffizienten) t-tests, Normalverteilung, Varianzanalyse, parametrische und nichtparametrische Verfahren, Varianzenhomogenität, insb. im Hinblick auf Versuchsplanung, Stichprobenumfänge, Auswahl der statistischen Verfahren nach vorgegebenen g Versuchsanordnungen Einführung in die computergestützte Statistik (Statgraphics, SPSS, SAS, BMDP), Demonstrationen am PC und Großrechner, Einführung in die Arbeit am EDV-Zentrum 6

7 Statistik Average requirement to prevent deficiency a 2 sd 2 sd b c Sufficient supply for 97.5% of the population Statistik Median Mittelwert Mittel aller Ränge a 2 sd 2 sd b c 7

8 Statistik-Standardabweichung Treatment Raw P-F / without oil P-F / olive oil P-F / corn oil P-F / phpo Steaming Total COPs (µg/g fat).85 ±.35 a 6. ± 3.25 b 3.95 ± 1.6 b 4.4 ± 2.69 b 3.35 ±.7 b 9.9 ± 1.13 c Al-Saghir et al. J. Agric. Food Chem 25, Statistik-Standardabweichung Treatment 2 Total COPs (µg/g fat) 128,9 153,9 P-F / without ± 3.25 oil Raw.85 ±.35 a P-F / olive oil 3.95 ± 1.6 b µg COPs/1 g Frischgewich ht 1 P-F / corn oil P-F / phpo 5 Steaming 13,1 4.4 ± 2.69 b 3.35 ±.7 b 9.9 ± 1.13 c Al-Saghir et al. J. Agric. Food Chem 25, in press 79,7 68,6 55,1 roh ohne Fett Olivenöl Maiskeimöl Kokosfett phpö gedämpft 8

9 Statistik-Boxplots (.7-1.8) 1.19 (.3-2.9) 1.19 (.1-3.) 1.44 (.1-4.1) 1.63 (.1-5.6) Kreatininausscheidung (g/l, min-max) Jo dausscheidung (µ µg/g Kreatinin) Elmadfa I, König J: Iodine Status of Austrian Children and Adolescents. Bibl Nutr Dieta 1998; 54: Statistik-Korrelationen 1 ol/l] Vitamin 25-OH-D3 [nmo Alter [Jahre] Altersabhängigkeit des Vitamin D-Spiegels (r=-,231, p=,1) Schuh et al. 23 9

10 Statistik-Korrelationen 1.54 R 2 =.973 ol/l] Vitamin 25-OH-D3 [nmo 8 FA Ratio SFA/PU % 2% 4% 6% 8% 6 7 Increase of total COPs Alter [Jahre] Altersabhängigkeit des Vitamin D-Spiegels (r=-,231, p=,1) Korrelation der Steigerung des COPs-Gehaltes Schuh et al. 23 in µg/g Fett mit dem Verhältnis SFA/PUFA 1

11 Statistik Themenübersicht: Grundlegende statistische Verfahren: Mittelwert, Median, Standardabweichung, Standardfehler Regression mit Beispielen (Eichkurven, Korrelationskoeffizienten) t-tests, Normalverteilung, Varianzanalyse, parametrische und nichtparametrische Verfahren, Varianzenhomogenität, insb. im Hinblick auf Versuchsplanung, Stichprobenumfänge, Auswahl der statistischen Verfahren nach vorgegebenen Versuchsanordnungen Einführung in die computergestützte Statistik (Statgraphics, SPSS, SAS, BMDP), Demonstrationen am PC und Großrechner, Einführung in die Arbeit am EDV-Zentrum Statistik Extinktion k [Ce [J - ]= log 4+ ] t [Ce 4+ ] t,6,5,4,3,2 1,1 J - 2 Ce 4+ +As 3+ 2 Ce 3+ +As Zeit (s) 11

12 Statistik,6 1 on Extinkti,5,4,3,2, Zeit (s) -log E,8 E,6,4,2 E -log p = a + b [J - ] E ,8 Zeit (s),6 (Ep / Eo) - log 4,4,2 [J - ] ~ log E t Jodkonzentration (µg/l) Statistik-Korrelationen conc (µg/ml) Area Tocopherol-Standardreihe y = 1253x - 87, Area Linear (Area) 12

13 Statistik Themenübersicht: Grundlegende statistische Verfahren: Mittelwert, Median, Standardabweichung, Standardfehler Regression mit Beispielen (Eichkurven, Korrelationskoeffizienten) t-tests, Normalverteilung, Varianzanalyse, parametrische und nichtparametrische Verfahren, Varianzenhomogenität, insb. im Hinblick auf Versuchsplanung, Stichprobenumfänge, Auswahl der statistischen Verfahren nach vorgegebenen Versuchsanordnungen Einführung in die computergestützte Statistik (Statgraphics, SPSS, SAS, BMDP), Demonstrationen am PC und Großrechner, Einführung in die Arbeit am EDV-Zentrum Statistik Abhängige und unabhängige Daten: Bei mehreren Messungen eines Merkmales an einer Versuchsperson zu unterschiedlichen Zeitpunkten spricht man von abhängigen Daten, bei Messungen eines Merkmales an mehreren Gruppen von Versuchspersonen handelt es sich um unabhängige Daten. Sowohl Versuchsplanung (Stichprobenumfänge) als auch statistische Auswertung werden von der Art der vorliegenden Daten festgelegt bzw. zumindest mitbestimmt. 13

14 Statistik-Stichprobenumfang Irrtumswahrscheinlichkeit N = 1 N = 1 5% (p<.5) 1% (p<.1) N = 1 N = 1 5% (p<.5) 1% (p<.1) 1) Meßgröße (z.b. n=) Statistik Abhängige Daten: Bei mehreren Messungen eines Merkmales an einer Versuchsperson zu unterschiedlichen Zeitpunkten spricht man von abhängigen Daten Beispiel: Messung der β-carotin-konzentration im Plasma zu verschiedenen Zeitpunkten nach Supplementierung von insgesamt 2 mg β-carotin. 14

15 Statistik Statistik Unabhängige Daten: bei Messungen eines Merkmales an mehreren Gruppen von Versuchspersonen handelt es sich um unabhängige Daten. Beispiel: Vergleich der Harnjodausscheidung österreichischer Bevölkerungsgruppen 15

16 Statistik Statistik Wichtige statistische Testverfahren: t-test: für abhängige und unabhängige Daten zweier verschiedener Gruppen bzw. Zeitpunkte Voraussetzung: Normalverteilung Darf (normalerweise) nur für zwei Gruppen angewandt werden, bei mehr als zwei Gruppen sind andere Tests anzuwenden (Mann-Whitney-)U-Test: für unabhängige Daten in zwei Gruppen Voraussetzung: keine (verteilungsfrei bzw. nichtparametrisch) Wilcoxon-Test: für abhängige Daten in zwei Gruppen Voraussetzung: keine (verteilungsfrei bzw. nichtparametrisch) 16

17 Statistik Wichtige statistische Testverfahren: Varianzanalyse: für unabhängige Daten mehrerer Gruppen Voraussetzung: Normalverteilung, Varianzenhomogenität, Stichprobenumfang mindestens 1 einfaktorielle VA (ANOVA): für die Untersuchung eines Einlussfaktors mehrfaktorielle VA (MANOVA): für die Untersuchung mehrerer Faktoren multivariate VA (MANOVA): für die Untersuchung verschiedener Einflüsse Friedman-Test: für abhängige Daten in mehreren Gruppen Voraussetzung: keine (verteilungsfrei bzw. nichtparametrisch) (Kruskal-Wallis)-H-Test: für unabhängige Daten in mehreren Gruppen Voraussetzung: keine (verteilungsfrei bzw. nichtparametrisch) Statistik Wichtige statistische Testverfahren: Crosstabs (Kreuztabellen): für die Auswertung von Fragebögen, basiert auf dem Chi-Quadrat-Test 17

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