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Estudio ecológico (epidemiología)

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Un estudio ecológico es un tipo de estudio epidemiológico basado en lapoblación como unidad de estudio, en el que falta información sobre la relación

en el individuo entre el factor de exposición la enfermedad en la población enestudio!

"ipos de estudios ecológicos#editar$

Estudio ecológico exploratorio!

Estudio con emigrantes!

Estudio ecológico de comparación!

Estudio ecológico de tendencias!

Estudio ecológico mixto!

%enta&as de un estudio ecológico#editar$

'on relativamente baratos factibles, especialmente con datos secundariosobtenidos de bases de datos poblacionales! Es til para seleccionar nuevasipótesis!

Es til para evaluar la efectividad de programas, intervenciones políticas desalud en la población, especialmente cuando los efectos en el individuo(e*cacia) no se prueban, pero son conocidos por investigaciones previas!

+ veces sirven para identi*car ciertos tipos de efectos que no se detectan en elindividuo!

nconvenientes de un estudio ecológico#editar$

-alacia ecológica. /ebido a que los grupos no son totalmente omog0neos conrespecto al estado de exposición, el reali1ar inferencias causales est2 limitadopor la asociación que se reali1a en el grupo m2s que en el individuo, es decirno es correcto extrapolar datos de la población al individuo, por el dise3o deeste estudio!

4ulticolinealidad. Es difícil separar los efectos observados de dos o m2s

exposiciones!4ucos datos no est2n disponibles cuando est2n agregados en la población!

+mbig5edad temporal. + menudo no se puede determinar si la exposiciónprecede a la enfermedad!

En los estudios de tendencias es difícil separar las in6uencias de cambios en unintervalo corto de tiempo de las in6uencias de un intervalo grande de tiempo!


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+ctuali1ación

Estudios ecológicos

'alud 7blica 40x 8999: %ol! ;8(>?=>@

ndice

+utores

+bstract

ntroducción

Referencias

+utores

%íctor Augo Bor&a?+burto, 4!C!, 4!'!7!, 7!/!(D)

(D) Centro acional de 'alud +mbiental, nstituto acional de 'alud 7blica,40xico!

+bstract

'olicitud de sobretiros. /r! %íctor Augo Bor&a?+burto, Centro acional de 'alud+mbiental, nstituto acional de 'alud 7blica! Ranco Fuadalupe sGn, =8D;94etepec, Estado de 40xico, 40xico! Correo electrónico. vbor&aHinsp!mx

ntroducción

Uno de los dise3os de estudio m2s sencillos frecuentemente empleados en ladescripción de la situación de salud o en la investigación de nuevasexposiciones en poblaciones umanas son los estudios ecológicos! 'inembargo, por lo limitado de sus mediciones, pueden ser m2s susceptibles de

sesgos que los estudios que se basan en observaciones individuales! En estetraba&o revisaremos los conceptos generales de este tipo de dise3os, laslimitantes en la inferencia de sus resultados presentaremos e&emplos de losmismos!

Ios estudios ecológicos en epidemiología se distinguen de otros dise3os en suunidad de observación, pues se caracteri1an por estudiar grupos, m2s que


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individuos por separado! -recuentemente se les denomina estudiosexploratorios o generadores de ipótesis, de&ando a los dise3osexperimentales algunos dise3os observacionales la característica de serestudios etiológicos o probadores de ipótesis! 'e les llama tambi0n dise3osincompletos debido a que, por emplear promedios grupales, frecuentemente sedesconoce la distribución con&unta de las características en estudio a nivel decada individuo!D Comnmente las unidades de observación son diferentes2reas geogr2*cas o diferentes periodos de tiempo en una misma 2rea, a partirde las cuales se comparan las tasas de enfermedad algunas otrascaracterísticas del grupo! Es frecuente que ante las primeras sospecas deefectos negativos a la salud por algn producto o condición ambiental seexploren estas asociaciones en el 2mbito grupal! 7robablemente la principalmotivación para los estudios ecológicos es la f2cil disponibilidad de los datos:comnmente se emplean datos Estudios ecológicos %íctor Augo Bor&a?+burto,4!C!, 4!'!7!, 7!/!(D) registrados rutinariamente con propósitos administrativoso legales! +sí, las instituciones gubernamentales tienen disponibles estadísticasde mortalidad morbilidad, al igual que datos de los servicios de salud,mediciones ambientales, venta consumo de productos de los cuales sesospeca algn efecto! El traba&o reali1ado por Jang colaboradores8 paraestudiar la relación entre cloración del agua ba&o peso al nacer es un e&emplode lo anterior! Ios autores compararon la frecuencia de ba&o peso al nacer dei&os nacidos de mu&eres primíparas en D; municipios de "aiK2n, donde L9M dela población era abastecida con agua clorada, con otros D; municipiosseme&antes en sus características sociodemogr2*cas de urbani1ación, dondemenos de =M de la población era abastecida con agua clorada!

Ntra motivación para los estudios ecológicos es que la comparación entrediversas 2reas permite la evaluación de mltiples niveles de exposición, lo cualpuede ser imposible en una sola 2rea geogr2*ca cuando se tienen exposicionescasi omog0neas! 'iguiendo el e&emplo anterior, sería difícil acer unacomparación de niveles de exposición relevantes a los productos de lacloración entre las mu&eres de un mismo municipio cuando la poblacióncomparte la misma fuente de suministro de agua!

Ios estudios ecológicos an sido empleados por sociólogos porepidemiólogos en diversas 2reas, que van desde las enfermedades

cardiovasculares asta los efectos de la contaminación ambiental! Una revisiónde los estudios ecológicos utili1ados para investigar la disminución en elconsumo de sal en la dieta la reducción en la presión arterial, así como unacomparación con los estudios a nivel individual ensaos clínicos se puedeconsultar el traba&o de IaK colaboradores!>

"ipos de estudios ecológicos


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-recuentemente, se clasi*ca a los estudios ecológicos como exploratorios, degrupos mltiples, de series de tiempo mixtos!;,=

Estudios exploratorios! En los estudios exploratorios se comparan las tasas deenfermedad entre mucas regiones continuas durante un mismo periodo, o secompara la frecuencia de la enfermedad a trav0s del tiempo en una mismaregión! En ninguno de los dos casos se ace una comparación formal con otrasvariables de los grupos, el nico propósito es buscar patrones espaciales otemporales que podrían sugerir ipótesis sobre las causas! 7or e&emplo, Iee colaboradores< estudiaron las tasas de melanoma maligno de piel mostraronun incremento cercano a >M por a3o en las poblaciones de nglaterra, Canad2 los Estados Unidos de +m0rica (EU+), de DL=D a DLOD! El an2lisis por coortede nacimiento mostró que este aumento se debe a un incremento en el riesgode c2ncer de piel en las coortes de nacimiento m2s recientes! Este traba&o no

propone ipótesis sobre los mecanismos de da3o, pero sugiere la necesidad dereali1ar estudios epidemiológicos m2s detallados! En otro e&emplo, paramostrar la importancia del estudio de factores gen0ticos ambientales, Croen colaboradoresO estudiaron las variaciones en la prevalencia de labio leporino paladar endido de acuerdo con la ra1a de los padres el lugar denacimiento de la madre en el registro de nacimientos de California, EU+!

Estudios de grupos mltiples! Este es el tipo de estudio ecológico m2s comn!En un estudio analítico de comparación de grupos mltiples se evala laasociación entre los niveles de exposición promedio la frecuencia de la

enfermedad entre varios grupos: comnmente grupos geopolíticos! Ia fuentede datos suele ser las estadísticas de morbilidad mortalidad rutinarias! Aatc 'usser@ compararon las tasas de c2ncer de ni3os en relación con laexposición de radiación gamma en


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cambios diarios en un periodo de cuatro a3os! En este estudio documentaronuna asociación entre las concentraciones de contaminantes el riesgo demuerte prematura por enfermedades respiratorias!

Estudios mixtos! En esta categoría se incluen los estudios de series de tiempocombinadas con la evaluación de grupos mltiples! Ntra variante son losestudios que evalan la exposición en el 2mbito grupal , en contraste, losdatos de los efectos o enfermedad, así como posibles covariables, seencuentran disponibles en el 2mbito individual! Aopenan?Ric colaboradoresD9 compararon las tendencias de la mortalidad infantil en dos2reas geogr2*cas de Cile. +ntofagasta, con istoria de contaminación naturalpor ars0nico de las fuentes de abastecimiento de agua, %alparaíso, unaciudad de exposición ba&a! Ia comparación de las variaciones en las fuentes deagua la tendencia en la mortalidad infantil de las ciudades por medio det0cnicas gr2*cas modelos de regresión sugieren una in6uencia de la

exposición a ars0nico en el incremento del riesgo de muerte fetal mortalidadinfantil!

nferencia causal en los estudios ecológicos

/e manera cl2sica, en las escuelas de salud pblica se ense3a que no se debecon*ar en los estudios ecológicos puesto que estos dise3os son m2ssusceptibles de presentar sesgos que los estudios basados en individuos ,m2s especí*camente, est2n su&etos a la falacia ecológica! Este problema de

acer inferencias individuales a partir de estudios de grupo, clasi*cada por'elvinDD como Pla falacia ecológicaQ, a ocasionado un problema de actitud enlos epidemiólogos un descr0dito de estos estudios! 'in embargo, algunospracticantes de la salud pblica de*enden su utilidad real en las decisiones deprevención control de enfermedades! E&emplos cl2sicos, como los estudios de'noK -arr sobre el cólera,D8,D> muestran las bondades de estos estudios, apesar de aber tenido limitantes en el entendimiento biológico detallado de laenfermedad! Entre otras cosas, este tipo de an2lisis recientemente amostrado, por e&emplo, el inicio de una posible epidemia de c2ncer relacionadacon la contaminación ambiental!D;

+lgunos autores como 'usserD= sugieren que la &usti*cación principal para elenfoque ecológico es estudiar la salud en un contexto ambiental, que la saludde un grupo es m2s que la suma de la salud de los miembros individuales, que la perspectiva brindada por los estudios cua unidad de an2lisis es elgrupo m2s que los individuos, se debe entender como una manera de aborda&ede la epidemiología la salud pblica, cuo ob&eto de inter0s son los grupos!Este autor argumenta que la diferencia entre los dise3os enfoques descansa


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en los niveles de organi1ación, a que, en un nivel, las unidades individuales seintegran en grupos estos grupos se convierten en las unidades de an2lisis enel siguiente nivel! Cada nivel adquiere propiedades colectivas que son m2s quela suma de las propiedades de sus miembros individuales! El problema surgecuando se pretende extrapolar directamente de un nivel de an2lisis a otro, asea acia arriba de un gen a una mol0cula, a la c0lula, el te&ido, el órgano, lapersona, el grupo, o en sentido inverso!D= +sí, en el an2lisis de grupos lasdimensiones de contexto o integrales son nicas no pueden ser explicadas enel 2mbito individual! Un e&emplo de lo anterior es la inmunidad de grupo en lasenfermedades infecciosas, que se re*ere a que la susceptibilidad, infección transmisión de la infección no es independiente entre los individuos de uncolectivo! Ntro e&emplo es la modi*cación del efecto de variables individualesen el contexto de grupo, como pueden ser las conductas riesgosas paraenfermedades de transmisión sexual en contextos con prevalencias altas oba&as de las enfermedades!

Ia falacia ecológica se re*ere al error que se comete cuando se aceptanasociaciones entre eventos cuando en realidad no existen, siguiendo elsupuesto de que los resultados obtenidos a partir de un estudio ecológicoserían los mismos que se obtendrían de un estudio basado en observacionesde individuos (un supuesto implícito aquí es que el est2ndar de oro son losestudios de base individual)! Este t0rmino en realidad cubre varias fuentes desesgosD< que pueden afectar m2s a los estudios ecológicos que a los otrosestudios con base individual! Ia maor parte del sesgo ecológico se debe a ladi*cultad de controlar factores de confusión en este tipo de estudio!DO Iaconfusión, en este dise3o, se re*ere a variables que no son de inter0sintrínseco pero que se encuentran relacionadas con las medidas agregadas dela enfermedad o exposición! Ia confusión en el 2mbito individual ecológicopueden ser independientes! 7uede aber confusión en el 2mbito individualentre los grupos por variables que no son confusoras a nivel ecológico, oviceversa! 7or e&emplo, entre estados o municipios, puede ser que los ancianostiendan a vivir en casas m2s contaminadas, lo que ace que se requieracontrolar la edad como un confusor! 'in embargo, puede ser que el promediode edad sea igual entre los distintos municipios, por lo que la edad no es unconfusor en el 2mbito ecológico!D<

+dicionalmente, mucas veces los estudios ecológicos est2n su&etos aconfusión potencial por la falta de medición de algunas covariables! Estaspueden ser covariables que rutinariamente no son registradas en los reporteso*ciales! 7or e&emplo, rutinariamente no se registra el nmero de fumadores enuna comunidad, factor que podría ser relevante en el estudio de casi todas lasenfermedades respiratorias!


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Ntro problema importante que se presenta en los estudios ecológicos es ladeterminación de la secuencia temporal entre la exposición la enfermedad!Ia maor parte de los estudios ecológicos son transversales, es decir, tanto laenfermedad como la exposición son medidas al mismo tiempo! 7or e&emplo, sise desea evaluar la in6uencia del tabaco en una comunidad o de las medidasde prevención, se debe esperar un tiempo adecuado para observar sus efectos:es decir, tomar en cuenta el periodo de latencia entre la exposición el efecto!-recuentemente se asume que la exposición actual re6e&a la exposición en elpasado! El mismo problema ocurre en los estudios con base en individuos: sinembargo, en los estudios ecológicos se presenta la migración como problemaadicional, es decir, la población afectada podría aber emigrado antes de lamedición de la enfermedad, o algunos otros podrían aber inmigrado a lapoblación estudiada, ocasionando un sesgo de selección!D@

El problema de inadecuada especi*cación del modelo de an2lisis es otro factor

de discrepancias cuando se espera que los resultados de los estudiosecológicos sean los mismos que de estudios individuales! "eóricamente, losresultados podrían ser los mismos cuando se emplean modelos linealesaditivos, sin t0rminos multiplicativos!DL 'in embargo, en los estudiosindividuales la medida de asociación m2s frecuentemente empleada es unaestimación de la ra1ón de tasas o un equivalente como el riesgo relativo,mismo que no se puede estimar directamente en modelos de regresión conmedidas de exposición continuas ser interpretado como una medida dera1ón entre dos grupos de exposición!

+n2lisis estadístico de los estudios ecológicos

Ia manera usual de evaluación de la asociación en estudios de gruposmltiples es mediante modelos lineales de regresión! Comnmente se empleanlos m0todos de mínimos cuadrados para producir la ecuación de predicción. JST9 TDVD , donde T9 es el intercepto TD la pendiente estimada o ra1ón decambio en la frecuencia de la enfermedad por unidad de cambio en laexposición! Ias tasas o frecuencia de la enfermedad de cada región seconvierten en la variable independiente, mientras que los promedios de lasvariables de exposición son las variables independientes! Cuando se cuenta

con la medición de otras covariables (W) 0stas son incluidas en el modelo deregresión como una variable adicional para controlar por el posible efectoconfusor de la misma, de tal manera que el modelo es JS T9 TDVD T8W8!

/ependiendo del dise3o la distribución de los datos se pueden emplear otrosmodelos no lineales o no aditivos! Como las tasas de morbilidad mortalidaden las regiones geogr2*cas que se comparan comnmente son eventos raros o


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que ocurren a ba&as frecuencias, 0stos seme&an una distribución 7oisson: asíque la regresión 7oisson puede ser usada para acer las comparaciones entrelos grupos poder incluir variables potencialmente confusoras en modelos deregresión mltiple! El modelo se puede expresar de la siguiente maneraIog(E#J$)S T9 TDVD T8W8!

Un problema adicional es el poco desarrollo de modelos matem2ticos queintegren distintos niveles de an2lisis en estudios ecológicos donde se cuentacon variables integrales o contextuales medidas a nivel de grupo concaracterísticas en el 2mbito individual! El an2lisis contextual, frecuentementeusado en ciencias sociales, es un e&emplo de estos modelos, m2srecientemente los modelos de efectos mixtos permiten la evaluación decaracterísticas combinadas en varios niveles, a sea regiones, conglomeradose individuos!89

El caso de la contaminación del aire sus efectos en la mortalidad

El caso de los estudios de los efectos de la contaminación del aire sobre lamortalidad puede ilustrar la aplicación de los dise3os ecológicos! Uno de losprimeros reportes que llamaron la atención sobre estos posible efectos seprodu&ó en Iondres, en DL=8! Ias condiciones meteorológicas provocaron unainversión t0rmica una acumulación de contaminantes, principalmente dematerial particulado, que se asoció con un r2pido aumento en el nmero demuertes en la ciudad, como se puede observar en la *gura D! Este patrón no

de&ó duda de que el incremento en la mortalidad se relacionó con lacontaminación del aire en ausencia de epidemias por causas infecciosas!8D 7orfortuna, las acciones de control de la calidad del aire an evitado que estoseventos de contaminación severa se presenten en 0pocas recientes! 'inembargo, durante la ltima d0cada se an publicado un gran nmero detraba&os de estudios de series de tiempo en diversas ciudades que evalan elefecto de la contaminación del aire a niveles muco m2s ba&os presentes en2reas urbanas de casi todo el mundo!88

En la ciudad de 40xico se an reali1ado varios an2lisis de series de tiempopara evaluar este efecto!8>?8< Ia *gura 8 muestra el comportamiento de lamortalidad en la 1ona suroeste de la ciudad! Como sepuede observar sepresenta un componente estacional en el nmero de muertes, con picos en los


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meses fríos, de la misma manera que se comporta temporalmente laconcentración de material particulado respirable! 'in embargo, la temperaturatambi0n tiene una variación similar, lo que podría indicar un efecto confusorimportante, que a llevado al desarrollo de modelos estadísticos que permitenevaluar el efecto de la calidad del aire, independientemente del efecto de latemperatura otras condiciones ambientales que presentan variaciónestacional seme&ante!8O

Este efecto de la contaminación del aire tambi0n a sido evaluado con estudiosecológicos de comparación de grupos mltiples! BobaX Ieon8@ condu&eron unestudio ecológico sobre mortalidad infantil contaminación del aire en la

Repblica Ceca! +nali1aron datos rutinarios de mortalidad infantil contaminación del aire de DL@< a DL@@ para ;< distritos de este país!Emplearon regresión logística para estimar los efectos de partículassuspendidas totales, dióxido de a1ufre óxidos de nitrógeno a&ustando porcaracterísticas socioeconómicas de los distritos, tales como ingreso, posesiónde automóviles tasa de abortos! Ios autores encontraron d0biles asociacionesde partículas suspendidas menores a D9 micras con la mortalidad neonatal,pero una asociación m2s fuerte con la mortalidad posneonatal por causasrespiratorias! Estos alla1gos fueron con*rmados en un estudio de casos controles m2s reciente!8L Ioomis colaboradores evaluaron tambi0n estaasociación en un estudio de series de tiempo en la ciudad de 40xico, con

resultados que apoan las asociaciones iniciales del estudio de comparación degrupos mltiples!L

Uno de los problemas de estos estudios ecológicos es la medición de laexposición a los contaminantes! 7or un lado, estas series de tiempo se basanen mediciones de la calidad del aire ecas con monitores *&os, que nonecesariamente re6e&an las variaciones individuales en la exposición,derivadas del tipo de vivienda, tiempo dedicado a actividades extramuros ointensidad de las actividades , por otro lado, la medición de las partículassuspendidas se basa en su peso m2s que en los componentes químicos de lasmismas! 'in embargo, aunque estos estudios ecológicos no pueden por símismos con*rmar la causalidad de los efectos observados, an impulsado unagran cantidad de otros estudios epidemiológicos de experimentos encondiciones controladas con animales que cada día dan m2s pistas sobre losmecanismos que conducen a un aumento en el riesgo de morir en ambientescontaminados! + la feca, tres estudios de coorte an encontrado disminuciónen la esperan1a de vida en ciudades con maor concentración de partículasrespirables!>9?>8


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Referencias


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