Curs 1. Cauzalitatea si principiile rationamentului cauzal

EVOLUTIA CONCEPTULUI DE CAUZALITATE (I)

Sec. XIX etapa cruciala in fundamentarea stiintifica a conceptului de cauzalitate (microbiologie) : Louis Pasteur (1822-1895); Robert Koch

( 1843-1910); Emile Roux (1853-1933) etc.

- 1878 L. Pasteur comunica lucrarea “ Teoria germenilor si aplicatiile sale in medicina “

* prin metode observationale si a experimentelor =

1. fiecare boala are o cauza specifica,

2. cauza este un anumit agent patogen

deci o cauza este “suficienta” si implicit “necesara”

- 1880 R. Koch izoleaza bacilul tuberculozei de la bolnavii cu aceasta boala :

bacilul – cauza a bolii: ENUNTAREA CRITERIILOR DE CAUZALITATE IN BOLILE

TRANSMISIBIE : POSTULATELE KOCH-HENLE (1882)

EVOLUTIA CONCEPTULUI DE CAUZALITATE (II)

Sec. XX - trecerea de la patologia dominata de bolile cronice (boli cardiovasculare, cancer)

- observatiile populationale (studii extinse ca studiul Framingham – SUA) sau clinice duc la :

identificarea factorilor cauzali multipli (denumiti FACTORI DE RISC) ;

precizarea interactiunilor dintre acestia;

explicarea mecanismelor complexe de producere a bolii = prin :

TEORIA MULTICAUZALITATII

- un factor cauzal al unei anumite boli este orice factor care are un rol esential in producerea bolii : o singura cauza nu este suficienta pentru producerea maladiei

- un complex de factori cauzali se asociaza mai multor boli : ex: fumatul – cauza a > 25 entitati morbide iar bolile cardiovasculare sunt declansate prin asocierea mai multor cauze (>200 factori de risc ) printre care si fumatul

- etapa conceptului cauzal prin implicarea factorilor : de mediu, comportamentali, genetici

- 1965: ENUNTAREA CRITERIILOR DE CAUZALITATE IN BOLILE CRONICE ; POSTULATELE LUI HILL

CAUZALITATEA SI RELATIA DINTRE CAUZE (I)

Conceptul de cauzalitate : importanta majora in domeniul EPIDEMIOLOGIEI dar si CLINICII prin facilitarea precizarii diagnosticului si aplicarii corecte a tratamentului

Conceptul de cauza : subiect inca controversat si in relatie cu : filosofia; sociologia; matematica….

CAUZA : fenomen care precede si genereaza EFECTUL / REZULTATUL

- nu exista manifestare a unor fenomene fara a exista o cauza

- intre CAUZA si EFECT exista o legatura : generala, obiectiva, universala

CAUZA poate fi :

“necesara “ – daca efectul nu apare in lipsa acesteia

“ suficienta” – daca produce/declanseaza in mod inevitabil efectul

CAUZALITATEA SI RELATIA DINTRE CAUZE (II)

Relatiile sunt nuantate si complexe:

1. cauza necesara si suficienta :

(ex: rar intalnita chiar si in bolile infectioase)

FACTORUL A BOALA

2. cauza necesara dar nu suficienta :

(ex : carcinogeneza se desfasoara in mai multe etape in care intervin, diferentiat anumiti factori de agresiune : genetici, de mediu etc…)

FACTORUL A +FACTORUL B+FACTORUL C BOALA

CAUZALITATEA SI RELATIA DINTRE CAUZE (III)

3. cauza suficienta dar nu necesara

( ex: fumatul poate produce cancer pulmonar dar nu toti bolnavii cu cancer pulmonar sunt

fumatori – deci actioneaza si alti factori )

FACTORUL A

sau

FACTORUL B BOALA

sau

FACTORUL C

4. cauza nici suficienta nici necesara – probarea complexitatii mecanismelor etiopatogenice

in mod special in bolile cronice

FACTORUL A + FACTORUL B

sau

FACTORUL C + FACTORUL D BOALA

sau

FACTORUL E + FACTORUL F

FACTORI CU ROL IN CAUZALITATE (I)

FACTORI CAUZALI ≠ FACTORI DE RISC

FACTORII CAUZALI – sunt factorii

direct asociati efectului;

apropiati ca moment de manifestare a actiunii si efect;

reprezentativi pentru o expunerea neta la un factor neifectios/infectios

FACTORII DE RISC – sunt factorii :

indirect asociati efectului

indepartati ca manifestare a actiunii de efect

reprezentativi pentru expunerea la factori : genetici, de mediu, comportamentali ( ex. tabagismul si cancerul pulmonar; benzenul si leucemia; antecedente eredocolaterale “ incarcate” si infarctul miocardic etc…)

RISCUL este “sansa” sau probabilitatea negativa ca individul sa faca boala prin expunerea la

anumiti factori si pot fi exprimate prin :

- risc individual (R); risc relativ (RR);risc atribuabil (RA) ; risc etiologic

FACTORI CU ROL IN CAUZALITATE (II)

- toti pot fi “necesari” dar foarte putini sunt “suficienti” –

1. factori predispozanti : pregatesc, sensibilizeaza, conditioneaza ( ex: varsta,

sexul, nivelul educational, antecedente medicale, mediul familial sau profesional,

adresabilitatea la serviciile medicale)

sunt factori “necesari” dar rareori “suficienti”

2. factori favorizanti (permisivi) : faciliteaza manifestarea unor stari negative sau

a unor stari pozitive (vindecare, stare de bine, resurse pentru asistenta medicala de

sanatate etc..)

sunt factori “necesari” dar rareori “suficienti”

FACTORI CU ROL IN CAUZALITATE (III)

3. factori precipitanti (acceleratori) : sunt asociati cu aparitia bolii, invaliditatii etc (ex.:

expunerea la un agent patogen, la noxe, trauma fizica sau psihica etc.)

sunt factori “necesari” a caror actiune este importanta si sunt usor de identificat

4. factori complementari (consolidanti): contribuie la mentinerea sau agravarea bolii, etc.

sau consolideaza starea de bine preexistenta (ex.: noxe profesionale, factori psihologici,

familiali etc…)

sunt factori care pot sau nu fi “obligatorii”, aceeasi sau similari cu cei

predispozanti, favorizanti sau precipitanti dar care au o actiune repetitiva,

recurenta sau persistenta

ANALIZA INTERACTIUNILOR SI CAUZALITATII

Factorii cauzali pot fi in relatii de

- insumare sau potentare a efectelor,

- antagonism sau diferenta

Asocierile cauzale pot fi “mixturi cauzale”

Relatiile cauzale sau necauzale intre diversi factori si boala pot prezenta asocieri :

- statistic nesemnificative;

- cu semnificatie statistica dar fara relatie evidenta de tip : CAUZA – EFECT

- asociere cauzala semnificativa directa sau indirecta

Cercetarea factorilor (cauzali sau factori de risc), a relatiilor si asocierilor se realizeaza prin metodologia epidemilogica a studiilor descriptive si analitice

Cercetarile analitice permit verificarea ipotezelor de cauzalitate prin investigatiile si experimentele efectuate in cadrul studiilor observationale ( cohorta, caz-martor) sau interventionale (trial clinic)

Model de asociere cauzală între diverşi factori şi boală

BOALA

FACTORI

INDEPENDENŢI

(fără asociere statistică)

ASOCIAŢI ÎN

PLAN STATISTIC

ASOCIAŢI PRINTR-O

CAUZĂ ASOCIAŢI FĂRĂ CAUZĂ

(într-o formă secundară)

INDEPENDENŢI PRIN FACTORI DE

EROARE INDIRECT DIRECT

RATIONAMENTUL CAUZAL IN DOMENIUL BOLILOR TRANSMISIBILE (I)

se bazeaza pe modelul simplu :

agentul patogen produce boala la individul receptiv, actionand concomitent cu

manifestarea favorizanta a unor circumstante legate de mediu :

POSTULATELE LUI KOCH

Limitele postulatelor lui Koch :

- nu sunt aplicabile la toti agentii patogeni bacterieni;

- nu sunt aplicabile la virusuri, micete, paraziti;

- nu iau in considerare situatia existentei purtatorilor asimptomatici etc;

Imbunatatiri :criteriile lui T.Rivers, R.Huebuer, A.S.Evans, R.Johnson,

C.Gibbs

Ilustrare optimista

Privind controlul bolilor

transmisibile ( reproducere dupa : Buffalo

Evening News, Special

Edition, April, 13, 1955:1)

A.L. Reinglod : Infectious

disase epidemiology in the

21st Century: Will it be

eradicated or will it

reemerge? Epidemiologic

Reviews, 2000, 22,1, 57-62

boli “ ale civilizatiei “

risc generat de stilul de viata

BCV, diabet, cancer, boli mentale etc….

0

10

20

30

40

50

60

1968

1969

1970

1971

1972

1973

1974

1975

1976

1977

1978

1979

1980

1981

1982

1983

1984

1985

1986

1987

1988

1989

1990

1991

1992

1993

1994

ani

Accidente vasculareBoala coronarianaToate BCVAlte cauze

Declinul bolilor

cardio si

cerebrovasculare

in SUA ca o

consecinta a

extinderii studiilor

cu privire la

factorii de risc

( ex. Framingham)

introducerea

programelor de

preventie;

dezvoltarea

tehnologiilor medicale

“de varf”

imbatranirea populatiei;

modificarea stilului de viata ;

emergenta/ reemergenta unor boli infectioase

etiologie : intricarea cauzelor infectioase si

neinfectioase

RATIONAMENTUL CAUZAL IN DOMENIUL BOLILOR TRANSMISIBILE (II)

R. Koch (1880 1.Microorganism prezent la toate cazurile de boală

-infecţii bacteriene 2.Microorganism totdeauna patogen (nu este o apariţie circumstanţială)

3.Izolarea microorganismului în cultură pură din produsul recoltat

de la cazul de boală

4.Păstrarea patogenităţii chiar după replicări multiple (reproductibilitatea bolii)

T. Rivers (1937) 5.Mai multe microorganisme pot provoca aceeaşi boală

-infecţii virale- 6.Existenţa de purtători asimptomatici

7.Reproducerea experimentală a bolii printr-o experienţă „controlată”

(grup martor)

8.Formarea de anticorpi (dovada imunologică)

R. Huebner (1957) 9.Prepararea unui vaccin (element care dovedeşte relaţia cauzală)

A.S. Evans (1960, 1967) 10.Variate microorganisme pot predomina în diferite situaţii epidemiologice 11.Răspunsul variabil al gazdei în funcţie de situaţia epidemiologică

12.Afirmarea criteriilor de cauzalitate prin tehnologiile noi şi apariţia de noi

agenţi patogeni

R. Johnson 13.Consecinţele transmiterii microorganismului la animal

C. Gibbs (1974) 14.Transmiterea agentului patogen prin utilizarea unui filtrat

-infecţii latente- 15.Rezultate negative prin utilizarea ţesuturilor normale.

RATIONAMENTUL CAUZAL IN DOMENIUL BOLILOR NETRANSMISIBILE (I)

cazul bolilor netransmisibile (boli multifactoriale) se recomanda aplicarea

criteriilor cuprinse in POSTULATELE LUI HILL

Postulatele lui Hill bazate pe cercetarile epidemiologice ale lui Doll,

(modelul interrelatiile dintre tabagism si cancerul pulmonar )

criteriile cuprinse in postulatele lui Hill - completate prin extinderea

studiilor epidemiologice (A.Liliefeld, H.S.Evans)

RATIONAMENTUL CAUZAL IN DOMENIUL BOLILOR NETRANSMISIBILE (II)

J. Yerushalmy 1.secvenţa temporală

C.E.Palmer (1959) 2.forţa relaţiei (risc relativ)

A.B. Hill (1965) 3.specificitate; exclusivitate (componenta etiologică a riscului)

4.gradientul biologic al efectului

5.constanta

6.plauzibilitatea biologică

7.coerenţa cu cunoştinţele generale în domeniu

8.dovada experimentală

A. Lilienfeld (1959) 9.corelaţia între incidenţa, durata şi intensitatea expunerii

(conform cu criteriul 4 stabilit de Hill)

10.paralelism între distribuţia bolii şi factorul cauzal

11.spectrul etiologic asociabil factorului

H.S. Evans (1978) 12.schimbarea modurilor de manifestare şi răspândire ale bolii

obligatorii după schimbările caracteristicilor

organismului gazdă

NORME IN STABILIREA RELAŢIEI DE CAUZALITATE

Relaţia temporală Cauza precede efectul ? (element esenţial)

Plauzibilitatea Corespunde asociaţia cauzală altor cunoştinţe? (mecanism de acţiune, experimente pe animale)

Consistenţă Au mai pus în evidenţă şi alte studii date similare?

Puterea asocierii Care este puterea asocierii între cauză şi efect?

(riscul relativ)

Relaţia doză-răspuns Există o asociere între expunerea crescută la cauza posibilă şi un efect mai mare?

Reversibilitatea Îndepărtarea cauzei posibile duce la reducerea riscului de boală?

Organizarea studiului Datele obţinute se bazează pe un studiu bine conceput?

Evaluarea dovezilor Câte tipuri de dovezi duc la concluzie?

IPOTEZA IN EPIDEMIOLOGIE

“In sistemul judiciar, nu acuzatul trebuie sa aduca proba

nevinovatiei sale ci acuzarea trebuie sa evidentieze culpabilitatea.

Acuzatul este prezumat inocent atat timp cat nu s-a dovedit ca este vinovat.

Aceasta situatie ilustreaza cele doua moduri posibile de exprimare a ipotezei :

ipoteza nula – acuzatul nu este vinovat – si

ipoteza alternativa – acuzatul este vinovat”

IPOTEZA – DEFINITII Ipoteza, (gr. Hypo-sub, thesis- pozitie) (Filoz.)

“ o presupunere, o teza provizorie formulata pe baza datelor experimentale existente la un moment dat sau pe baza intutiei si care urmeaza sa fie verificata”

( Valeriu Rusu, Dictionar medical, Edit. Medicala, Bucuresti, 2001)

Ipoteza,s.f. [ fr. Hypothèse, gr.hypothesis, lat. Hypo-sub, thesis-pozitie]

“ presupunere facuta pe baza unor fapte cunoscute asupra relatiei intre anumite fenomene si a cauzelor lor care le determina; mat.element dat pe baza caruia se dezvolta o demonstratie “

( Vasile Breban, Dictionar al limbii romane, Edit. Enciclopedica, Bucuresti, 1997)

IPOTEZA IN STUDIILE EPIDEMIOLOGICE (I)

Cercetatorul stabileste o teorie noua si

testeaza valabilitatea acesteia

Formuleaza ipoteza care este expresia

opiniei/convingerii sale

Studiile epidemiologice culeg informatii

necesare identificarii unei probleme de

sanatate sau pentru a stabili determinantii

starii de sanatate sau ai bolii ( care pot fi

factorii cauzali sau factorii de risc)

In functie de existenta unei ipoteze de

lucru stabilite a priori si care trebuie

demonstrata, studiile epidemiologice sunt

:

Ipoteza a priori

absenta

Ipoteza a

priori

prezenta

Studii descriptive

-Individuale

(raportari de caz, serii de

caz)

-Ecologice/populationale

(corelatioale, transversale)

Studii analitice

Caz-martor

Cohorta

IPOTEZA

ipoteza este o afirmatie/ propozitie ( NU intrebare, NU problema !)

lanseaza ideea unei posibile relatii dintre factorii care vor fi studiati si criteriul de rationament (sau factorul rezultant)

studiul urmeaza sa infirme sau sa argumenteze afirmatia (ipoteza) prin instrumentele rationamentului logic

ipoteza enuntata orienteaza alegerea tipului de studiu;

ipoteze – “ipoteza nula “ - nu exista legatura intre factorul studiat si criteriul

de rationament

- “ ipoteza alternativa “- exista o asociere intre factorul studiat si

criteriul rationarii

studiul trebuie sa aduca argumente ( inclusiv statistice) pentru a demosntra ca ipoteza ( cel mai frecvent “ipoteza nula”) nu este adevarata !

corect metodologic : un studiu – o singura ipoteza

IPOTEZA IN STUDIILE EPIDEMIOLOGICE (II)

Studiile descriptive

- nu au ipoteza de lucru prestabilita

- nu vizeaza testarea unei ipoteze ci doar furnizarea informatiilor cu privire la caracteristicile unei populatii

- stabilesc totdeauna distributii dupa caracteristici de loc, de timp de persoana…

(ex. observatie efectuata in populatia din Asia de Sud Est care a aratat ca persoanele cu hepatocarcinom au o

frecventa mai mare a seropozitivitatii pentru infectia cu virusul hepatitei B ….)

Studiile analitice

- au ca scop sa confirme sau sa respinga o ipoteza

- ipoteza de lucru este stabilita anterior iar rezultatele cercetarii sunt insasi demonstratia ei

(ex. pentru demonstrarea ipotezei ca exista o relatie cauzala intre hepatocarcinom si infectia cu virusul hepatitei

B au fost necesare studii caz-martor si ulterior studii de cohorta)

TIPURI DE IPOTEZE (I)

IPOTEZA NULA (H0)

- se presupune ca nu exista nici o legatura intre factorul studiat si criteriul de judecata

- se presupune ca nu exista nici o dfierenta intre doua grupuri/ populatii cercetate

- orice asociere sau diferenta observata este datorata intamplarii (hazardului)

- aplicam metoda testul statistic

- calculam probabilitatea ca rezultatele sa fie apropiate sau diferite datorita intamplarii

- daca valoarea obtinuta a probabilitatii este <5% (p<0,05) consideram ca probabilitatea este prea mica

pentru ca diferenta sa fie datorata intamplarii

Ipoteza nula este deci respinsa iar diferenta observata se considera adevarata si semnificativa

(excludem deci ca cele semnalate sunt “jocul intamplarii”)

- ipoteza nula este ipoteza contra careia trebuie sa se acumuleze probe

IPOTEZA ALTERNATIVA (H1)

- se presupune, a priori, ca exista asociere/ diferentiere intre factorii studiati

- ipoteza alternativa este ipoteza care trebuie verificata prin probele culese

- Ambele ipoteze nu pot fi simultan adevarate

TIPURI DE IPOTEZE (II)

IPOTEZA UNILATERALA

- ipoteza alternativa unilaterala exprima schimbarea numai intr-o singura directie

IPOTEZA BILATERALA

- ipoteza alternativa bilaterala indica modificarea intr-un sens sau altul, fiind

importanta numai demonstrarea existentei unei diferente

Este de preferat ca :

- ipoteza sa fie simpla;

- sa nu contina multi factori sau multe criterii de rationare

- orice studiu analitic sa inceapa cu formularea ipotezei (cea mai recomandata : IPOTEZA NULA a carei propozitie este : “nu este legatura intre factorul studiat si criteriul de rationament” )