Variabilidad de la Ingestión Calórica Total de las Mujeres Jóvenes Universitarias

Ingestión Calórica Total

Sus implicaciones en la evaluación dietética

Variability of total caloric intake of young women university students: Implications for dietary evaluation

Pedro Monterrey,1 Yadyra Cortés,2 Carlos Corredor,2 Alexandra Acosta,3 Paula Caicedo.3

Resumen

No existen muchos estudios en los que se analice la variabilidad diaria de la dieta; la recolección de la información dietética durante múltiples días es compleja. No se han encontrado estudios en Colombia dedicados al tema. Sin embargo, la validez de los esquemas de evaluación dietética con el recordatorio de 24 horas, que son utilizados en la práctica clínica y la investigación epidemiológica están condicionadas por esa variabilidad.

Se evaluó el consumo de 43 mujeres, estudiantes universitarias, utilizando un diario de consumo. Las participantes fueron entrenadas en el diligenciamiento del diario y controladas semanalmente para garantizar la calidad de los datos. La ingesta calórica total fue calculada utilizando las tablas de composición de alimentos colombianos.

La variabilidad de la ingesta fue representada utilizando un gráfico de tipo box-plot, la homogeneidad de las varianzas fue analizada mediante la prueba de Levene. Se calcularon los números de días para estimar la ingesta media de los individuos utilizando diferentes precisiones y niveles de confianza.

Utilizando la estadística bayesiana se construyeron las distribuciones a posteriori para representar las distribuciones poblacionales de las varianzas y el número de días para estimar el consumo individual.

La variabilidad diaria de los individuos fue diferente, no se observó homogeneidad de varianzas: la variabilidad de la ingesta y su valor medio presentaron una relación directa. Los esquemas usuales de evaluación de la ingesta de una semana* o menos estimaron el consumo con mucho error.

Métodos bayesianos

Utilizando los métodos bayesianos se construyó una distribución normal para representar la variabilidad de los individuos, para ello fueron utilizados priors informativos y no informativos. Estos últimos fueron construidos utilizando los criterios empleados por los expertos en la construcción de las DRI de energía.

En ambos casos, se modificó el conocimiento a priori a partir de los datos y se obtuvieron las distribuciones correspondientes para la variabilidad y el número de días para estimar el consumo de los individuos. La variabilidad individual y el número de días para estimar la ingestión de energía deben ser representados mediante una distribución de probabilidad.

La estadística bayesiana da el marco teórico natural para su construcción. Basado en los datos del estudio, caso no informativo, dos semanas fue el percentil 95 de la distribución del número medio de días con un error de 225 kcal y una confianza del 95%.

Palabras clave: Ingesta de energía, variación diaria de la ingesta, varianzas, heterocedasticidad, evaluación de la ingesta, distribución a posteriori del número de días.

Abstract

Although collection of dietary information over the course of many days is complex, few studies analyzing the variability of the daily diet exist: none were found in Colombia.

Since 24 hour food recalls, which are used in clinical practice and epidemiological research, are conditioned by the variability of the daily diet, we decided to conduct this study. Daily food and beverage consumption of forty-three female university students was evaluated. Participants were trained in daily data collection and monitored weekly to guarantee data quality.

Total caloric intake was calculated using the Colombian Food Composition Table (Tabla de Composición de Alimentos Colombianos). Food intake variability was represented in a box-plot graph while Levene’s test was used to analyze homogeneity of variance.

The number of days needed for estimation of individual caloric intake means was calculated using different measures at different levels of confidence. Bayesian statistics were used to construct a posteriori distributions representing population distributions of variations and for determination of the number of days needed to estimate individual consumption.

Among the individuals studied:

Day to day variability differed. Although homogeneity of variance was not observed, there was a direct relation between variability of consumption and its mean value. The usual caloric intake evaluation schemes which collect data for periods of a week or less produce unreliable estimates. Bayesian methods using informative and uninformative priors were used to construct a normal distribution representing variability among individuals.

Uninformative priors were constructed using criteria employed by experts in the construction of dietary reference intakes (DRI). For both informative and uninformative priors our initial understanding was modified as a result of the data. We obtained distributions corresponding to variability and determined the number of days needed to estimate individual consumption.

Both individual variability and the number of days needed for estimation of energy intake can be represented by a probability distribution. Bayesian statistics provides the natural theoretical framework for its construction.

Based on data from uninformative cases in the study a two week data collection period corresponds to the 95th percentile of the distribution of the number of days needed to estimate mean intake with an error of 225 Kcal and a 95% confidence interval.

Key words: Energy intake, daily intake variation, variances, heteroscedasticity, dietary intake assessment, a posteriori distribution of number of days.

Introducción

La nutrición y su consecuencia inmediata, el estado nutricional, son reconocidos como factores de riesgo de múltiples enfermedades. Sus desbalances se identifican, inequívocamente, con una importante disminución en la calidad de vida de los pacientes. La evaluación de la dieta, su caracterización y la identificación de tales desbalances constituyen uno de los componentes más importantes de la dietética y son un elemento primario en la detección y prevención de los problemas nutricionales.

Dentro de la evaluación dietética la caracterización de la ingestión calórica total: la ingesta de energía. Merece una atención especial por ser una determinante directa de la enfermedad y por su relación con la ingesta y el metabolismo de otros nutrientes.

La Encuesta Nacional de la Situación Nutricional de Colombia, ENSIN, realizada en 2005(1) identificó la obesidad como un problema de salud en el país: según sus estimados, el 46% de la población adulta clasificó en alguna de las categorías de sobrepeso u obesidad.

La obesidad se asocia a múltiples problemas de salud, la diabetes y la enfermedad coronaria son solo dos ejemplos de entidades para las que la obesidad es un reconocido e importante factor de riesgo.

La presencia de la obesidad puede ser consecuencia de múltiples factores, entre ellos se reconoce que los estilos de vida y los factores genéticos tienen un efecto relativamente relevante.

Dentro de los estilos de vida la alimentación y más específicamente, la ingestión elevada de energía en las diferentes comidas. Es uno de los factores principales, tanto en la explicación de la presencia, como en el control de la obesidad.

Ingesta de energía

La ingesta de energía está muy correlacionada con la de otros nutrientes, por lo que puede actuar como un factor de confusión en la identificación de la etiología nutricional de una enfermedad.

La energía determina, en cierta forma, la acción de los diferentes nutrientes como consecuencia de diferentes factores metabólicos.

Relación con la ingestión calórica total

En correspondencia, la cuantía absoluta que se ingiera, para diferentes nutrientes, no tiene, por sí misma, ningún significado como precursora de la enfermedad, su relevancia se determina por su relación con la ingestión calórica total.(2)

Estos argumentos fundamentan la necesidad de que, en la evaluación dietética, al analizar los datos de consumo se deba analizar el efecto de los nutrientes controlando la energía.

A partir de la importancia de la energía se hace necesario disponer de una cuantificación lo más exacta posible de su ingestión, tanto para los individuos como para las poblaciones. De esa manera se garantizaría una planificación efectiva de las dietas y la evaluación no sesgada de la exposición a los desbalances dietéticos en la investigación en nutrición clínica.

Debido al efecto acumulativo de los desbalances nutricionales, lo importante, al cuantificar la dieta, es aislar los patrones de comportamiento a largo plazo: el objetivo de la evaluación dietética de un individuo o una población es la cuantificación del patrón de ingestión dietética.(3) Esta determinación estaría condicionada por la variabilidad de la dieta tanto de los individuos como de la población.

El patrón de ingestión dietético se representa estadísticamente:

Según sea el caso, por la ingesta media de la población y por el valor medio del consumo diario de un individuo. Es, simplemente, un problema estadístico de estimación del valor medio de una variable y como tal depende de la variabilidad en la población (entre individuos) o la del individuo (dentro) según corresponda.(2,3)

Para el análisis de las poblaciones existe un sistema de computación, PCSIDE, que fue desarrollado por la Universidad de Iowa. Los fundamentos teóricos del sistema se encuentran en el trabajo de Guenter y colaboradores.(4) Este sistema se basa en hacer, al menos, una réplica del registro de 24 horas a una parte de la muestra y con esto se determinan los niveles de variabilidad de la dieta. El sistema es muy valioso para estimaciones a nivel poblacional y permite utilizar la ingestión dietética de referencia conocida como ingesta media estimada.

Lamentablemente no es útil para el análisis de la energía; el método de la ingesta media estimada requiere para su aplicación de la independencia entre la ingesta y los requerimientos, supuesto que no se cumple en el caso de la energía, en la que se han encontrado evidencias de correlación.(5,6)

Por otra parte, esta forma de analizar los datos de los estudios dietéticos, no es útil en la práctica clínica ni tampoco es muy conveniente para la investigación en epidemiología clínica donde es necesario cuantificar puntualmente los niveles de exposición de cada individuo. En consecuencia, es necesario profundizar en la metodología de evaluación e interpretación de la ingesta de energía: su cuantificación constituiría un primer eslabón en esta intención.

El criterio más utilizado en la evaluación de la ingestión calórica total de un individuo:

Partió de un trabajo de Beaton realizado en 1979(7) y que dio sustento al enfoque presentado en los textos de epidemiología nutricional para la evaluación dietética.(2) Este planteamiento teórico se basa en la hipótesis de homocedasticidad, o igualdad de varianzas, al comparar la variabilidad de la ingesta diaria de diferentes individuos:

Los individuos día por día varían su consumo, de manera tal que cada persona tiene un valor medio de consumo. Se representa por el promedio de múltiples días y que determina su patrón de consumo o valor que caracteriza su ingesta de un nutriente específico.(3) Adicionalmente, a ese valor medio, la ingesta de cualquier nutriente también se caracteriza por una varianza, que refleja la variabilidad de lo que ingiere cada día respecto a su valor medio. Una dieta absolutamente monótona, en la que el individuo coma todos los días lo mismo, en las mismas cantidades, tendría un valor medio de consumo y una variabilidad diaria de 0.

La hipótesis de homocedasticidad consiste en que las varianzas de todos los individuos son iguales, de existir diferencias entre ellos estas estarían en los valores medios o patrones de ingestión. En el caso de la energía, la homocedasticidad ha sido sustentada teóricamente a partir de la afirmación de que su ingesta está regulada por mecanismos fisiológicos(2) y fue reportada por Beaton, en 1979,(7) como consecuencia de un estudio de evaluación dietética.

Adicionalmente, a la fundamentación metabólica y la evidencia empírica, la hipótesis de homocedasticidad ha sido metodológicamente conveniente, su validez conduce a que, en un estudio epidemiológico, el número de días en que se debe evaluar la dieta es el mismo para todos los individuos participantes, siendo el número de días directamente proporcional a esa varianza.

Como consecuencia de la aceptación de la hipótesis de homocedasticidad:

Los estudios epidemiológicos para evaluar la dieta han tenido en cuenta dos varianzas diferentes: dentro del individuo y entre individuos.(3)

La varianza dentro determinaría cuántos días se debe evaluar la dieta de los participantes, la varianza entre determinaría cuántos individuos participarían en el estudio. Se han efectuado múltiples estudios utilizando este modelo, para caracterizar la variabilidad de la ingesta en las poblaciones. Con ellos se ha tratado de dar respuesta a la pregunta cuántos días – cuántos individuos deben ser evaluados.(8-16)

Esos estudios se han basado en la existencia de homocedasticidad como un prerrequisito que no necesita ser demostrado, identificando en consecuencia una varianza única para las ingestas de los individuos y concentrándose en su cálculo y caracterización.

A pesar de todos los argumentos a favor de la homocedasticidad y de su uso generalizado como hipótesis de trabajo, se han encontrado evidencias empíricas de que existen diferencias entre las varianzas de la ingesta de energía para los diferentes individuos: la razón de varianzas observada en los diferentes estudios sobre variabilidad,(8-16) siempre ha sido mucho mayor que 1, lo que ha evidenciado al individuo como la fuente de variación principal.

Esta afirmación sugirió, indirectamente, que la heterocedasticidad pudiera ser una opción plausible.

Tarasuk y Beaton(17,18) en  la ingestión calórica total:

Encontraron evidencias de heterogeneidad en las varianzas de los individuos, al analizar su ingestión calórica total en diferentes días y hallaron que parte de esa heterogeneidad se explicó por la presencia de una relación lineal entre la varianza y la ingesta media del individuo: individuos con mayores niveles de ingesta de energía presentaron mayores niveles de variabilidad, no obstante indicaron que esta no era la única fuente de explicación de la variabilidad. También se observó el efecto de factores de tipo biológico y ambiental y no es descartable la presencia de factores sociales y culturales.

Los autores no han localizado antecedentes de este tipo de estudios sobre variabilidad en los países de habla hispana en Latinoamérica. Específicamente, en Colombia, no existen antecedentes de estudios que analicen las características de la variabilidad de la dieta en algún grupo poblacional. Establezcan si la hipótesis de homocedasticidad es cierta o no y determinen el efecto de esta situación sobre la recolección de información dietética utilizando registros o recordatorios de varios días.

La práctica usual en las consultas de nutrición es evaluar la dieta del día anterior y asumir esa evaluación como un aproximado de la dieta de la persona:

En la investigación se aplica el recordatorio de 24 horas, dos, tres días o una semana cuando más. Ssin embargo, no se conocen los niveles de precisión que pudieran alcanzarse en las estimaciones utilizando esos esquemas y a juzgar por las evidencias de heterogeneidad, presentadas anteriormente, ninguno de esos procedimientos que se utilizan deben brindar buenos resultados. Esta posibilidad se reafirma observando los estimados del número de días a evaluar la dieta hecho por Basiotis y colaboradores.(10)

De ser este el caso quedaría en evidencia que los criterios en uso para planificar la dieta de los pacientes en las consultas de nutrición clínica son deficientes y que en las investigaciones, tanto en nutrición clínica como en epidemiología nutricional, se hacen evaluaciones sesgadas de las exposiciones a los desbalances dietéticos.

Algunas nutricionistas combinan un recordatorio de 24 horas del día anterior a la entrevista, con una frecuencia de consumo. La mezcla se hace con la esperanza de que un instrumento permita eliminar las deficiencias o limitaciones del otro, no hay reportes teóricos que fundamenten esa práctica, pero parece bastante generalizada. Lamentablemente, esa información recolectada con criterios eclécticos, no conduce a nada coherente: al final de la evaluación se dispone de dos valores numéricos, uno por cada instrumento.

Ambos pretenden caracterizar las ingestas que interesa evaluar y no hay ninguna argumentación conceptual que diga cómo se combinan para llegar a un juicio único.

Evaluar la ingestión calórica total

El presente estudio intenta tomar una posición sobre esas interrogantes en el caso de la ingesta de energía y presentar enfoques flexibles para caracterizar su variabilidad, determinando su efecto sobre el número de días necesarios para evaluar la ingestión calórica total e indicando cómo proceder en consecuencia al planificar la determinación de la ingesta de energía.

Sujetos y métodos sobre la ingestión calórica total

Durante un período de 28 días se evaluó la dieta a 43 mujeres, estudiantes de carreras no relacionadas con el área de la salud, captadas a partir de una convocatoria que se libró para participar en el proyecto “Efecto del consumo de tocotrienoles y tocoferoles de la dieta sobre el perfil lipídico y la proteína C reactiva en mujeres jóvenes” desarrollado en la Pontificia Universidad Javeriana.

En ese proyecto se realizó un estudio experimental en el que se controló el tipo de aceite a consumir, pero no las cantidades ni la frecuencia del consumo de alimentos; siendo la ingestión calórica total recogida diariamente a las estudiantes, un buen representante de su consumo en condiciones normales.

La recogida de la información dietética se realizó a partir del autodiligenciamiento de un diario de consumo, la calidad de la información se aseguró con un entrenamiento en el registro del mismo y mediante controles semanales en los que la información recolectada se contrastaba contra modelos de alimentos con porciones estándar marca Nasco®.

La recolección de la información dietética fue realizada por dos estudiantes de nutrición asesoradas por una de las autoras.

Se elaboró una hoja de cálculo en Excel para transformar la información del consumo diario de los diferentes alimentos en el consumo de energía. En los cálculos se tomó como base la Tabla de Composición de Alimentos publicada en el año 2003 por el Centro de Atención Nutricional de Medellín. (19)

Cálculo del número de días necesarios para evaluar la dieta

Para el cálculo del número de días necesarios para evaluar la dieta se utilizó la expresión siguiente, la que fue fundamentada en un artículo previo:(3)

En esa expresión: ε representa la precisión, σ2 la varianza de la ingesta del individuo y z el correspondiente percentil de la distribución normal estándar. Bajo la hipótesis de homocedasticidad σ2 tiene un mismo valor para cada individuo.

La descripción numérica de los datos y la relación entre variables fueron establecidas mediante la media, desviación estándar, el coeficiente de correlación de Pearson y el coeficiente de determinación. Esta descripción se complementó con representaciones gráficas utilizando diagramas de tipo box-plot y de tendencia.

Para los análisis se utilizaron pruebas de hipótesis para la homogeneidad de las varianzas (Levene), para la normalidad (Kolmogorov-Smirnov) y para el coeficiente de correlación de Pearson. El análisis de la variabilidad se realizó ajustando y caracterizando un modelo de regresión lineal. Para calcular la varianza dentro, bajo el supuesto de homocedasticidad, se aplicó el procedimiento de estimación de las componentes de la varianza a partir de la tabla de Análisis de varianza tal y como lo describieron Monterrey y Cortés.(3)

Los valores observados de la varianza de los datos del consumo de energía de cada uno de los participantes, fueron asumidos como una muestra de una población normal con media mσ y varianza τσ 2 . Se utilizó la estadística bayesiana para construir, a partir de los valores de la variabilidad observados en la muestra, una distribución de probabilidad para mσ , la varianza media de la población.

Esa distribución, que se conoce con el nombre de distribución a posteriori:

Ella se construyó bajo dos supuestos o información externa a los datos: en uno de los casos no se asumió un conocimiento específico sobre las características de la variabilidad en la población y en el otro se asumió información previa sobre la variabilidad de las ingestas individuales de energía.

La información previa que se utilizó fue del tipo que emplean los comités de expertos para ajustar las recomendaciones nutricionales. En la terminología de la estadística bayesiana esa información a priori recibe el nombre de priors. En los análisis realizados, el primer caso fue analizado con priors no informativos.

La distribución a posteriori permitió construir los intervalos de credibilidad para estimar el número medio de días en que debía evaluarse la dieta en esa población.

Los análisis estadísticos se realizaron utilizando los sistemas SPSS y Epidat.

En lo que sigue n(μ,σ2 ) representará la distribución normal con los parámetros que se indican en los paréntesis.

Resultados

La figura 1 muestra la distribución de los valores de la ingesta diaria de energía para cada uno de los participantes. Los valores observados fueron inferiores a las 2.250 kcal que establece la Recomendación Nutricional del Instituto Colombiano de Bienestar Familiar, vigente en Colombia para ese grupo de edades. Al analizar los recorridos intercuartílicos, en la figura 1, se apreciaron diferentes niveles de variabilidad entre los individuos.

Figura 1. Representación de la distribución de la ingesta de cada uno de los participantes.

La aplicación de la prueba de homogeneidad de varianzas de Levene (P = 0,000) permitió rechazar la hipótesis de homocedasticidad: la media de las desviaciones estándar de la ingesta diaria de cada individuo fue de 366,3 kcal, con un coeficiente de variación de 29,5%. Los valores observados de las desviaciones estándar oscilaron entre un mínimo de 150 kcal y un máximo de 564 kcal.

La heterocedasticidad en la variabilidad de la ingestión calórica de los diferentes individuos se explicó, en alguna medida, por la presencia de una correlación diferente de cero entre la varianza y la ingesta media de cada individuo, el valor observado de la correlación fue 0,581 (P = 0,000). Al ajustar un modelo de regresión lineal, utilizando el método de los cuadrados mínimos, se obtuvo un coeficiente de determinación de 33,8%.

La figura 2 permitió profundizar en la variabilidad diaria de la ingesta de energía entre los diferentes individuos del estudio. Muestra los valores reportados diariamente por las personas con consumo medio en los percentiles de consumo 10, 50 y 90; valores percentilares que correspondieron respectivamente a ingestas medias de 1.043, 1.560 y 1.939 kcal: a pesar de no haber muchas diferencias entre esos valores de consumo, sí se apreció en la figura grandes diferencias en los niveles de variabilidad, observándose que a mayor consumo se presentaron niveles muy superiores de variabilidad.

Figura 2. Variación del consumo de los percentiles 10, 50 y 90 de ingesta de energía.

De esta manera se visualiza, gráficamente, lo obtenido analizando el coeficiente de correlación entre la variabilidad y el valor medio de la ingesta.

Monotonía en la ingestión calórica total

Se aplicó la prueba de Kolmogorov-Smirnov para una muestra, a los datos del consumo de energía de cada uno de los participantes en el estudio. La figura 3 muestra la distribución de los valores p obtenidos al analizar el ajuste de las distribuciones normal y uniforme. En la gráfica se aprecia que la distribución de los valores permitió identificar un patrón de distribución normal para la ingestión calórica total de las diferentes personas del grupo poblacional estudiado; solo en algunos casos, identificados en los niveles más bajos de consumo, la ingesta diaria se representó mejor con la distribución uniforme, lo cual fue reflejo de una cierta monotonía en la ingestión calórica total, hecho que fue apreciado indirectamente en la figura 2.

Figura 3. Valores p de la prueba de K-S aplicada a cada individuo. Ajuste de distribuciones uniforme y normal.

La aplicación de la prueba de Kolmogorov-Smirnov a las muestras formadas, respectivamente, por las medias y las varianzas de los diferentes individuos permitió afirmar, con valores p respectivos de 0,707 y 0,249, que la distribución de ambas características también fue normal: en el caso de la distribución de los valores medios de los individuos la distribución sería, aproximadamente, n(1.532 kcal, 979,7 kcal2 ); para las varianzas n(1,4×105 kcal2 , 6,7×109 kcal4 ).

Al ser las varianzas del consumo diario de energía heterocedásticas, no fue posible encontrar un valor único para el número de días en que se debe evaluar la ingesta de energía para estimar su valor medio: cada persona necesitaría una cantidad de días diferente, siendo esa cantidad directamente proporcional a su varianza.

Se identificó una distribución –de probabilidad– para las varianzas de la ingesta de energía de los individuos de esa población, varianza que se refleja en una distribución de probabilidad para el número de días en que debe evaluarse la ingesta de energía para estimarla con una precisión dada: ambas distribuciones se relacionan por la expresión (α).

Utilizando las varianzas calculadas para cada individuo y la expresión (α) fue posible disponer de una muestra con los valores del número de días necesarios para estimar la ingesta media de cada persona; la figura 4 presenta esa distribución de valores para una estimación de la media del consumo con una confiabilidad del 95% y precisiones de 225, 337 y 450 kcal respectivamente.

Figura 4. Total de días necesarios para estimar la ingesta calórica total,
calculados con las precisiones dadas y confiabilidad del 95%.

Los valores de precisión que fueron considerados representan, respectivamente, el 10, 15 y 20 por ciento de la Recomendación nutricional vigente en Colombia para la ingesta de energía en ese grupo poblacional. Se observó que el esquema de un día de recogida de información no es adecuado, prácticamente para ningún individuo, en ninguna de las tres precisiones; el esquema de una semana de recolección de la información pudiera haber resultado adecuado en el caso de las precisiones para estimar con un error mayor.

De haber supuesto homocedasticidad, la estimación de la varianza dentro hubiera sido 14557931,30 kcal2 , lo cual, utilizando (α) con las precisiones mencionadas anteriormente, hubiera conducido a una evaluación de la ingesta de energía durante 12, 5 y 3 días respectivamente; valores que se representan mediante círculos en la figura 4 y que corresponderían, aproximadamente, con los valores medios de la distribución del número de días.

Según los resultados de la prueba de KolmogorovSmirnov, las varianzas se distribuyeron aproximadamente normal con media 145579,3 kcal2 y desviación estándar 81987,9 kcal2 ; aplicando (α) junto a algunas propiedades de los operadores media y varianza de un estadígrafo, se pudo afirmar que el número de días necesario para estimar la ingesta de energía, con una confiabilidad del 95% y un error de 225 kcal, se distribuyó, en la población bajo estudio, aproximadamente normal con media de 12,1 días y desviación estándar de 6,8 días; los valores muestrales de esta distribución fueron analizados en la figura 4.

La figura 5 presenta la distribución de probabilidad de la que se derivaron esos valores muestrales y que aparece identificada con el nombre de distribución observada.

Variabilidad de la ingestión calórica

Los valores de la variabilidad observada en la muestra se utilizaron, junto a información a priori sobre su comportamiento, para modificar el conocimiento sobre ellos y obtener información a posteriori sobre la variabilidad de la ingestión calórica diaria de los individuos de la población, mediante la aplicación del teorema de Bayes.

Al distribuirse las varianzas normalmente y denotando sus parámetros poblacionales, media y varianza, respectivamente como mσ , τσ 2 fue posible suponer que ms representa una variable aleatoria que se caracterizó a partir del comportamiento de los valores muestrales y sobre la que se puede introducir alguna información externa, priors, que enriquezcan el proceso de análisis de la variabilidad.

La construcción de la distribución a posteriori para caracterizar la variabilidad media de la población se hizo desde dos puntos de vista independientes: sin usar información previa e identificando un conocimiento a priori, independiente de este estudio y sus datos muestrales, sobre las características de la variabilidad en esta población

Si no hay información adicional sobre las varianzas de la ingesta en esa población se supone que todos los valores de mσ son igualmente relevantes, es decir, se supone que siguen una distribución uniforme.

Utilizando los valores observados y el teorema de Bayes se construyó, bajo ese supuesto, la distribución a posteriori de mσ ; esta distribución a posteriori modificó los valores muestrales y permitió, utilizando (α), construir la distribución a posteriori del número de días necesarios para estimar la ingesta media de energía de un individuo de la población.

La distribución resultante, normal con media 12,1 días y varianza 1 día se representa en la figura 5 y se identificó con el nombre de “posteriori prior uniforme”.

Figura 5. Distribuciones, observada y a posteriori partiendo de priors uniformes y normales, del número de días.
Precisión 225 kcal, confiabilidad del 95%.

También se utilizó información a priori sobre la variabilidad para construir la distribución a posteriori del número medio de días en que se debería evaluar la ingesta diaria de energía para estimar el consumo individual:

Esta información a priori fue construida utilizando la información y los procedimientos de análisis que utilizan los Comités de expertos para construir los estándares dietéticos de referencia, conocidos por sus siglas en inglés como DRI. (5) En este caso se asumió como prior que la varianza media se distribuía normalmente con parámetros 44.100 kcal2 y desviación estándar de 6.615 kcal2 : estos últimos valores fueron calculados hipotéticamente, es decir a manera de ejemplo, suponiendo que consumo y requerimiento son una misma distribución(5) y a partir de un requerimiento de 2.100 kcal para ese grupo de edades, con un coeficiente de variación del 10% para la ingesta y del 15% para las varianzas.

Por un procedimiento algebraico, semejante al indicado en el manejo del prior uniforme, se construyó la distribución a posteriori del número medio de días, distribución que en este caso fue normal con media 5,5 días y varianza 0,25 días; distribución que también aparece representada en la figura 5 con el nombre de “posteriori prior normal”.

La tabla 1 presenta las distribuciones a posteriori del número medio de días necesario para evaluar la ingesta media de un individuo de la población estudiada con una confiabilidad del 95%, precisiones de 225, 337, 450 kcal en los casos de priors con distribución uniforme y normal.

El conocimiento de la distribución a posteriori del número medio de días:

Permitió construir la distribución percentilar, la que mostró la pertinencia de diferentes esquemas de recogida de información según el número de días a utilizar. La tabla 2 muestra esos resultados para el número medio de días para estimar la ingesta calórica total media con una confiabilidad del 95% y una precisión de 225 kcal.

Utilizando los percentiles en la tabla se pudo construir el intervalo de credibilidad del 95%. En el caso del prior uniforme quedó establecido un esquema promedio para la recogida de datos de la ingesta de energía entre 10 y 13 días y para el prior normal, construido a partir de información adicional, entre 4 y 6 días.

Al utilizar los valores muestrales de las varianzas de los individuos, construir un intervalo de confianza del 95% para la varianza media y traducir este intervalo al número de días utilizando (α), se obtuvo un rango de 10 a 14 días.

Discusión

La distribución de la ingestión calórica total, observada para cada una de las participantes en el estudio, fue inferior a la Recomendación nutricional vigente en Colombia. Solo muy pocos casos reportaron ingestas superiores en algunos días.

Este elemento pudiera interpretarse, más que como un desbalance nutricional, como una evidencia de lo elevado de esa recomendación si se tiene en cuenta que todas las participantes en este estudio tenían un índice de masa corporal normal según los estándares de la Organización Mundial de la Salud.

La heterocedasticidad observada en la variabilidad en la ingestión de energía coincidió con las evidencias indirectas encontradas por diferentes autores (8-16) y específicamente con los hallazgos de Tarasuk y Beaton.(17,18) La relación lineal entre la variabilidad del consumo y su cuantía, relación que se caracterizó por la presencia de proporcionalidad directa entre ambos componentes, coincidió con lo reportado por Tarasuk y Beaton.(17) El patrón de ingesta dietética se presentó como un elemento importante en la explicación de la variabilidad de la dieta. El coeficiente de determinación, que se obtuvo como resultado del ajuste de un modelo de regresión, identificó su importancia y sugirió, de manera inequívoca, la presencia de otros factores con un peso relevante en la explicación de la variabilidad. T

El procedimiento que se presenta en los textos de Epidemiología nutricional, (2,20) para la determinación del número de días en que debe evaluarse el consumo de alimentos para estimar la ingestión calórica total, se basa en la homocedasticidad establecida por Beaton.(7)

Estimación de la ingestión calórica total

La presencia de heterocedasticidad en las ingestas de energía del grupo poblacional estudiado, invalida ese proceder para planificar la estimación de la ingestión calórica total.

Ello se traduce en que cada individuo necesitaría ser evaluado un número de días diferente: número de días que sería proporcional a la variabilidad de su ingesta y que vendría determinado por características sociodemográficas y por la propia cuantía de su patrón de ingestión dietético.

Dada la multiplicidad de factores que influyen en la variabilidad de la dieta, se debe pensar en una distribución de probabilidad que represente las variabilidades individuales de los integrantes de la población. En consecuencia, la planificación de la recogida de información de consumo debe ser representada por una distribución de probabilidad que describa las frecuencias del número de días en que debe ser evaluada la ingesta de energía de los diferentes individuos de la población, para estimar su consumo con una precisión dada.

Ingestión calórica total de los individuos

Se observó que la distribución normal constituye un modelo adecuado para representar las frecuencias teóricas de la variabilidad de la ingesta de energía de los individuos y debe ser utilizada en sustitución de la varianza única en que se basó el modelo de Beaton.(7) Esta distribución de las varianzas permitió deducir que el número de días en que debe evaluarse la ingestión calórica total de los individuos, para caracterizar su consumo de energía, sigue también una distribución normal.

Esta afirmación invalida los criterios de recogida de información que usualmente se utilizan en Colombia para aplicar el recordatorio de 24 horas en la evaluación del consumo de energía.

La distribución de probabilidad observada, en la muestra analizada, para el número de días en que debe ser evaluada la ingesta de energía, indicó que el esquema de recogida de la información dietética de un día, utilizado comúnmente en la práctica clínica para decidir la dieta que debe seguir el paciente, es incorrecto en el caso de la energía. La creencia de que combinándolo con un cuestionario de frecuencia de consumo se resuelve el problema es también incorrecta por no tener ningún sustrato teórico.

Esto significa que la planificación de las dietas en la práctica clínica no se relaciona con las características y problemas de los pacientes, pues se basa en una evaluación sesgada, razón por la cual necesitaría un perfeccionamiento metodológico.

Desbalances en la ingestión calórica total

Tampoco son correctos los esquemas de dos y tres días que se aplican, fundamentalmente en la investigación clínica, para caracterizar la exposición a la dieta, específicamente para caracterizar los desbalances en la ingestión calórica total.

Esos esquemas e incluso los esquemas de una semana de recogida de información resultarían insuficientes en esta población, solo serían adecuados si se deseara obtener estimaciones muy inexactas, las cuales brindarían estimados del consumo con mucho error, lo que no es deseable ni en la investigación epidemiológica ni en la práctica clínica, donde la caracterización precisa del consumo es fundamental para poder definir con precisión la exposición a los desbalances dietéticos y poder asignar las dietas en consecuencia.

El uso de la estadística bayesiana permitió generar dos esquemas de análisis muy relevantes para la determinación de la distribución de la variabilidad: el primero a partir de un escenario a priori no informativo, es decir, sin información previa acerca del comportamiento de las varianzas de los individuos. El segundo, introduciendo criterios de expertos acerca de cómo debería ser la distribución.

Lo relevante de esta segunda posibilidad radica en que permite introducir, en la determinación de la distribución, consideraciones como las utilizadas por los Comités de expertos para construir las ingestiones dietéticas de referencia.(5,21)

Sobre la base de estos esquemas, que se establecieron a priori, se modificó la información muestral y se obtuvo la información, a posteriori, sobre el número medio de días en que debería estimarse la ingesta en esa población.

El conocimiento de esa distribución de probabilidad permitió dos cosas:

Primero caracterizar los valores del número de días más plausibles para la recogida de información sobre el consumo de energía y segundo establecer los valores con los cuales la recogida de información conduciría a estimaciones muy imprecisas. Ratificando los juicios establecidos sobre la base del análisis de la distribución observada, de que los procedimientos que se utilizan habitualmente en Colombia brindarían estimaciones del consumo de energía con niveles de error muy elevados.

El uso de un prior uniforme, en la construcción de la distribución a posteriori, tuvo la cualidad de contener, como su valor medio, los resultados del cálculo del número de días hecho sobre la base de la heterocedasticidad.

En ese sentido se concluyó que el análisis no informativo generalizó el análisis usual, basado en la homocedasticidad, extendiéndolo a una distribución de probabilidad.

La introducción de información adicional permitió disminuir la variabilidad de la distribución y por ello lograr mayor claridad en la formulación del problema al considerar información previa determinada por el conocimiento de los expertos.

El gráfico de la distribución a posteriori, unido con la correspondiente distribución percentilar, fueron los elementos centrales del análisis y son los elementos constitutivos de la metodología que se pretende introducir: el uso de la estadística bayesiana en la planificación dietética.

Según el ejemplo desarrollado, para estimar el número de días con una precisión de 225 kcal, la distribución observada, para estimar con esa precisión y una confiabilidad del 95%, presentó una dispersión muy grande.

Esa distribución, que se construyó a partir de los datos, fue una aproximación de la distribución verdadera, por ello se modificó utilizando la estadística bayesiana para obtener la distribución a posteriori, es decir: la distribución condicionada por los datos.

El criterio de construcción utilizado garantizó obtener una distribución con una menor dispersión.

En el caso en que no se utilizó información previa sobre la distribución de las varianzas, se empleó un prior no informativo: la distribución uniforme.

Al ser 13 el percentil 95 de la distribución a posteriori del número de días medio, es lógico recomendar un esquema de dos semanas para la recogida de información. en ese caso 14 días fue considerado como un número metodológicamente adecuado. En promedio, al ser la semana un ciclo en la vida de las personas y garantizar un esquema de dos semanas una buena cobertura dentro lo que es requerido por la población.

Esta afirmación se confirmó con el intervalo de credibilidad bayesiano, con el que se fijó el número de días necesario para estimar el patrón dietético de energía de un individuo entre 10 y 13 días en promedio.

Aunque existe una distribución de valores para el número de días en que debe evaluarse la ingesta y estos son diferentes para los individuos, por razones logísticas y organizativas es conveniente un esquema fijo para todo el ejercicio de recogida de la información en la población: la determinación del esquema debe realizarse siguiendo el criterio de que el número a considerar cubra las variabilidad de la mayoría de las personas de la población tal y como se mostró en el análisis anterior.

Basiotis y colaboradores,(10) utilizando intervalos de confianza, caracterizaron el número de días para evaluar la energía entre 14 y 60, con un valor medio de 35 días, para mujeres de Estados Unidos; su criterio para la obtención de esos valores fue descriptivo, utilizaron los intervalos de confianza como su criterio central de estimación.

Análisis basado en la heterocedasticidad.

A pesar de las diferencias de criterios y de poblaciones obtuvieron resultados que, al igual que los obtenidos en este estudio, contradicen los esquemas de recogida de información entre un día y una semana e invalidan el análisis basado en la heterocedasticidad.

Su metodología de ajuste fue diferente y menos flexible que la empleada en este estudio, no obstante las diferencias que encontraron entre los requerimientos del número de días necesarios para estimar la ingesta de energía en los individuos de su población, confirmaron la pertinencia del enfoque de caracterizarlos construyendo una distribución de probabilidad

Valores de la variabilidad de las ingestión calórica total

Una de las fortalezas principales del enfoque bayesiano radicó en que es el instrumento natural para modelar la distribución de los valores de la variabilidad de las ingestión calórica total y para derivar, a partir de ella, el número de días en que se debe evaluar la dieta.

Otra de las fortalezas radicó en que permite introducir los conocimientos de los expertos sobre la variabilidad, en el caso en que estos fueran lo suficientemente concluyentes. En el caso contrario el uso de un prior uniforme permitió modificar la distribución observada asignando la misma verosimilitud a los diferentes valores de la variabilidad.

En el campo de la dietética el manejo de información de los expertos es un punto central en la definición de los estándares dietéticos y de las ingestas dietéticas de referencia, las DRI, según sus siglas en inglés, es una tarea de los Comités de expertos en los diferentes nutrientes, quienes ajustan periódicamente sus valores utilizando los últimos hallazgos científicos acerca del consumo y su utilización metabólica.(5,21)

Para mostrar la posibilidad de introducir información externa en el análisis de la variabilidad de la ingesta de energía. se ideó un ejemplo de aplicación en el que se tomaron como base, para construir el prior empleado. las consideraciones utilizadas por el Comité de expertos que construyó la ingestión dietética de referencia para la energía: ellos establecieron como base teórica que ingesta y requerimientos presentan una misma distribución poblacional.

La distribución a posteriori observada, tanto para la variabilidad como para el número de días, presentó una menor dispersión que las otras distribuciones analizadas.

El potencial de este tipo de resultado radica en la posibilidad de utilizar los datos de estudios de variabilidad en diferentes poblaciones, para que los Comités de expertos. Cuando se reúnan para establecer las ingestiones dietéticas de referencia se pronuncien también sobre el número de días en el que debe evaluarse la ingesta en la práctica clínica.

Conclusiones

1. Las personas del grupo poblacional analizado presentaron variabilidades diferentes en su ingesta de energía. Este hallazgo invalidó la hipótesis de homocedasticidad

2. La presencia de heterocedasticidad se tradujo en que no existe un único número que represente la variabilidad de las ingestas diarias de energía de las diferentes personas de esta población; en correspondencia se debe pensar en una distribución de valores para la variabilidad. La distribución normal resultó un buen modelo para representar esta distribución.

3. Como consecuencia de la heterocedasticidad existe una distribución para el número de días en que debe evaluarse la ingesta de energía. Cada individuo necesitaría un esquema que se corresponda con la variabilidad de su consumo.

4. Son incorrectos los esquemas de recogida de información que se utilizan sistemáticamente en la práctica clínica y en la investigación clínica. Estos esquemas oscilan entre 1 y 7 días, siendo el esquema de 2-3 días el más popular, pero todos son deficientes, pues no alcanzan a cubrir los niveles de variabilidad de las ingestas de la mayoría de la población. En esta población, de jóvenes universitarias, para caracterizar el consumo de energía de una persona con una precisión de 225 kcal y una confiabilidad del 95% se necesitarían dos semanas, esquema que sería adecuado para aproximadamente el 95% de la población.

5. La estadística bayesiana permitió introducir en el análisis, información previa del conocimiento de los expertos y ajustar la distribución a posteriori de la variabilidad, lo cual enriquece el análisis y potencia la modelación de las variabilidades en las ingestas de energía como una distribución. La posibilidad de usar priors no informativos, salva en vacío que se crearía en el caso de no existir información confiable.

6. Es conveniente pensar en un esquema de recogida de información de consumo único para todos los individuos de la población, este proceder es conveniente logísticamente. La recomendación sería escoger un esquema que sea útil para la mayoría de la población: El intervalo de credibilidad bayesiano y la distribución percentilar de la distribución a posteriori serían los instrumentos fundamentales en la identificación del esquema más adecuado de recogida de información.

7. Se debe promover la realización de estudios sobre la variabilidad de la ingesta de energía y de otros nutrientes en diferentes grupos poblacionales. La información que ellos brinden permitirá validar la hipótesis de homocedasticidad y en el caso en que se no se cumpla se dispondrá de información para ajustar las distribuciones a posteriori.

8. Es recomendable que los Comités de expertos, que se reúnen frecuentemente en Colombia para ajustar las ingestiones dietéticas de referencia. Utilicen los datos experimentales de variabilidad para ajustar las distribuciones a posteriori del número de días en que debe evaluarse las ingestas de los diferentes nutrientes, utilizando para ello la metodología propuesta en este trabajo. De esta manera brindarían pautas para la aplicación de sus estándares dietéticos en la práctica clínica.

   9. La aplicación del procedimiento presentado en este trabajo es muy simple, puede implementarse en una hoja de cálculo. Conflicto de interés: ninguno.

Referencias Bibliográficas

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Fuentes Bibliográficas

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Lecturas Recomendadas

• 19. Centro de atención nutricional. Tabla de composición de alimentos. Julio 2003.
• 20. Gibson R. Principles of Nutritional Assessment. 2nd. Edition. Oxford University Press, 2005.
• 21. Monterrey P, Cortés Y. El análisis de la dieta (II): La evaluación de la dieta de un individuo. Lecturas sobre Nutrición 2005; 12(1-2): 39-55.

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*Trabajo original, ganador del premio “José Félix Patiño Restrepo”, Asociación Colombiana de Nutrición Clínica, mayo de 2009.

1 Departamento de Epidemiologia Clínica. Pontificia Universidad Javeriana
2 Departamento de Nutrición y Bioquímica. Pontificia Universidad Javeriana
3 Nutricionistas dietistas.
Correspondencia: pedromonterrey@yahoo.com.mx
Recibido: mayo de 2009
Aceptado para publicación: diciembre de 2009.
RMNC 2010; 1(1): 3-14