כללי | סוגי מחקרים | מדידה תזונתית
למחקרי תזונה שתי מטרות מרכזיות:
מחקרים העוסקים בקשר בין התזונה ובין תוצאות בריאותיות שונות הם מורכבים מסיבות רבות, ביניהן (1):
לפיכך, לכל מחקר יתרונות וחסרונות ויש להעריך את איכות התוצאות בהתאם לסוג המחקר, מספר המשתתפים, השיטה בה נמדדה הצריכה התזונתית, משך וסוג המעקב ועוד.
פרה-קליני | קליני | תצפיתי | אקולוגי | סקירה שיטתית
במחקרי תזונה נעשה שימוש בסוגים שונים של מחקרים בהתאם למטרת המחקר ולשיקולים נוספים של החוקר, כולל שיקולים אתיים.
להלן פירוט סוגי המחקרים העיקריים:
מחקר פרה-קליני:
מחקרים ניסויים המבוצעים בבעלי חיים או בדגימות תאים ומשמשים בעיקר להבנה של מנגנוני ההשפעה של מזון או רכיב מסוים. מחקרים אלה נחשבים כמחקר מקדים ולא ניתן להשליך את התוצאות באופן ישיר על בני אדם.
מחקר קליני:
מחקרים ניסויים הנערכים בקרב בני אדם, כאשר "תקן הזהב" הוא מחקר אקראי מבוקר (RCT) הכולל קבוצת ביקורת וחלוקה אקראית של המשתתפים בין הקבוצות. במחקרים אלה נבדקת ההשפעה של ההתערבות, כגון מזון מסוים, רכיב תזונתי, תוסף תזונה, דפוס תזונה כולל ועוד.
מחקרים קליניים יכולים להיערך במקביל, כאשר כל משתתף נכלל בקבוצת מחקר אחת, או באופן מוצלב כך שכל משתתף נכלל בכל קבוצות המחקר בסדר אקראי או בסדר מוגדר מראש.
היתרון המרכזי של מחקרים קליניים הוא היכולת להסיק על קשר סיבתי. בנוסף, חלוקה אקראית לקבוצות מאפשרת לנטרל את ההשפעה של גורמים מתערבים, כגון גורמים סוציו-דמוגרפיים וגורמים בריאותיים, כך שההבדל העיקרי בין הקבוצות יהיה בהתערבות התזונתית.
עם זאת, למחקרים קליניים חסרונות משמעותיים בתחום המחקר התזונתי שכן הם לרוב קצרי טווח ואינם משקפים את דפוס התזונה וההתנהגות הטבעית של אנשים.
להלן פירוט החסרונות המרכזיים של מחקרים קליניים בתחום התזונה:
מחקר קליני לדוגמא (2):
מחקר אקראי מוצלב שבו נבדקה ההשפעה של דיאטה דלת שומן לעומת דיאטה דלת פחמימות על הצריכה הקלורית. במחקר זה נכללו 20 מבוגרים אשר צרכו בסדר אקראי את שתי הדיאטות, כל אחת למשך שבועיים. להלן תרשים המתאר את מערך המחקר:
איור 1: תרשים המתאר את מערך המחקר
כאמור, החיסרון המרכזי של מחקרים מסוג זה הוא מספר המשתתפים המצומצם והקושי להכליל את הממצאים להתנהגות הטבעית של אנשים בחיי היום יום. כפי שכותבים החוקרים:
לקריאת הסקירה המלאה של המחקר:
ההשפעה של דיאטה דלת שומן לעומת דיאטה דלת פחמימות על הצריכה הקלורית
במחקר אקראי מוצלב הוערכה ההשפעה של דיאטה דלת שומן לעומת דיאטה דלת פחמימות על הצריכה הקלורית.
החוקרים מסבירים כי על פי מודל ההשמנה של פחמימות-אינסולין, תזונה עתירת פחמימות גורמת להפרשה עודפת של אינסולין ובכך מעודדת הצטברות שומן ועלייה בצריכה הקלורית. לפיכך, משוער כי דיאטה דלת פחמימות צפויה להפחית את הצריכה הקלורית בהשוואה לדיאטה דלת שומן עתירת פחמימות.
במחקר, שנערך במרכז קליני של ה-NIH, נכללו 20 מבוגרים ללא סוכרת, בני 30 בממוצע עם BMI ממוצע של 27.8. המשתתפים צרכו בסדר אקראי שתי דיאטות, בהן כל המזון סופק על ידי עורכי המחקר, כל אחת למשך שבועיים:
דיאטה דלת שומן המבוססת על מזונות מהצומח (10% שומן, 75% פחמימות). עם עומס גליקמי גבוה (85 גרם ל-1,000 קלוריות).
דיאטה דלת פחמימות קטוגנית המבוססת על מזונות מהחי (75% שומן, 10% פחמימות), עם עומס גליקמי נמוך (6 גרם ל-1,000 קלוריות).
שתי הדיאטות כללו הגבלה של מזונות אולטרה-מעובדים והיו דומות בכמות הירקות הלא-עמילניים, ובשתיהן לא הוגבלה הצריכה הקלורית.
החוקרים השוו את הצריכה הקלורית היומית הממוצעת, ואת הצריכה הקלורית בשבוע השני של כל דיאטה. הם מציינים כי משתתף אחד פרש מהמחקר בשל היפוגליקמיה בעקבות צריכת דיאטה דלת פחמימות.
נמצא כי בתקופה של שבועיים, דיאטה דלת שומן הייתה מלווה בצריכה נמוכה ב-689 קלוריות ליום בממוצע בהשוואה לדיאטה דלת פחמימות, ובצריכה נמוכה ב-588 קלוריות ליום בממוצע בשבוע השני של הדיאטה. לא נמצאו הבדלים בין הדיאטות בהתייחס לתחושת רעב, הנאה מהארוחות או תחושת מלאות. הירידה במשקל הייתה דומה בשתי הקבוצות, אולם רק בדיאטה דלת שומן חלה ירידה במסת השומן.
החוקרים מציינים, כי המחקר לא נועד להמליץ על דיאטה מסוימת לירידה במשקל, ולשתי הדיאטות נמצאו יתרונות בטווח הקצר – הדיאטה דלת השומן סייעה להפחתת התיאבון והצריכה הקלורית, בעוד שהדיאטה דלת הפחמימות תרמה לשמירה על רמה יציבה של גלוקוז ואינסולין, אולם לא ידוע מהי ההשפעה של כך בטווח הארוך.
המחקר נערך ומומן על ידי ה-NIH.
Hall KD, Guo J, Courville AB, Boring J, Brychta R, Chen KY, Darcey V, Forde CG, Gharib AM, Gallagher I, Howard R, Joseph PV, Milley L, Ouwerkerk R, Raisinger K, Rozga I, Schick A, Stagliano M, Torres S, Walter M, Walter P, Yang S, Chung ST. Effect of a plant-based, low-fat diet versus an animal-based, ketogenic diet on ad libitum energy intake. Nat Med. 2021 Feb;27(2):344-353.
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33479499/
מחקר תצפיתי:
עוקבה | מקרה-ביקורת | חתך
מחקרים הנערכים בעולם האמיתי ללא התערבות של החוקר בהם נבדק הקשר בין גורמי חשיפה, כגון גורמים תזונתיים מסוימים או דפוס תזונה, ובין תוצאות בריאותיות שונות. היתרונות המרכזיים של מחקרים תצפיתיים הוא היכולת לבחון גורמים שלא ניתן לבחון אותם במחקרים קליניים, לכלול מספר גדול של משתתפים ולבצע מעקב לאורך זמן ממושך. החסרונות כוללים מגבלה בהסקה על סיבתיות ובשליטה על גורמים שעלולים להשפיע על הקשרים הנחקרים.
ישנם שלושה סוגים עיקריים של מחקרים תצפיתיים:
1. מחקר עוקבה:
מחקר בו נערך מעקב אחר קבוצת אוכלוסייה ונבדק הקשר בין גורם החשיפה ובין הסיכון להתפתחות של התוצאה הבריאותית הנחקרת במהלך תקופת המעקב.
מחקר עוקבה יכול להתבצע באופן פרוספקטיבי – מההווה אל העתיד, או באופן רטרוספקטיבי – מהעבר אל ההווה.
מחקרי עוקבה מאפשרים לבסס סדר זמנים שכן החשיפה קדמה בזמן לתוצאה הבריאותית הנחקרת וניתן לבצע מדידות חוזרות של החשיפה לאורך תקופת המעקב תוך צמצום החשש להטיית זיכרון.
עם זאת, מחקרי עוקבה הם יקרים ומסובכים לביצוע ולעיתים נדרש זמן רב עד להתפתחות התוצאה הבריאותית הנחקרת. במעקב ארוך עולה חשש להטיית בחירה הנובעת מאובדן למעקב (כאשר המשתתפים שנשרו מהמחקר עשויים להיות שונים מהמשתתפים שנשארו במחקר בהתייחס לתוצאות הנחקרת).
השימוש במערך של מחקר עוקבה מוגבל כאשר התוצאה הנחקרת נדירה יחסית או כאשר משך ההתפתחות שלה ארוך, ובמצבים כאלה מחקר מקרה-ביקורת יתאים יותר.
בתחום התזונה מחקרי עוקבה הם הבסיס לזיהוי גורמי סיכון ולניסוח של המלצות תזונתיות.
בעולם נערכים מספר מחקרי עוקבה גדולים בתחום התזונה, להלן כמה דוגמאות:
מחקר עוקבה לדוגמא (6):
מחקר עוקבה שבו נבדק הקשר בין דיאטה ים-תיכונית לבין התפקוד הקוגניטיבי בקרב קשישים מבריטניה. במחקר נכללו הנתונים של 8,009 משתתפים, עבורם נאספו נתונים תזונתיים בשנים 1993-1997 ולכל משתתף חושב ציון התאמה לדיאטה הים-תיכונית. לאחר תקופת מעקב התפקוד הקוגניטיבי הוערך בשנים 2006-2011.
לקריאת הסקירה המלאה של המחקר:
דיאטה ים-תיכוֹנית לשמירה על התפקוד הקוגנִיטיבי בקרב קשישים
כחלק ממחקר עוקבה אירופאי גדול העוסק בסרטן ותזונה, במחקר הנוכחי נבדק הקשר בין דיאטה ים-תיכונית לבין התפקוד הקוגניטיבי בקרב קשישים מבריטניה.
ישנן עדויות לכך שבמדינות הים התיכון היענות גבוהה לדיאטה הים-תיכונית קשורה בתפקוד קוגניטיבי טוב יותר ובסיכון מופחת לדמנציה. עם זאת, לא ידוע האם קשרים אלה מתקיימים גם באזורים אחרים.
במחקר נכללו הנתונים של 8,009 משתתפים, עבורם נאספו נתונים תזונתיים במעקב הראשון (בשנים 1993-1997) ונתוני תפקוד קוגניטיבי במעקב השלישי (בשנים 2006-2011). היענות לדיאטה הים-תיכונית חושבה בהתאם לשלושה מדדים שונים.
להלן סיכום הממצאים:
תוצאות אלה מצביעות על הצורך לפיתוח התערבויות, שמטרתן שיפור ההיענות לדיאטה הים-תיכונית, במיוחד בקרב אוכלוסייה בסיכון קרדיווסקולרי גבוה, על מנת לצמצם את הסיכון להידרדרות קוגניטיבית בקרב קשישים.
Shannon OM, et al. Mediterranean diet adherence and cognitive function in older UK adults: the European Prospective Investigation into Cancer and Nutrition-Norfolk (EPIC-Norfolk) Study. Am J Clin Nutr. 2019 Oct 1;110(4):938-948.
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/31204785
2. מחקר מקרה-ביקורת:
מחקר רטרוספקטיבי שבו נחקרים ההבדלים בין קבוצת המקרים (משתתפים עם התוצאה הבריאותית הנחקרת) ובין קבוצת ביקורת בהתייחס לגורמי חשיפה בעבר.
מחקרי מקרה-ביקורת הם יחסית קלים לביצוע ומהירים אך חשופים להטיית בחירה (של המשתתפים בקבוצת הביקורת) ולהטיית מידע (אי דיוק במדידה).
איור 2: המערך של מחקר מקרה-ביקורת (7)
מחקר מקרה-ביקורת לדוגמא (8):
מחקר מקרה-ביקורת שבו נבדק הקשר בין חשיפה לשמש ולקרינת UV ובין הסיכון להתפתחות טרשת נפוצה בילדות. במחקר נכללו ילדים עם טרשת נפוצה ממרכזים רפואיים ברחבי ארה"ב, וקבוצת ביקורת של ילדים בריאים הדומים במאפייני הגיל והמגדר.
במסגרת המחקר נאספו נתונים אודות זמן החשיפה היומי לשמש בתקופת הקיץ, שימוש במסנני קרינה ונתונים סביבתיים של עוצמת קרינת השמש בשנה שלפני הלידה ובשנה שלפני האבחון.
לקריאת הסקירה המלאה של המחקר:
חשיפה ממושכת יותר לשמש קשורה בסיכון מופחת להתפתחות טרשת נפוֹצה בילדות
במחקר מקרה-ביקורת הוערך הקשר בין חשיפה לשמש ולקרינת UV, והסיכון להתפתחות טרשת נפוצה בילדות. במחקר נכללו ילדים עם טרשת נפוצה ממרכזים רפואיים ברחבי ארה"ב, וקבוצת ביקורת של ילדים בריאים הדומים במאפייני הגיל והמגדר.
נאספו נתונים אודות זמן החשיפה היומי לשמש בתקופת הקיץ, שימוש במסנני קרינה ונתונים סביבתיים של עוצמת קרינת השמש בשנה שלפני הלידה ובשנה שלפני האבחון. הניתוח כלל התאמה סטטיסטית למאפייני גיל, מגדר, מוצא אתני, עונת הלידה, צבע העור, השכלת האם, חשיפה לעישון, עודף משקל וזיהום בנגיף EBV. סך הכול נכללו 332 ילדים עם טרשת נפוצה עם משך מחלה חציוני של 7.3 חודשים ו-534 ילדים בריאים.
נמצא כי בהשוואה לילדים ששהו בחוץ פחות מחצי שעה ביום בקיץ האחרון לפני אבחון המחלה, שהייה ממושכת יותר בחוץ הייתה קשורה בסיכון נמוך יותר להתפתחות טרשת נפוצה באופן תלוי מינון, כך שחשיפה של שעה אחת הייתה קשורה בסיכון נמוך ב-52% וחשיפה של 1-2 שעות הייתה קשורה בסיכון נמוך ב-81%. עוד נמצאו עדויות להשפעה מגינה של קרינה חזקה יותר.
Sebastian P, et al. Association Between Time Spent Outdoors and Risk of Multiple Sclerosis. Neurology. 2022 Jan 18;98(3):e267-e278.
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34880094
3. מחקר חתך:
מחקר שבו גורמי החשיפה ומדדי התוצאה נבדקים באותה נקודת זמן.
מחקרי חתך הם יחסית קלים לביצוע ומהירים אך בודקים קשר בלבד ואינם מאפשרים להעריך האם החשיפה קדמה בזמן לתוצאה הבריאותית הנחקרת ולהסיק על סיבתיות. מחקרים אלה אינם מתאימים כאשר התוצאות הבריאותיות הן נדירות יחסית.
מחקר חתך לדוגמא (9):
במחקר חתך נבדק הקשר בין רמת ויטמין C ובין התפקוד הקוגניטיבי בקרב קשישים. במחקר נכללו 160 משתתפים מעל גיל 75 המאושפזים במחלקה גריאטרית להם נבדקה רמת ויטמין C בדם ובוצעה הערכה קוגניטיבית.
להלן תרשים המציג את התוצאות המחקר:
איור 3: תוצאות של מחקר חתך
לקריאת הסקירה המלאה:
חסר וִיטמין C קשור בסיכון מוגבר לפגיעה קוגניטיבית בקרב קשישים
במחקר חתך שנערך באוסטרליה נבדק הקשר בין רמת ויטמין C ובין התפקוד הקוגניטיבי בקרב קשישים מאושפזים.
במחקר נכללו 160 משתתפים מעל גיל 75 המאושפזים במחלקה גריאטרית.
התפקוד הקוגניטיבי הוערך באמצעות מבחן מיני-מנטל (MMSE), כאשר פגיעה קוגניטיבית הוגדרה כציון נמוך מ-24 נקודות.
חסר ויטמין C נקבע כריכוז נמוך מ-11 מיקרומול/ליטר.
מבין כלל המשתתפים במחקר, 57% הוגדרו כבעלי פגיעה קוגניטיבית ו-26% סבלו מחסר ויטמין C.
נמצא כי הציון הממוצע ב-MMSE היה נמוך יותר בקרב משתתפים עם חסר ויטמין C (24.9 לעומת 23.6 נקודות, p=0.03). כמו כן, הסיכוי לפגיעה קוגניטיבית היה גבוה פי 3 בקרב משתתפים עם חסר ויטמין C.
החוקרים מסכמים כי נמצאה תמיכה לכך שחסר ויטמין C יחסית שכיח בקרב קשישים מאושפזים וקשור בסיכון מוגבר לסבול מהפרעה קוגניטיבית.
Sharma Y, Popescu A, Horwood C, Hakendorf P, Thompson C. Relationship between Vitamin C Deficiency and Cognitive Impairment in Older Hospitalised Patients: A Cross-Sectional Study. Antioxidants (Basel). 2022 Feb 26;11(3):463.
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35326113/
מחקר אקולוגי:
מחקר בו נבדק מתאם בין גורמי חשיפה ותוצאה ברמת הקבוצה ולא ברמת הפרט. לרוב, מחקרים אלה מבוססים על מידע קיים ובודקים את הקשר בין גורמי סיכון שונים ובין תחלואה ברמת האוכלוסייה.
במחקר אקולוגי קיים חשש להטיה אקולוגית (Ecological fallacy) שבה הקשר שנמצא בהתבסס על נתונים כוללים של הקבוצה לא בהכרח מתקיים ברמה הפרטנית. עם זאת, גם כאשר הקשר לא קיים ברמה הפרטנית הוא עדיין נכון ברמת הקבוצה ויכול להוות בסיס להתערבות.
אחת הדוגמאות המפורסמות למחקר אקולוגי הינה מחקר סין.
מחקר אקולוגי לדוגמא (10):
מחקר שבו נבדק הקשר בין גורמים תזונתיים וסביבתיים ובין הסיכון לתמותה מסרטן הערמונית. במסגרת המחקר נאספו נתונים ממוצעים מ-71 מדינות הכוללים את שיעורי התמותה מסרטן ערמונית, הצריכה התזונתית הממוצעת של 38 מזונות או קבוצות מזון ורמת החשיפה לשמש (בהתאם לקו הרוחב ומדדי קרינה).
להלן תרשים המתאר את התוצאות בהתייחס לקשר בין צריכת סוכר ובין שיעור התמותה מסרטן ערמונית לאחר תקנון לגיל.
איור 4: תוצאות של מחקר אקולוגי
סקירה שיטתית ומטה אנליזה:
סקירה שיטתית ומטה-אנליזה הן שיטות לניתוח שניוני של נתונים שנאספו ביותר ממחקר אחד, כאשר בניתוח נכללים מחקרים בהתאם לקריטריונים מוגדרים מראש.
מטרת הסקירה השיטתית הינה לסכם באופן מבוקר את המידע הקיים בספרות בנושא מסוים ולהעריך את התוצאות.
מטה-אנליזה הינה שיטה סטטיסטית לניתוח כולל של התוצאות באמצעות הנתונים הסטטיסטיים שפורסמו בכל אחד מהמחקרים או באמצעות הנתונים הגולמיים של כל מחקר (Pooled analysis). במטה-אנליזה מחושב מדד קשר אחד משותף.
ניתוח זה הוא יחסית קל לביצוע וזול ומאפשר להגדיל את אוכלוסיית המחקר. עם זאת ישנו חשש להטיית פרסום (לרוב נכללים רק מחקרים שפורסמו) ועלולה להיות הטרוגניות גדולה בין המחקרים (למשל במדידת החשיפה או התוצאה).
סקירה שיטתית ומטה-אנליזה לדוגמא (11):
בסקירה שיטתית ומטה-אנליזה נבדק הקשר בין רמת ויטמין D בדם ובין הסיכון לאירוע קרדיווסקולרי.
בסקירה נכללו 79 מחקרי עוקבה פרוספקטיביים בהם סה"כ 1,397,831 משתתפים, מהם 46,713 מקרים של אירוע קרדיווסקולרי. מבין המחקרים, ב-61 מחקרים נבדק הקשר לאירוע קרדיווסקולרי באוכלוסייה הבריאה וב-18 מחקרים נבדק הקשר לאירוע קרדיווסקולרי באוכלוסייה עם תחלואה קודמת.
להלן תרשים המתאר את התוצאות של מטה-אנליזה:
איור 5: תוצאות של מטה-אנליזה
לקריאת הסקירה המלאה:
Wang X, Wang J, Gao T, et al. Is vitamin D deficiency a risk factor for all-cause mortality and rehospitalization in heart failure patients?: A systematic review and meta-analysis. Medicine (Baltimore). 2022 Jul 15;101(28):e29507.
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35839043/
מדידת הצריכה התזונתית
ניתן למדוד את הצריכה התזונתית בשיטות שונות בהתאם למגוון שיקולים כגון סוג המחקר, סוג האוכלוסייה, תקציב המחקר ועוד.
שיטות אלה משמשות בעיקר במחקרים תצפיתיים בהם נדרשת מדידה של החשיפה התזונתית. עם זאת, לעיתים גם במחקרי התערבות מבוצעת מדידה של הצריכה התזונתית על מנת להעריך את מידת ההיענות להתערבות או את הצריכה של מזונות שאינם חלק מההתערבות.