Epidemiologie

Medizinische Expertise: Dr. med. Nonnenmacher
Qualitätssicherung: Dipl.-Biol. Elke Löbel, Dr. rer. nat. Frank Meyer

Letzte Aktualisierung am: 2. September 2026

Dieser Artikel wurde unter Maßgabe medizinischer Fachliteratur und wissenschaftlicher Quellen geprüft.

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Ein wichtiges Teilgebiet der Medizin ist die Epidemiologie. Sie beschäftigt sich mit dem unterschiedlichen Vorkommen, dem Verlauf und der Verbreitung von Krankheiten in einer Bevölkerung oder Population.

Ebenso erforscht sie die verursachenden Faktoren solcher Krankheiten, wobei es nicht um einen einzelnen Menschen und seinen konkreten Krankheitsfall geht, um diesen zu verbessern, sondern vielmehr um die wissenschaftliche Untersuchung in Form von Statistiken verschiedener Gesundheitsparameter, die mittels mathematischer Modelle Krankheiten oder Epidemien simulieren können und notwendige Gegenmaßnahmen entwickeln sollen. Daher hat die Epidemiologie auch Möglichkeiten zur Vorsorge.

Was ist die Epidemiologie?

Die Epidemiologie beschäftigt sich mit dem unterschiedlichen Vorkommen, dem Verlauf und der Verbreitung von Krankheiten in einer Bevölkerung oder Population.

Die Epidemiologie entstand als Forschungsgebiet etwa Mitte des 19. Jahrhunderts. Einzelne Mediziner begannen zu dieser Zeit, sich mit Ursachen und Verbreitung von Erkrankungen zu beschäftigten. Der Wortstamm leitet sich aus dem Griechischen ab und bedeutet „über das Volk“.

Statistisch erfasst werden so z. B. einfache Fragen über die Häufigkeit von Herzinfarkten in einer Gesellschaftsschicht oder in einem bestimmten Alter, Erkrankungen in Chemiebetrieben, wenn die Menschen einem größeren Risiko ausgesetzt sind, oder ob ein Zusammenhang zwischen seelischer Gesundheit und Armut besteht.

Hier wird sich ganz genau mit Gesundheitsstörungen, Verletzungen, Krankheiten und den verursachenden Faktoren einer Bevölkerung beschäftigt. Die Ergebnisse dienen der Kontrolle von Gesundheitsrisiken und Problemen, bilden die Grundlage von klinischen Studien und spielen auch eine wichtige Rolle im Bereich der Psychologie und Soziologie. Solche betreffen ganz bestimmte Verhaltensstörungen, Suizidbedingungen und Autismus. Die Epidemiologie misst anhand körperlicher und geistiger Krankheitsbilder auch Zusammenhänge zur Umwelt und inwieweit diese sich verbreiten, in ganz bestimmten Bevölkerungsschichten vorkommen oder inwiefern sie andere Bedingungen beeinflussen.

Aussagen können ebenso über die Seltenheit oder Häufigkeit einer bestimmten Krankheit in einer Bevölkerung gemacht werden, darunter auch über Infektionskrankheiten und Epidemien. Hier wird erforscht, wie solche entstehen, unter welchen Umwelteinflüssen und Bedingungen sie aufkommen, um so der Gesundheitsförderung auch praktisch zu dienen.

Krankheiten und Auslöser werden dabei in erster Linie statistisch erfasst und verglichen, Bedingungen können auch mit experimentellen und beobachtenden Studien vertieft werden. So wird z. B. verglichen, was Stress, eine bestimmte Ernährung, der soziale Status oder Umweltbedingungen für eine Wirkung auf eine Bevölkerung haben, welche Krankheiten sich daraus bilden können und welche Vorsorgemaßnahmen getroffen werden müssen.

Auch mathematische Modelle dienen einem Erfassen von möglich aufkommenden zukünftigen Epidemien oder zur Planung notwendiger Impfungen. Auch erlauben solche Studien und Modelle, Aussagen über Bevölkerungen und Personengruppen zu treffen, die ein erhöhtes Krankheitsrisiko aufweisen. Dabei werden molekulargenetische Untersuchungen angestellt, die spezielle Unterschiede in der Anfälligkeit für bestimmte Erkrankungen aufzeigen. Die Epidemiologie selbst teilt sich in Gebiete wie die Umweltmedizin, Kinderheilkunde, Krebsepidemiologie, Pharmakoepidemiologie, Ernährungsepidemiologie oder Herz-Kreislauf-Epidemiologie.

Behandlungen & Therapien

Diese Messungen werden durch Stichproben bestimmt und geschätzt, da vollständige Untersuchungen einer ganzen Bevölkerung nicht möglich sind. Sie stellen also einen ganz bestimmten Anteil dar, meistens an Jetzt-Fällen innerhalb einer Population. Gezählt wird dabei die Zahl der Betroffenen, etwa der kranken oder unterernährten Menschen; sie wird durch die Anzahl aller Menschen dieser Population geteilt.

Die „Exposition“ ist einer der wichtigen Begriffe im Bereich der Epidemiologie. Dieser bezeichnet den Einflussfaktor, dem Menschen ausgesetzt sind und dessen Zusammenhang mit einer Erkrankung untersucht wird – etwa, ob das Rauchen zu Lungenkrebs führt. Genauso wichtig ist die Gegenfrage, ob z. B. das Essen von Gemüse die Gesundheit verbessert. Beide Faktoren sind Expositionen.

Das Risiko ist die Wahrscheinlichkeit, während eines Zeitraums an bestimmten Erkrankungen zu leiden oder daran zu sterben. Dabei wird beobachtet, wie viele Menschen innerhalb bestimmter Jahre verstarben und welche Neuerkrankungen in der Bevölkerung aufkamen. Ebenso spielt die Häufigkeit von Erkrankungen eines Menschen statistisch eine Rolle, wie oft er z. B. mit Grippe oder Schnupfen konfrontiert ist.

Die Inzidenzrate gibt Aufschluss über die Anzahl an Neuerkrankungen. Diese wird auf die Individuenzahl der Population und den betrachteten Zeitraum bezogen. Wie wahrscheinlich es für eine Person dieser Gruppe ist, im betrachteten Zeitraum zu erkranken, beschreibt das absolute Risiko. Dem gegenüber steht das relative Risiko, das ein Verhältnis zwischen exponierten und nicht-exponierten Personen zum Risiko darstellt. So kann z. B. näher bestimmt werden, welche Personen in welchem Alter einem erhöhten Krebsrisiko ausgesetzt sind oder dass Demenz vor allem im höheren Alter auftritt und in jüngeren Jahren selten ist.

Grundsätzlich dient die Epidemiologie also einer Erforschung von Risikofaktoren und dem Zusammenhang zwischen Exposition und Risiko oder Exposition und Erkrankung.

Diagnose & Untersuchungsmethoden

Bei der Längsschnittstudie werden gesunde Menschen über Belastungen und Risikofaktoren befragt. Die Studie dauert meistens über mehrere Jahre an, findet als Beobachtung und Befragung statt, um herauszufinden, ob Personen, die mit bestimmten Belastungsvorgängen oder die einem höheren Risiko ausgesetzt sind, schneller und häufiger erkranken oder sogar an den Umständen sterben. So lässt sich statistisch erfassen, ob die Bedingungen ein erhöhtes Gesundheitsrisiko darstellen.

Geschichte und Entwicklung

Als Geburtsstunde des Fachs gilt gemeinhin die Untersuchung eines Choleraausbruchs in London Mitte des 19. Jahrhunderts durch den Arzt John Snow. Snow trug die Wohnorte der Erkrankten in einen Stadtplan ein und stellte fest, dass sich die Fälle um eine bestimmte öffentliche Wasserpumpe häuften. Der Erreger war zu dieser Zeit noch nicht bekannt; die Ursache ließ sich dennoch eingrenzen, weil das Verteilungsmuster der Fälle ausgewertet wurde. Genau darin liegt bis heute die Eigenart der Epidemiologie: Sie kann Zusammenhänge sichtbar machen, bevor der zugrunde liegende Mechanismus verstanden ist.

Etwa zur selben Zeit wies Ignaz Semmelweis in Wien nach, dass die Sterblichkeit im Kindbett auf einer Station deutlich höher lag als auf einer anderen, und führte den Unterschied auf die Übertragung durch die Hände der Untersuchenden zurück. Auch hier stand der statistische Vergleich am Anfang, nicht der Erregernachweis.

Im 20. Jahrhundert kamen die großen Langzeituntersuchungen hinzu. Aus einer seit der Mitte des Jahrhunderts laufenden Untersuchung an der Bevölkerung einer amerikanischen Kleinstadt stammt der Begriff des Risikofaktors, der die Vorstellung von Herz-Kreislauf-Erkrankungen verändert hat. In Großbritannien verfolgten Richard Doll und Austin Bradford Hill über Jahrzehnte eine Gruppe von Ärztinnen und Ärzten und beschrieben den Zusammenhang zwischen Rauchen und Lungenkrebs – ein Befund, der zeigt, wie epidemiologische Ergebnisse in Prävention und Gesetzgebung übergehen können.

Beschreiben, vergleichen, eingreifen

Üblicherweise werden drei Arbeitsrichtungen unterschieden, die aufeinander aufbauen.

Die deskriptive Epidemiologie beschreibt: Wer erkrankt, wo und wann? Sie ordnet Krankheitshäufigkeiten nach Person, Ort und Zeit und liefert damit das Bild, aus dem sich Auffälligkeiten und Vermutungen ergeben. Ihre Datengrundlage sind Meldungen, Register, Todesursachenstatistiken und Befragungen der Bevölkerung.

Die analytische Epidemiologie prüft die daraus entstandenen Vermutungen im Vergleich zweier oder mehrerer Gruppen. Hier sind die Studientypen zu Hause, die Exponierte mit Nichtexponierten oder Erkrankte mit Gesunden gegenüberstellen.

Die experimentelle oder Interventionsepidemiologie greift schließlich selbst ein: Eine Maßnahme wird gezielt eingesetzt und ihr Ergebnis mit dem einer Vergleichsgruppe verglichen. Da hier über die Zuteilung entschieden wird, unterliegt dieses Vorgehen besonderen rechtlichen und ethischen Anforderungen, und es ist längst nicht bei jeder Fragestellung möglich – niemand würde Menschen einer schädlichen Einwirkung zuteilen, um deren Folgen zu messen. Vieles, was über Schadstoffe bekannt ist, stammt deshalb notwendig aus beobachtenden Untersuchungen.

Weitere Studientypen

Neben der Fall-Kontroll- und der Längsschnittuntersuchung kennt das Fach weitere Anlagen, die jeweils andere Fragen beantworten.

Die Kohortenstudie ist die in der Epidemiologie übliche Bezeichnung für die vorausschauend angelegte Längsschnittuntersuchung: Sie verfolgt eine nach der Belastung eingeteilte Gruppe über die Zeit und beobachtet, wer erkrankt. Sie kann vorausschauend angelegt sein oder rückblickend auf bereits vorhandene Aufzeichnungen zugreifen. Ihr Vorzug ist die klare zeitliche Abfolge – die Belastung ist vor der Erkrankung dokumentiert. Bei seltenen Erkrankungen wird sie allerdings sehr aufwendig, weil große Gruppen über lange Zeit begleitet werden müssen. Für seltene Erkrankungen ist die Fall-Kontroll-Untersuchung deshalb oft der einzige gangbare Weg.

Die Querschnittuntersuchung erfasst Belastung und Erkrankung zum selben Zeitpunkt. Sie eignet sich gut zur Bestimmung der Häufigkeit, kann aber häufig nicht klären, was zuerst da war.

Die ökologische Untersuchung vergleicht ganze Gruppen oder Regionen, etwa den durchschnittlichen Verbrauch eines Lebensmittels und die Erkrankungshäufigkeit in verschiedenen Ländern. Sie ist rasch durchführbar, birgt aber eine bekannte Fehlerquelle: Von einem Zusammenhang auf Gruppenebene lässt sich nicht ohne Weiteres auf den einzelnen Menschen schließen.

Die randomisierte kontrollierte Studie teilt die Teilnehmenden nach dem Zufall den Gruppen zu. Weil der Zufall auch unbekannte Unterschiede zwischen den Gruppen im Mittel ausgleicht, gilt sie für die Prüfung von Maßnahmen als aussagekräftigstes Vorgehen.

Am Ende steht die zusammenfassende Auswertung: Systematische Übersichtsarbeiten suchen die vorhandenen Untersuchungen nach festgelegten Regeln zusammen und bewerten ihre Qualität; die Metaanalyse fasst ihre Ergebnisse rechnerisch zusammen. Damit lässt sich beurteilen, ob ein Befund über mehrere Untersuchungen hinweg Bestand hat – ein einzelnes Ergebnis, auch ein aufsehenerregendes, trägt für sich genommen wenig.

Verzerrungen, Zufall und Störgrößen

Der größte Teil der methodischen Arbeit in der Epidemiologie gilt der Frage, ob ein gefundener Zusammenhang echt ist. Drei Erklärungen müssen zuvor ausgeschlossen werden.

Die erste ist der Zufall. Je kleiner die untersuchte Gruppe, desto eher entsteht ein Unterschied, den es in Wirklichkeit nicht gibt. Statistische Verfahren geben an, wie gut ein Ergebnis abgesichert ist; sie ersetzen aber keine inhaltliche Beurteilung.

Die zweite ist die systematische Verzerrung. Bei der Auswahlverzerrung sind die Untersuchten nicht repräsentativ – etwa dann, wenn besonders gesundheitsbewusste Menschen eher an einer Befragung teilnehmen. Bei der Informationsverzerrung ist die Erhebung selbst schief: Erkrankte erinnern sich erfahrungsgemäß intensiver an mögliche Ursachen als Gesunde, weil sie nach einer Erklärung für ihre Erkrankung suchen. Gerade Untersuchungen, die auf Rückerinnerung beruhen, sind davon betroffen.

Die dritte ist die Störgröße. Sie liegt vor, wenn ein dritter Faktor sowohl mit der untersuchten Belastung als auch mit der Erkrankung zusammenhängt und den Zusammenhang dadurch vortäuscht oder verdeckt. Das klassische Beispiel ist das Alter: Es hängt mit fast allem zusammen. Um solche Einflüsse zu begrenzen, werden Vergleichsgruppen gezielt ähnlich zusammengesetzt, oder die Auswertung rechnet den Einfluss heraus. Vollständig ausschließen lässt sich eine unbekannte Störgröße in einer beobachtenden Untersuchung jedoch nie.

Vom Zusammenhang zur Ursache

Dass zwei Merkmale gemeinsam auftreten, bedeutet nicht, dass das eine das andere verursacht. Die Frage, wann ein statistischer Zusammenhang als ursächlich gelten kann, hat Austin Bradford Hill in einer Reihe von Gesichtspunkten zusammengefasst, die bis heute herangezogen werden.

Dazu gehören die Stärke des Zusammenhangs, seine Beständigkeit über verschiedene Untersuchungen, Untersuchungsgruppen und Zeiträume hinweg, die richtige zeitliche Abfolge – die Belastung muss der Erkrankung vorausgehen –, eine Beziehung zwischen Ausmaß der Belastung und Ausmaß des Risikos, die biologische Plausibilität, die Vereinbarkeit mit dem übrigen Wissensstand und die Frage, ob der Zusammenhang verschwindet, wenn die Belastung entfällt.

Diese Gesichtspunkte sind ausdrücklich keine Prüfliste, die abgehakt wird, und kein einzelner von ihnen beweist etwas für sich. Sie beschreiben, worauf ein fachliches Urteil gestützt wird. Das erklärt auch, warum es zwischen einem ersten auffälligen Befund und einer allgemein anerkannten Ursachenaussage oft Jahre dauert.

Weitere Kennzahlen

Neben den bereits genannten Größen werden regelmäßig weitere verwendet.

Die Mortalität setzt die Zahl der Sterbefälle ins Verhältnis zur Bevölkerung und beschreibt damit, welche Bedeutung eine Erkrankung für die Gesamtbevölkerung hat. Die Letalität dagegen bezieht die Sterbefälle nur auf die Erkrankten und beschreibt, wie gefährlich eine Erkrankung für den ist, der sie hat. Beide werden häufig verwechselt, obwohl sie sehr Verschiedenes aussagen – eine sehr seltene Erkrankung kann eine hohe Letalität und zugleich eine kaum messbare Mortalität haben.

Da in einer Fall-Kontroll-Untersuchung nach dem Krankheitsstatus ausgewählt wird und nicht nach der Belastung, lässt sich das relative Risiko dort nicht unmittelbar berechnen. An seine Stelle tritt das Chancenverhältnis, das die Belastungschancen von Erkrankten und Nichterkrankten gegenüberstellt.

Für die Beurteilung der praktischen Bedeutung ist außerdem der Unterschied zwischen relativer und absoluter Angabe entscheidend. Eine Verdopplung klingt eindrucksvoll, sagt aber erst dann etwas, wenn bekannt ist, von welchem Ausgangswert aus verdoppelt wird. Meldungen, die nur die relative Veränderung nennen, sind deshalb aus epidemiologischer Sicht unvollständig.

Bei übertragbaren Erkrankungen kommt die Reproduktionszahl hinzu: Sie gibt an, wie viele Menschen ein Erkrankter im Mittel ansteckt. Liegt sie dauerhaft unter eins, klingt ein Ausbruch ab. Sie ist keine feste Eigenschaft des Erregers, sondern hängt von Verhalten, Immunitätslage und Maßnahmen ab und verändert sich daher im Verlauf.

Epidemiologie im öffentlichen Gesundheitswesen

Ein großer Teil der epidemiologischen Arbeit findet nicht in der Forschung statt, sondern in der laufenden Beobachtung des Krankheitsgeschehens.

In Deutschland besteht für bestimmte Erreger und Krankheitsbilder eine gesetzliche Meldepflicht. Die Meldungen laufen über die Gesundheitsämter und die Landesbehörden beim Robert Koch-Institut zusammen, das die Daten auswertet und veröffentlicht. Auf dieser Grundlage lassen sich Ausbrüche früh erkennen und eingrenzen. Für Krebserkrankungen bestehen eigene Register, in denen Neuerkrankungen erfasst werden; sie liefern die Zahlen, auf denen Aussagen über Häufigkeit und Verlauf beruhen.

Auch Impfungsempfehlungen und Programme zur Krebsfrüherkennung beruhen auf epidemiologischen Auswertungen. Bei Untersuchungen an gesunden Menschen fällt dabei etwas ins Gewicht, das in der Krankenversorgung eine geringere Rolle spielt: Auch ein sehr treffsicherer Test erzeugt in einer Bevölkerung, in der die gesuchte Erkrankung selten ist, viele auffällige Befunde, die sich nicht bestätigen. Hinzu kommt die Möglichkeit, Veränderungen zu entdecken, die nie Beschwerden verursacht hätten. Ob ein Programm mehr nützt als schadet, ist deshalb eine Frage, die sich nur mit epidemiologischen Mitteln beantworten lässt – und nicht am einzelnen Befund.

Schließlich liefert das Fach die Grundlage für die Bewertung von Umwelt- und Arbeitsbedingungen, für die Beobachtung von Antibiotikaresistenzen und für die Planung von Versorgungsstrukturen. Der gemeinsame Kern all dieser Aufgaben bleibt derselbe wie bei Snows Stadtplan: aus dem Muster der Fälle auf die Bedingungen zu schließen, unter denen sie entstanden sind.

Quellen

• Kreienbrock, L., Pigeot, I., Ahrens, W.: Epidemiologische Methoden.
  ISBN: 9783827423337

• Razum, O., Kolip, P. (Hrsg.): Handbuch Gesundheitswissenschaften.
  ISBN: 9783779938576

• Schwartz, F. W., Walter, U., Siegrist, J., et al. (Hrsg.): Public Health – Gesundheit und Gesundheitswesen.
  ISBN: 9783437222627

• Herold, G.: Innere Medizin 2026.
  ISBN: 9783982116655

• Letzel, S., Nowak, D. (Hrsg.): Handbuch der Arbeitsmedizin.
  ISBN: 9783609105703

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