Śmiertelność

Śmiertelność – termin występujący w ekologii, demografii i epidemiologii oznaczający zarówno zjawisko (przeciwieństwo nieśmiertelności), jak i częstość występowania tego zjawiska na określonym obszarze w określonym przedziale czasowym. Związana jest z nim miara zwana wskaźnikiem (współczynnikiem lub indeksem) śmiertelności (ang. mortality rate, death rate, fatality rate)^[1][2]. Jest jednym z czterech podstawowych czynników decydujących o dynamice liczebności populacji obok rozrodczości, imigracji i emigracji^[3].

Wskaźnik śmiertelności

Wskaźnik śmiertelności jest to częstość zjawisk śmierci osobników określonej populacji zanotowana na określonym obszarze w określonym przedziale czasowym:

${\displaystyle s={\frac {S}{N}},}$

gdzie N jest liczebnością populacji na początku wyznaczonego przedziału czasowego, S liczbą osobników zmarłych stwierdzoną w określonym czasie spośród tych, które żyły w chwili ${\displaystyle t.}$ W ekologii często operuje się wskaźnikiem przeżywalności równym ${\displaystyle 1-s}$^[3].

W badaniach wielu dzikich populacji wyliczanie tego wskaźnika napotyka na szereg trudności z racji trudności w ustaleniu liczebności populacji oraz wyznaczeniu wszystkich zjawisk śmierci jakie miały miejsce w danym czasie. W ekologii śmiertelność mierzy się bezpośrednio lub pośrednio^[3]. Metoda bezpośrednia polega to na wyznakowaniu pewnej liczby osobników w określonym czasie i sprawdzeniu ile z nich dożywa do końca wyznaczonego okresu badawczego. Wskaźnik śmiertelności szacuje się wtedy na podstawie wzoru:

${\displaystyle s={\frac {N_{t}-N_{t+\Delta }}{N_{t}}},}$

gdzie ${\displaystyle N_{t}}$ jest liczbą wyznakowanych osobników w chwili ${\displaystyle t,}$ ${\displaystyle N_{t+\Delta }}$ liczba wyznakowanych osobników, które dożyły do czasu ${\displaystyle t+\Delta .}$ Metoda pośrednia może być wyznaczana wtedy, gdy możliwe jest rozróżnienie osobników należących do różnych grup wiekowych. Jeżeli w danym czasie określi się liczebność osobników w wieku ${\displaystyle w}$ i w wieku ${\displaystyle w+\Delta }$ to wskaźnik śmiertelności osobników w wieku ${\displaystyle w}$ jest równy:

${\displaystyle s_{w}={\frac {N_{w+\Delta }}{N_{w}}},}$

gdzie ${\displaystyle N_{w}}$ jest stwierdzoną liczebnością osobników w wieku ${\displaystyle w,}$ a ${\displaystyle N_{w+\Delta }}$ liczebnością osobników w wieku ${\displaystyle w+\Delta .}$ Utożsamianie wskaźnika ${\displaystyle s_{w}}$ ze wskaźnikiem śmiertelności jest możliwe tylko wtedy gdy nie zależy on istotnie od wieku osobników i dla różnych grup wiekowych daje zbliżone wartości^[3]. Stosowany jest on w odniesieniu do wielu populacji ryb^[4].

Wskaźnik śmiertelności istotnie zależy od długości przedziału czasowego w jakim zlicza się zjawiska śmierci. Jeżeli założy się, że nie ulega on zmianie w czasie i w przedziałach ${\displaystyle [t,t+\Delta ],[t+\Delta ,t+2\Delta ],\dots ,[t+(k-1)\Delta ,t+k\Delta ]}$ wynosił ${\displaystyle s_{\Delta }}$ to wskaźnik śmiertelności w przedziale czasowym ${\displaystyle [t,t+k\Delta ]}$ będzie równy:

${\displaystyle s_{k\Delta }=1-(1-s_{\Delta })^{k}}$^[5].

Jeżeli zatem wyznaczono wskaźnik śmiertelności ${\displaystyle s_{d}}$ w okresie ${\displaystyle d}$ jednostek czasowych i standaryzuje się jego wartość tak by pokazywała śmiertelność w jednostce czasu to należy użyć wzoru:

${\displaystyle s=1-{\sqrt[{d}]{1-s_{d}}}.}$

Wychodząc z tego wzoru, można wyliczyć granicę ${\displaystyle \lim _{\Delta \rightarrow 0}{\frac {s_{\Delta }}{\Delta }},}$ gdy w przedziale czasowym ${\displaystyle [t_{1},t_{2}]}$ obliczony doświadczalnie wskaźnik śmiertelności wynosił ${\displaystyle s}$ i zakładamy że przy podziale odcinka ${\displaystyle [t_{1},t_{2}]}$ na d małych odcinków wskaźniki śmiertelności w tych małych odcinkach są równe. W ten sposób powstaje punktowy wskaźnik śmiertelności [ang. instantaneous mortality rate]^[4][6][3] zwany także chwilowym współczynnikiem śmiertelności^[5]. Jest on równy:

${\displaystyle s_{0}=-\ln(s).}$

Wielkość ta należy do mianowanych i wylicza się ją w jednostkach ${\displaystyle {\frac {1}{j.czasu}}}$ gdzie jednostka czasu jest taka, w jakiej wyliczono długość przedziału ${\displaystyle [t_{1},t_{2}].}$ Jest wygodna w obliczeniach ze względu na swoją addytywność^[3]. Pozwala ona na porównanie śmiertelności różnych populacji bądź tej samej populacji w różnych sezonach.

Śmiertelność ekologiczna i minimalna

W ekologii populacji wyróżnia się śmiertelność ekologiczną, czyli faktycznie istniejącą w populacji w rzeczywistym siedlisku, zajmowanym również przez inne gatunki, np. przez populacje tworzące biocenozę (zob. oddziaływania międzygatunkowe) lub śmiertelność minimalną, która miałaby miejsce, gdyby populacja żyła w optymalnych warunkach^[7][8].

Śmiertelność w epidemiologii

W epidemiologii śmiertelność definiuje się jako iloraz liczby zgonów spowodowanych daną chorobą i liczby chorych na tę chorobę^[8][9].

Niektóre czynniki chorobotwórcze według śmiertelności w 2016 roku w milionach (w nawiasie podano wskaźnik DALY w milionach lat)^[10][11]:

• wszystkie poniższe – 32,8 (1080)
  • czynniki środowiskowe i czynniki w miejscu pracy – 9,3 (312)
    • skażona woda i brak higieny osobistej – 2,2 (76)
    • zatrute powietrze – 6,1 (163)
    • ekspozycja na radon i ołów – 0,5 (15)
    • czynniki w miejscu pracy (zobacz: choroby zawodowe) – 1,4 (76)
  • czynniki behawioralne – 22,3 (781)
    • niedożywienie dzieci i matek – 4,3 (275)
    • dym papierosowy – 6,9 (177)
    • alkohol i narkotyki – 3 (131)
    • niezdrowa dieta – 9,3 (229)
    • molestowanie i przemoc seksualna – 0,1 (8)
    • niebezpieczny seks – 1,8 (55)
    • zbyt niska aktywność fizyczna – 1,2 (24)
  • czynniki metaboliczne – 14,8 (402)

W porównaniu z 2006 rokiem liczba śmierci z powyższych przyczyn wzrosła o 2,9% (wskaźnik DALY spadł o 8,6%). Największy procentowy wzrost liczby śmierci zanotowano w kategorii „zbyt niska aktywność fizyczna” (o 18%), a największy spadek w kategorii „molestowanie i przemoc seksualna” (spadek o 51%).

Choroby według liczby chorujących ludzi w 2016 roku w milionach (w nawiasie podano wskaźnik YLD w milionach lat oraz liczbę zgonów w milionach)^[12][13]:

• wszystkie przyczyny – 7123 (805; 54,7)
  • infekcje, choroby matek i noworodków i choroby związane z odżywianiem – 4943 (101; 10,6)
    • AIDS i gruźlica – 2051 (7; 2,2)
    • powszechne infekcje – 435 (21; 4,8)
    • malaria i zaniedbane choroby tropikalne – 1822 (14; 0,8)
    • choroby matek – 9 (1; 0,2)
    • choroby noworodków – 80 (14; 1,7)
    • niedożywienie – 1673 (41; 0,4)
    • inne – 1728 (4; 0,3)
  • choroby niezakaźne – 6682 (649; 39,5)
    • nowotwory – 43 (5; 8,9)
    • choroby układu krążenia – 469 (33; 17,6)
    • przewlekłe choroby układu oddechowego – 571 (31; 3,5)
    • przewlekłe choroby wątroby – 46 (2; 1,3)
    • choroby trawienne – 262 (7; 1,1)
    • choroby neurologiczne – 2596 (69; 2,8)
    • choroby psychiczne i uzależnienia – 1111 (150; 0,3)
    • cukrzyca, choroby układu moczowego, krwi i endokrynne – 2927 (62; 3,2)
    • bóle mięśniowo-szkieletowe– 1271 (138; 0,1)
    • inne (wady wrodzone, choroby skóry, choroby narządów zmysłu, choroby jamy ustnej) – 5292 (150; 0,6)
  • urazy – 1493 (55; 4,6)
    • urazy w wypadkach komunikacyjnych – 241 (12; 1,4)
    • niezamierzone urazy – 1128 (38; 1,8)
    • autoagresja i przemoc – 230 (4; 1,2)
    • katastrofy naturalne i wojny – 54 (1; 0,2)
  • niepełnosprawność – wiele miliardów ludzi (nieznany; 0)

Zobacz też

• chorobowość
• rozrodczość
• umieralność
• zapadalność

Przypisy