РОЗЛОЖЕННЯ БІОЛОГІЧНОГО МАТЕРІАЛУ ПІСЛЯ НАСТУПУ СМЕРТИ
Після настання смерті під впливом специфічних клітинних ферментів, про катепсинів, відбувається аутоліз (самоперетравлення) клітин, у результаті білкові речовини розкладаються більш прості сполуки. Катепсини містяться в лізосомах клітин багатьох органів. Найбільші їх кількості містяться у клітинах підшлункової залози, печінки, нирок, селезінки. У менших кількостях вони містяться в інших органах та тканинах.
За життя організму катепсини і деякі інші гідролітичні ферменти мають незначну активність. Розпад білків, що викликається катепсинами, в живому організмі швидко заповнюється шляхом їх синтезу. Після смерті активність катепсинів значно зростає. За життя тканини організму мають рН = 6,8. 7,2, а після смерті рН тканин зсувається в кислішу область, сприятливу для прояву активності катепсинів.
Таким чином, аутоліз є одним із ранніх трупних явищ. Аутолізу в першу чергу піддаються тканини трупів, найбагатші катепсинами (підшлункова залоза, печінка, нирки та ін.). Швидшому аутолізу тканин трупів сприяє прижиттєве їх ушкодження (запалення, опіки, обмороження та інших.). Відомий ряд факторів, що гальмують процес аутолізу (наявність у трупах фторидів, ціанідів, сполук миш'яку, карбоксигемоглобіну, серцевих глікозидів та ін.).
Вже через кілька годин після смерті бактерії, що знаходяться в кишках, проникають через їх стінки і кровоносними судинами поширюються майже по всьому трупу. Внаслідок цього під впливом ферментів мікроорганізмів настає процес гниття (путифікації) органів та тканин трупів. Видовий склад бактеріальної флори, що розвивається в трупах (трупної флори), залежить від природи бактерій, що перебувають у кишках. Найчастіше трупну флорускладають стрептококи, стафілококи.
Таким чином, розкладання трупів спочатку відбувається в результаті аутолізу, потім аутоліз супроводжує процес гниття, який починається через 3-4 год після смерті. Про початок гниття трупа свідчить поява специфічного гнильного запаху. Подальше, глибше, розкладання тканин трупів відбувається шляхом гниття, викликаного ферментами мікроорганізмів.
При гнильному розкладанні білкових та інших речовин у трупах утворюється ряд більш простих сполук, хімічні властивості яких можуть бути подібні до властивостей деяких отрут. Це ускладнює хіміко-токсикологічне дослідження деяких отрут, що знаходяться в гнильних органах та тканинах трупів,
Інтенсивність процесів гниття трупів і склад речовин, що утворюються при цьому, залежать від видового складу мікробної флори, температури, вологи, доступу повітря та ряду інших факторів.
При гнитті білкових речовин утворюються пептиди, які розкладаються із заснуванням амінокислот. Останні можуть піддаватися дезамінуванню із виділенням аміаку. Амінокислоти, що містять сірку, розкладаються із виділенням сірководню. При гниття білків можуть утворюватися меркаптани (тіоспирти та тіофеноли), органічні кислоти, продукти їх декарбоксилювання, а також аміни, які часто називають птомаїнами (путресцин, кадаверин, етилендіамін та ін.).
При гнильному розкладанні вуглеводів утворюються органічні кислоти, продукти їх декарбоксилювання, альдегіди, кетони, лактони, оксид вуглецю (IV).
Під впливом гнильних бактерій настає окислення амінокислот і жирів з утворенням спиртів, у суміші яких містяться метиловий, етиловий та вищі спирти. Під впливом ферментів кишкової палички з глюкози утворюються різні кількості пропілового,бутилового та метилового спиртів. З лейцину утворюється аміловий спирт, а з валіну - ізобутиловий. Перераховані вище спирти потім окислюються до альдегідів та відповідних кислот.
Ф. Сельмі в 1878 р. в гнильних трупах виявив так звані птомаїни, що отримали цю назву від грецького слова Ptoma, що означає мертве тіло (труп). До головних птомаїнів спочатку відносили путресцин (тетраетилендіамін) і кадаверин (пентаметилендіамін). Ці речовини вважали одними з найбільш токсичних із відомих на той час речовин.
Пізніше інші дослідники повідомили про виділення ними з загнившего біологічного матеріалу так званих трупних алкалоїдів (коніїну, вератину, стрихніну та ін), які теж відносили до птомаїнів. Гадамер узагальнив дані літератури про птомаїни і навів зведення, що включає 67 назв цих речовин. Доказ приналежності речовин, виділених з гнильних органів трупів, до трупних алкалоїдів базувалося на незначній кількості неспецифічних реакцій осадження та фарбування. Так, наприклад, якщо речовина, виділена з трупа, давала такі ж реакції, як і коніін, його називали «трупним коніїном».
З розвитком органічної та аналітичної хімії стало ясно, що «трупні алкалоїди» за елементним складом не ідентичні відповідним алкалоїдам. Аналогічні висновки було зроблено і виходячи з результатів деяких фізико-хімічних методів аналізу (хроматографії, спектрофотометрії та інших.). Таким чином, встановлено, що більшість птомаїнів відноситься не до алкалоїдів, а до інших азотистих речовин основного характеру, які заважають виявленню алкалоїдів, виділених з біологічного матеріалу.
Тому робити висновок про наявність алкалоїдів, виділених з гнильного біологічного матеріалу, тількивиходячи з якісних реакцій неможливо. Для зазначеної мети повинні застосовуватися якісні реакції та фізико-хімічні методи.
Токсичність птомаїнів теж виявилася спірною. Після очищення птомаїнів були отримані речовини, що мають меншу токсичність, ніж птомаїни, виділені з трупів. Путресцин і кадаверин, отримані в лабораторії шляхом синтезу, теж виявилися менш токсичними, ніж виділені з органів трупів. Тому токсичність птомаїнів пояснюється дією деяких домішок, що містяться в біологічному гнильному матеріалі поряд з птомаїнами. До домішок відносяться бактеріальні токсини та ряд продуктів синтезу, що утворюються в трупному матеріалі під впливом бактеріальних ферментів.
Описані вище гнильні процеси відбуваються в трупах переважно без доступу повітря (у могилах). Однак в окремих випадках трупи можуть перебувати і на поверхні або в місцях, які добре проникає кисень повітря. У таких випадках гниття трупів відбувається під впливом ферментів аеробних бактерій. Такі процеси розкладання трупів називаються тлінням.
Тління. Цей вид гниття трупів переважно відбувається під впливом аеробних бактерій при доступі повітря та невеликої вологості. Тління відбувається значно швидше, ніж гниття трупів у могилах.
При тлінні у трупах утворюються речовини, які за хімічним складом відрізняються від речовин, що утворюються при гниття трупів у могилах без повітря. За відсутності повітря в трупах при гнитті утворюється більше сполук, ніж при тлінні. Крім цього, багато сполук, що утворюються при гниття без доступу повітря, є токсичнішими, ніж речовини, що утворюються при тлінні. У процесі тління відбувається швидке зневоднення трупів та створюються умови для появихробаків, які можуть об'їдати труп до скелета, та цвілевих грибів.
Залежно та умовами розкладання може відбуватися утворення жировоску чи муміфікація трупів.
Жировоск є своєрідним станом тканин трупів, що виникає в результаті взаємодії жирних кислот із солями лужноземельних та лужних металів в умовах підвищеної вологості (у воді, у вологому ґрунті), за недостатності або відсутності повітря. За зазначених умов відбувається процес мацерації, при якому відшаровується епідерміс, а потім через позбавлену епідермісу шкіру в труп проникає вода. Вона вимиває кров і ряд речовин із тканин, а потім відбувається омилення жирів у трупах. Жири розкладаються на гліцерин та жирні кислоти. Гліцерин та олеїнова кислота вимиваються з тканин трупів водою, а пальмітинова та стеаринова кислоти з солями лужноземельних та лужних металів утворюють солі (мила), які й складають жировоск. Він являє собою тверду милоподібну або сирну масу.
Внаслідок утворення жировоська труп зберігає зовнішню форму. Внутрішні органи трупа, що у стані жировоску, відсутні. На їхньому місці виявляються грудки воскоподібної маси. При судово-медичній експертизі трупів або їх частин, які перебувають у стані жировоску, можна виявити сліди раніше заподіяних ушкоджень (вогнепальних ран, порізів та ін.). У жировоську тривалий час можуть зберігатися деякі отрути. Таким чином, жировоск є одним із видів природної консервації трупів.
Муміфікація - повне висихання трупів. Цей процес відбувається при сухому повітрі, підвищеній температурі та хорошій вентиляції. У умовах припиняються процеси гниття і відбувається висихання трупів. В результаті муміфікації зменшується об'єм та маса трупів, їхм'які тканини ущільнюються і зморщуються, шкіра набуває буро-коричневого забарвлення і пергаментного вигляду. Трупи дорослих муміфікуються протягом 3-6 місяців, а трупи новонароджених за 3-4 тижні. У муміфікованих трупах тривалий час можуть зберігатися деякі отрути, що спричинили отруєння.
Вище при описі процесів розкладання органів і тканин трупів були перераховані деякі речовини, що утворюються при цьому. Однак список цих речовин не вичерпується наведеними даними. На підставі літературних даних Гадамер встановлено, що в результаті розкладання трупів може утворюватися близько 1300 різних сполук. Багато з цих сполук дають такі самі реакції, як і деякі речовини, що підлягають дослідженню при судово-хімічному аналізі біологічного матеріалу на наявність отрут.
Безумовно, така велика кількість продуктів розкладання трупів ніколи не може одночасно утримуватися в біологічному матеріалі, що розкладається. Утворення цих речовин у трупах відбувається поетапно. На кожному етапі гниття трупів утворюється певна кількість продуктів розкладання, які піддаються подальшим перетворенням. Хімічний склад сполук, що утворюються на даному етапі, залежить від часу розкладання трупного матеріалу, температури, наявності вологи, доступу повітря, бактеріальної флори, складу органів і тканин, що піддаються розкладу, та від інших факторів.
Враховуючи, що з часом кількість продуктів розкладання трупного матеріалу збільшується, аналіз цього матеріалу на наявність отрут повинен проводитися через 1-2 доби після смерті. Однак у ряді випадків до судово-хімічних лабораторій на аналіз надходять органи трупів і біологічні рідини (кров, сеча), що вже зазнали гнильних змін. Це пояснюється низкою причин. Іноді трупивиявляються лише через кілька діб або місяців після настання смерті, а потім піддаються розтині. У ряді випадків виникає необхідність проводити ексгумацію трупів (витяг із землі похованих трупів для судово-медичного та судово-хімічного досліджень).