Що відбувається з людиною після смерті
Розпад наших органів після смерті може бути дуже цікавим, якщо ви наважитеся вникнути в деталі, звичайно. Розслідування проводить Мо Костанді.
«Щоб її зламати, не потрібно занадто велике зусилля, — каже співробітниця похоронного бюро Холлі Вільямс, піднімаючи руку Джона і м'яко згинаючи її в лікті та зап'ястя. — Зазвичай чим свіжіше тіло, тим легше мені з ним працювати».
Вільямс говорить м'яко і веде себе безтурботно, що зовсім не в'яжеться з характером її роботи. Вона зросла, а пізніше почала працювати в сімейному похоронному бюро Вільямсів у північному Техасі, бачачи трупи щодня, з дитинства. Наразі їй 28, і, за її оцінками, вона обробила вже близько 1000 тіл.
«Більшість людей, яких ми забираємо, помирають у приватних санаторіях, — каже Холлі. — Але іноді до нас потрапляють люди, які померли від вогнепальних поранень або загинули в автокатастрофі. Іноді нас просять забрати когось, хто помер на самоті, і кого не бачили багато тижнів. Такі тіла вже починають розкладатися, що серйозно ускладнює роботу».
Джон, перш ніж його привезли до похоронного бюро, був мертвий близько 4 годин. Для своїх років він був відносно здоровим. Більшу частину життя він працював на нафтових родовищах Техасу, і ця робота тримала його у добрій фізичній формі. Він у міру вживав алкоголь, а кілька десятиліть тому кинув палити.
Самоперетравлення
Труп, що розкладається, дуже далекий від того, щоб бути «мертвим», оскільки в ньому вирує життя. Багато вчених розглядають труп, що розкладається, як наріжний камінь величезної і складної екосистеми, яка виникає після смерті, розвивається і процвітає, в той час як розкладання триває.
Розпад тканин починається через кілька хвилин після смерті з процесу,який називається автоліз, або самоперетравлення. Після того як серце припиняє битися, клітини починають відчувати нестачу кисню, їхня кислотність збільшується, оскільки починають накопичуватися побічні токсичні продукти хімічних реакцій.
Ферменти починають перетравлювати мембрани клітин, клітини руйнуються. Зазвичай це починається з печінки, оскільки вона багата на ферменти, і з мозку, оскільки там міститься вода.
Потім схожим чином починають руйнуватися інші органи і тканини. Під дією сили тяжкості пошкоджені клітини крові йдуть із зруйнованих судин, і шкіра блідне.
Температура тіла починає падати. Наступна стадія — трупне задублення, яке починається з повік, щелеп та м'язів шиї, після чого поширюється на кінцівки.
За життя м'язові волокна скорочуються і розслаблюються через два фібрилярні білки, актин і міозин, що взаємодіють один з одним. Але після смерті клітини перестають отримувати енергію, білкові нитки стають нерухомими, у результаті м'язи та суглоби стають жорсткими.
На цих ранніх стадіях трупна екосистема складається в основному з бактерій, що живуть як зовні, так і всередині нього. У наших тілах дуже багато бактерій. По суті, кожен куточок нашого тіла дає особливе місце існування цілим спільнотам мікробів. Найбільша кількість мікробних угруповань живе в травному тракті.
Відключення імунітету
Поки ми живі, більшість наших внутрішніх органів не мають мікробів. Але незабаром після смерті імунна система перестає працювати і мікроби вільно поширюються по всьому тілу.
Починається це, як правило, у кишечнику, на стику між товстим кишечником та тонким. Потім бактерії проникають у капіляри.травної системи та в лімфатичні вузли, потрапляючи спочатку в печінку та селезінку, а потім у серце та мозок.
Виявилося, що зразки, взяті з різних органів одного трупа, дуже схожі один на одного, але при цьому сильно відрізнялися від аналогічних зразків, взятих з інших тіл. Це можна пояснити або відмінностями в мікробіом кожного трупа, або різницею в часі після смерті.
Контрольний перелік бактерій
Крім того, дослідження Джаван показали, що бактерії потрапляють у печінку приблизно через 20 годин після смерті і їм потрібно як мінімум 58 годин для того, щоб поширитися на решту органів, з яких бралися зразки.
«Склад бактерій після смерті змінюється, – каже Джаван. — Вони доходять до серця, мозку та нарешті до репродуктивних органів. Ми проведемо ще одну послідовність експериментів, щоб з'ясувати, який орган є найкращим для визначення часу смерті, оскільки це ще неясно».
Але дещо зрозуміло вже зараз: різний склад бактерій пов'язаний із різними стадіями розкладання.
Природне розкладання
На багатьох з нас вид гниючого трупа справляє враження, що відштовхує і лякає. Але для людей з Фонду прикладної криміналістики південно-східного Техасу трупи, що розкладаються, — звичайна річ.
Ця установа була відкрита у 2009 році, і в ній вивчають природний розпад тіл. Наприкінці 2011 року дослідники Сібіл Бучелі та Аарон Лінн залишили на території, що належить фонду, два трупи, щоб вони розкладалися в природних умовах.
У міру самоперетравлення та поширення бактерій із травного тракту в трупі починаються процеси розкладання. Це «молекулярна смерть», тобто розпад м'яких тканин на гази, солі тарідини.
Розкладання пов'язане з тим, що в тілі на зміну аеробним бактеріям, для розмноження яких потрібен кисень, приходять анаеробні бактерії, для життєдіяльності яких кисень не потрібно.
Вони харчуються тканинами організму і виробляють газоподібні побічні продукти, такі як сірководень, метан і аміак, які накопичуються в тілі, призводячи до здуття живота, а іноді і кінцівок.
Все це веде до подальшої зміни кольору тіла. Коли ушкоджені клітини крові просочуються в тіло з пошкоджених судин, анаеробні бактерії починають перетворювати молекули гемоглобіну, які колись несли кисень по тілу, на сульфгемоглобін. Поява молекул сульфгемоглобіну в тілі надає шкірі зеленувато-чорного відтінку.
Особливе середовище проживання
Так як тиск газу всередині тіла продовжує зростати, це призводить до появи пухирів на всій поверхні шкіри. Спочатку відбувається ослаблення, а потім і «зісковзування» з тіла великих клаптів шкіри.
Зрештою, гази та зріджені тканини виходять із тіла, зазвичай через анус та інші отвори. Але іноді тиск газу буває настільки великим, що живіт може просто розірватися.
Здуття часто використовують як маркер для позначення переходу від ранніх стадій розкладання до пізніших, і недавнє дослідження показує, що цей перехід характеризується серйозною зміною у складі трупних бактерій.
Оскільки Бучелі ентомолог, насамперед цікавиться комахами, які заводяться у трупі. Труп вона розглядає як особливе середовище для різних видів комах, що харчуються падаллю, життєвий цикл яких може протікати як усередині трупа, так і поряд з ним.
Личинковий цикл
З розкладанням тісно пов'язані два види комах: м'ясні мухи та сірі м'яснімухи (і навіть їх личинки). Трупи випромінюють нудотний запах, що складається зі складного коктейлю летких сполук, і цей запах змінюється в міру розкладання.
М'ясні мухи можуть відчувати цей запах за допомогою спеціальних рецепторів на вусах. Вони сідають на труп і відкладають яйця в отвори та відкриті рани. Кожна муха відкладає близько 250 яєць, з яких за 24 години вилуплюються личинки. Вони починають харчуватися тілом, що розкладається, потім линяють і стають більшими.
Після кількох лінок вони лялечки, а потім перетворюються на дорослих мух, і весь цей цикл повторюється доти, поки личинкам мух є чим харчуватися. При оптимальних умовах в тілі, що активно розкладається, може міститися величезна кількість личинок. Ця маса виділяє багато тепла, тому температура всередині тіла підвищується до 10 °С.
Наявність мух приваблює хижаків, таких як жуки, кліщі, мурахи, оси та павуки, які харчуються яйцями мух та їх личинками. Тіло також приваблює стерв'ятників та інших великих м'ясоїдних тварин.
Унікальна комбінація
Проте без великих падальників саме личинки відповідають за поїдання м'яких тканин. Карл Лінней у 1767 році зауважив: «Три мухи можуть зжерти труп коня так само швидко, як лев».
Кожен вид, що харчується падаллю, має унікальну комбінацію кишкових мікробів, а різні типи грунту служать притулком для різних бактеріальних співтовариств. Склад цих угруповань визначається цілим рядом факторів, таких як температура грунту, його вологість, тип і структура.
Всі ці мікроби щоразу змішуються в трупній екосистемі.
Мухи, які сідають на труп, не лише відкладають туди яйця, а й приносять свої бактерії. А бактерії, що містяться в трупі, потрапляють намух. Крім того, розріджені тканини, що сочилися з тіла, сприяють бактеріальному обміну між тілом та ґрунтом під тілом.
Таким чином, у кожного трупа є унікальний мікробіологічний підпис, і цей підпис може змінюватись в залежності від часу та умов смерті.
Найкраще розуміння складу бактеріальних спільнот, відносин між ними і того, як вони впливають одна на одну, якось може допомогти судмедекспертам дізнатися більше про те, де, коли і як померла людина.
Шматочки головоломки
Наприклад, виділення послідовностей ДНК, які, як відомо, унікальні як для організмів у трупі, так і для ґрунту під ним, може допомогти слідчим, які працюють на місці злочину, пов'язати тіло жертви з географічним положенням, що у свою чергу дозволить значно звузити область. пошуку доказів.
«Було кілька справ, у яких судова ентомологія справді прийшла на допомогу та змогла знайти важливі частини головоломки», — каже Бучелі, додаючи, що сподівається, що одного разу бактерії зможуть дати ще більше інформації та стануть додатковим інструментом, який дозволить уточнити час смерті.
"Сподіваюся, що років через п'ять ми зможемо використовувати бактеріальні дані в судах", - каже вона.
Саме з цією метою дослідники заносять різновиди бактерій, що містяться зовні і всередині людського тіла, до спеціального каталогу і намагаються зрозуміти, наскільки бактеріальні дані різняться у різних людей. «Мені хотілося б мати повний набір даних з початку життя і до смерті людини», — каже Бучелі.
Деніел Уекскотт, антрополог, що спеціалізується на вивченні будови черепів, використовує мікроКТ-сканер для аналізу мікроструктури кісток тіл. А ще він співпрацює з ентомологами та мікробіологами, у тому числі і з Джаван, а також зкомп'ютерними інженерами та з оператором безпілотника, за допомогою якого виконується аерофотозйомка місцевості.
«Я читав статтю про безпілотників, які літають над сільгоспугіддями та визначають місця, оптимальні для посадки культур, — каже він. — Вони розглядали ґрунт у ІЧ-діапазоні, і більш родючий ґрунт у ньому виглядав темнішим. Я подумав, якщо вони так роблять, може й нас варто цим скористатися»?
Родюча земля
Острівці родючого ґрунту – це осередки трупного розкладання. Тіло, що розкладається, істотно змінює хімію грунту під ним, і ці зміни можуть накопичуватися багато років. Рідини тіла, що розкладається, просочуються в грунт, міграції комах сприяють широкому поширенню бактерій навколо тіла.
В результаті цих процесів у полі виникає «острівець трупного розкладання», область ґрунту, багатого на органічні поживні речовини.
За оцінками, середнє людське тіло на 50-75% складається з води, а кожен кілограм сухої маси тіла випускає в грунт 32 г азоту, 10 г фосфору, 4 г калію і 1 г магнію. На початковому етапі все це знищує навколишню рослинність, можливо, причина в токсичності азоту. Але в кінцевому рахунку розкладання дуже корисне для екосистеми.
Мікробна біомаса в острівці трупного розкладання більше, ніж у сусідніх з ним областях. Подальше дослідження того, як тіла, що розкладаються, змінюють екологію, може призвести до відкриття нового способу пошуку жертв, тіла яких були поховані в неглибоких могилах.
Детальний аналіз ґрунту може дати ще один спосіб встановлення точного часу смерті. Дослідження біохімічних змін в острівці трупного розкладання, проведені у 2008 році, показали, що концентрація фосфоліпідів у ґрунті під трупом досягаємаксимуму через 40 днів після смерті, а концентрація азоту та фосфору стає максимальною через 72 дні та через 100 днів відповідно.
Більш детальне вивчення цих процесів та аналіз біохімії ґрунту може допомогти судмедекспертам зрозуміти, як давно тіло було поміщене до могили.