Что происходит с человеком после смерти
Трупы живее, чем кажутся
Распад наших органов после смерти может быть очень увлекателен, если вы решитесь вникнуть в детали, конечно. Расследование проводит Мо Костанди.
«Чтобы её сломать, не требуется слишком большое усилие, — говорит сотрудница похоронного бюро Холли Уильямс, поднимая руку Джона и мягко сгибая её в локте и в запястье. — Обычно чем тело свежее, тем легче мне с ним работать».
Уильямс говорит мягко и ведёт себя беспечно, что совсем не вяжется с характером её работы. Она выросла, а позднее начала работать в семейном похоронном бюро Уильямсов в северном Техасе, видя трупы каждый день, с самого детства. Сейчас ей 28, и, по её оценкам, она обработала уже около 1000 тел.
«Большая часть людей, которых мы забираем, умирают в частных санаториях, — говорит Холли. — Но иногда к нам попадают люди, умершие от огнестрельных ранений или погибшие в автокатастрофе. Иногда нас просят забрать кого-то, кто умер в одиночестве, и кого не видели в течение многих недель. Такие тела уже начинают разлагаться, что серьёзно усложняет мне работу».
Джон, прежде чем его привезли в похоронное бюро, был мёртв уже около 4 часов.Для своих лет он был относительно здоров. Большую часть жизни он работал на нефтяных месторождениях Техаса, и эта работа держала его в хорошей физической форме. Он в меру употреблял алкоголь, а несколько десятилетий назад бросил курить.
Но в одно холодное январское утро у него случился тяжелый сердечный приступ (видимо, вызванный другими, неизвестными, осложнениями). Он упал на пол и умер почти мгновенно. Ему было всего 57. Сейчас Джон лежит на металлическом столе Уильямс, его тело, завёрнутое в белую льняную простыню, холодное и жёсткое, а кожа — фиолетово-серая. Всё это признаки того, что первая стадия разложения уже идёт полным ходом.
Самопереваривание
Разлагающийся труп весьма далёк от того, чтобы быть «мёртвым», поскольку в нём бурлит жизнь. Многие учёные рассматривают разлагающийся труп как краеугольный камень огромной и сложной экосистемы, которая возникает после смерти, развивается и процветает, в то время как разложение продолжается.
Распад тканей начинается через несколько минут после смерти с процесса, который называется автолиз, или самопереваривание. После того как сердце прекращает биться, клетки начинают испытывать недостаток кислорода, их кислотность увеличивается, поскольку начинают накапливаться побочные токсичные продукты химических реакций.
Ферменты начинают переваривать мембраны клеток, и клетки разрушаются. Обычно это начинается с печени, так как она богата ферментами, и с мозга, поскольку там содержится вода.
Потом похожим образом начинают разрушаться и другие органы и ткани. Под действием силы тяжести повреждённые клетки крови уходят из разрушенных сосудов, и кожа бледнеет.
Температура тела начинает падать. Следующая стадия — трупное окоченение, которое начинается с век, челюстей и мышц шеи, после чего распространяется на конечности.
При жизни мышечные волокна сокращаются и расслабляются из-за двух фибриллярных белков, актина и миозина, взаимодействующих друг с другом. Но после смерти клетки перестают получать энергию, белковые нити становятся неподвижными, в результате мышцы и суставы становятся жёсткими.
На этих ранних стадиях трупная экосистема состоит в основном из бактерий, живущих как снаружи тела, так и внутри него. В наших телах огромное количество бактерий. В сущности, каждый уголок нашего тела даёт особую среду обитания целым сообществам микробов. Самое большое число микробных сообществ живёт в пищеварительном тракте.
Отключение иммунитета
В августе 2014 года судмедэксперт Гульназ Джаван из Алабамского государственного университета вместе с коллегами опубликовала первое исследование под названием «Thanatomicrobiome» (от греческого «танатос» — смерть).
Пока мы живы, в большинстве наших внутренних органов нет микробов. Но вскоре после смерти иммунная система перестаёт работать, и микробы свободно распространяются по всему телу.
Начинается это, как правило, в кишечнике, на стыке между толстым кишечником и тонким. Затем бактерии проникают в капилляры пищеварительной системы и в лимфатические узлы, попадая вначале в печень и селезёнку, а потом в сердце и мозг.
Джаван и её команда взяли образцы печени, селезёнки, мозга и крови у 11 трупов. Время, прошедшее после смерти, варьировалось от 20 до 240 часов. Они использовали две современные технологии упорядочивания ДНК, объединив их с биоинформатикой, для того чтобы проанализировать и сравнить содержание бактерий в каждом образце.
Оказалось, что образцы, взятые с различных органов одного трупа, были очень похожи друг на друга, но при этом сильно отличались от аналогичных образцов, взятых с других тел. Это можно объяснить либо различиями в микробиоме каждого трупа, либо разницей во времени после смерти.
Контрольный список бактерий
Кроме того, исследования Джаван показали, что бактерии попадают в печень примерно через 20 часов после смерти и им требуется как минимум 58 часов для того, чтобы распространиться на все остальные органы, с которых брались образцы.
«Состав бактерий после смерти изменяется, — говорит Джаван. — Они доходят до сердца, мозга и наконец до репродуктивных органов. Мы проведём ещё одну последовательность экспериментов, чтобы выяснить, какой орган является лучшим для определения времени смерти, поскольку это всё ещё неясно».
Но кое-что понятно уже сейчас: различный состав бактерий связан с различными стадиями разложения.
Естественное разложение
На многих из нас вид гниющего трупа производит отталкивающее и пугающее впечатление. Но для людей из Фонда прикладной криминалистики юго-восточного Техаса разлагающиеся трупы — обыденная вещь.
Это учреждение было открыто в 2009 году, и в нём изучают естественный распад тел. В конце 2011 года исследователи Сибил Бучели и Аарон Линн оставили на территории, принадлежащей фонду, два трупа, чтобы они разлагались в естественных условиях.
Сибил Бучели и Аарон Линн
По мере самопереваривания и распространения бактерий из пищеварительного тракта в трупе начинаются процессы разложения. Это «молекулярная смерть», то есть распад мягких тканей на газы, соли и жидкости.
Разложение связано с тем, что в теле на смену аэробным бактериям, для размножения которых нужен кислород, приходят бактерии анаэробные, для жизнедеятельности которых кислород не требуется.
Они питаются тканями организма и производят газообразные побочные продукты, такие как сероводород, метан и аммиак, которые скапливаются в теле, приводя к вздутию живота, а иногда и конечностей.
Всё это ведёт к дальнейшему изменению цвета тела. Когда повреждённые клетки крови просачиваются в тело из повреждённых сосудов, анаэробные бактерии начинают превращать молекулы гемоглобина, которые когда-то несли кислород по телу, в сульфгемоглобин. Появление молекул сульфгемоглобина в теле придаёт коже зеленовато-чёрный оттенок.
Особая среда обитания
Так как давление газа внутри тела продолжает расти, это приводит к появлению волдырей на всей поверхности кожи. Сначала происходит ослабление, а затем и «соскальзывание» с тела больших лоскутов кожи.
В конце концов, газы и сжиженные ткани выходят из тела, обычно через анус и другие отверстия. Но иногда давление газа бывает столь велико, что живот может просто разорваться.
Вздутие часто используют в качестве маркера для обозначения перехода от ранних стадий разложения к более поздним, и недавнее исследование показывает, что этот переход характеризуется серьёзным изменением в составе трупных бактерий.
Поскольку Бучели энтомолог, в первую очередь интересуется насекомыми, которые заводятся в трупе. Труп она рассматривает как особую среду обитания для различных видов насекомых, питающихся падалью, жизненный цикл которых может протекать как внутри трупа, так и рядом с ним.
Личиночный цикл
С разложением тесно связано два вида насекомых: мясные мухи и серые мясные мухи (а также их личинки). Трупы испускают приторный запах, состоящий из сложного коктейля летучих соединений, и этот запах изменяется по мере разложения.
Мясные мухи могут чувствовать этот запах с помощью специальных рецепторов на своих усах. Они садятся на труп и откладывают яйца в отверстия и открытые раны. Каждая муха откладывает около 250 яиц, из которых через 24 часа вылупляются личинки. Они начинают питаться разлагающейся плотью, затем линяют и становятся крупнее.
После нескольких линек они окукливаются, а потом превращаются во взрослых мух, и весь этот цикл повторяется до тех пор, пока личинкам мух есть чем питаться. При оптимальных условиях в активно разлагающемся теле может содержаться огромное количество личинок. Эта масса выделяет много тепла, так что температура внутри тела повышается до 10 °С.
Наличие мух привлекает хищников, таких как жуки, клещи, муравьи, осы и пауки, которые питаются яйцами мух и их личинками. Тело также привлекает стервятников и других крупных плотоядных животных.
Уникальная комбинация
Тем не менее в отсутствие крупных падальщиков именно личинки отвечают за поедание мягких тканей. Карл Линней в 1767 году заметил: «Три мухи могут сожрать труп лошади так же быстро, как лев».
Карл Линней
Каждый вид, питающийся падалью, имеет уникальную комбинацию кишечных микробов, а различные типы почвы служат пристанищем для самых разных бактериальных сообществ. Состав этих сообществ определяется целым рядом факторов, таких как температура почвы, её влажность, тип и структура.
Все эти микробы раз за разом смешиваются в трупной экосистеме.
Мухи, которые садятся на труп, не только откладывают туда яйца, но и приносят туда свои бактерии. А бактерии, содержащиеся в трупе, попадают на мух. Кроме того, разжиженные ткани, сочащиеся из тела, способствуют бактериальному обмену между телом и почвой под телом.
Таким образом, у каждого трупа есть уникальная микробиологическая подпись, и эта подпись может меняться в зависимости от времени и условий смерти.
Лучшее понимание состава бактериальных сообществ, отношений между ними и того, как они влияют друг на друга, однажды может помочь судмедэкспертам узнать больше о том, где, когда и как умер человек.
Кусочки головоломки
К примеру, выделение последовательностей ДНК, которые, как известно, уникальны как для организмов в трупе, так и для почвы под ним, может помочь следователям, работающим на месте преступления, связать тело жертвы с географическим положением, что в свою очередь позволит значительно сузить область поиска улик.
«Было несколько дел, в которых судебная энтомология действительно пришла на помощь и смогла найти важные части головоломки», — говорит Бучели, добавляя, что надеется, что однажды бактерии смогут дать ещё больше информации и станут дополнительным инструментом, позволяющим уточнить время смерти.
«Надеюсь, что лет через пять мы сможем использовать бактериальные данные в судах», — говорит она.
Именно с этой целью исследователи заносят разновидности бактерий, содержащихся снаружи и внутри человеческого тела, в особый каталог и стараются понять, насколько бактериальные данные различаются у разных людей. «Мне бы хотелось иметь полный набор данных с начала жизни и до смерти человека», — говорит Бучели.
Дэниэл Уэкскотт, антрополог, специализирующийся на изучении строения черепов, использует микроКТ-сканер для анализа микроструктуры костей тел. А ещё он сотрудничает с энтомологами и микробиологами, в том числе и с Джаван, а также с компьютерными инженерами и с оператором беспилотника, с помощью которого выполняется аэрофотосъёмка местности.
«Я читал статью о беспилотниках, летающих над сельхозугодиями и определяющих места, оптимальные для посадки культур, — говорит он. — Они рассматривали почву в ИК-диапазоне, и более плодородная почва в нём выглядела темнее. Я подумал, если они так делают, может, и нас стоит этим воспользоваться»?
Плодородная почва
Островки плодородной почвы — это очаги трупного разложения. Разлагающееся тело существенно меняет химию почвы под ним, и эти изменения могут накапливаться многие годы. Жидкости разлагающегося тела просачиваются в почву, миграции насекомых способствуют широкому распространению бактерий вокруг тела.
В результате этих процессов в поле возникает «островок трупного разложения», область почвы, богатой органическими питательными веществами.
По оценкам, среднее человеческое тело на 50–75% состоит из воды, а каждый килограмм сухой массы тела выпускает в почву 32 грамма азота, 10 грамм фосфора, 4 грамма калия и 1 грамм магния. На начальном этапе всё это уничтожает окружающую растительность — возможно, причина в токсичности азота. Но в конечном счёте разложение очень полезно для экосистемы.
Микробная биомасса в островке трупного разложения больше, чем соседних с ним областях. Дальнейшее исследование того, как разлагающиеся тела меняют экологию, может привести к открытию нового способа поиска жертв, тела которых были захоронены в неглубоких могилах.
Детальный анализ почвы может дать ещё один способ установления точного времени смерти. Исследования биохимических изменений в островке трупного разложения, проведённые в 2008 году, показали, что концентрация фосфолипидов в почве под трупом достигает максимума через 40 дней после смерти, а концентрация азота и фосфора становится максимальной через 72 дня и через 100 дней соответственно.
Более детальное изучение этих процессов и анализ биохимии почвы может помочь судмедэкспертам понять, как давно тело было помещено в могилу.
