Що відбувається з тілом людини після смерті

Розпад наших органів після смерті може бути дуже захоплюючий, якщо ви зважитеся вникнути в деталі, звичайно.

Відео дня

Кореспондент BBC Future вирішив провести розслідування і дізнатися всі подробиці.

"Щоб усе це розігнути, доведеться потрудитися, - говорить прозектор Холлі Вільямс, піднімаючи руку Джона і акуратно згинаючи на ній пальці, лікоть і кисть. - Як правило, чим свіжіший труп, тим простіше мені з ним працювати".

Вільямс розмовляє неголосно і тримає себе позитивно і легко, всупереч природі своєї професії. Вона практично виросла у сімейному похоронному бюро на півночі американського штату Техас, де тепер і працює. Мертві тіла вона майже щодня бачила з самого дитинства. Зараз їй 28 років і, за її оцінкою, вона вже встигла попрацювати приблизно з тисячею трупів.

Вона займається тим, що забирає тіла недавно померлих в метрополії Даллас - Форт-Уерт і готує їх до поховання.

"Більшість людей, за якими ми виїжджаємо, помирають в будинках пристарілих, - розповідає Вільямс. - Але іноді зустрічаються і жертви автомобільних аварій або перестрілок. Буває й так, що нас викликають забрати тіло людини, яка померла на самоті, пролежав кілька днів або тижнів і вже почав розкладатися. В таких випадках моя робота сильно ускладнюється ".

Читайте: Жінка без голови і тіло на шпильках: неймовірні історії порятунку

До того часу, коли Джона привезли в похоронне бюро, він був мертвий вже близько чотирьох годин. За життя він був відносно здоровий. Він все життя працював на нафтових родовищах Техасу і тому був фізично активний і перебував у непоганій формі. Він кинув палити кілька десятиліть тому і вживав алкоголь помірно. Але в один холодний січневий ранок у нього в будинку стався гострий серцевий напад (викликаний якимись іншими, невідомими причинами), він повалився на підлогу і помер майже відразу. Йому було 57 років.

Зараз Джон лежить на металевому столі Вільямс, його тіло загорнуте в біле простирадло, холодне і тверде. Його шкіра - пурпурно-сірого відтінку, що говорить про те, що ранні стадії розкладання вже почалися.

Самопоглинання

Мертве тіло насправді далеко не так мертво, як здається - воно кишить життям. Все більше вчених схиляються до того, щоб розглядати гниючий труп як наріжний камінь величезною і складною екосистеми, що виникає незабаром після смерті, процвітаючою і еволюціонує в процесі розкладання.

Розкладання починається через кілька хвилин після смерті - запускається процес під назвою автолиз, або самопоглинання. Незабаром після того, як перестає битися серце, у клітин настає кисневе голодування, і в міру накопичення токсичних побічних продуктів хімічних реакцій в клітинах підвищується кислотність. Ферменти починають поглинати клітинні мембрани і випливають назовні, коли клітини руйнуються. Зазвичай цей процес починається в багатій ферментами печінки і в головному мозку, який містить багато води. Поступово всі інші тканини і органи теж починають розпадатися схожим чином. Пошкоджені клітини крові починають витікати із зруйнованих судин і під дією сили тяжіння переміщуються в капіляри і дрібні вени, в результаті чого шкіра втрачає колір.

Розкладання починається вже через кілька хвилин після смерті

Температура тіла починає знижуватися і в підсумку зрівнюється з температурою навколишнього середовища. Потім настає трупне задубіння - воно починається з м'язів століття, щелепи і шиї і поступово доходить до тулуба і потім до кінцівок. За життя мускульні клітини скорочуються і розслабляються в результаті взаємодії двох філаментних білків, актину і міозину, які рухаються один за одного. Після смерті клітини втрачають свої джерела енергії, і філаментні білки застигають в одному положенні. В результаті цього клякнуть м'язи і блокуються суглоби.

Читайте: Приречений на смерть хлопчик-привид дивом здолав хворобу: неймовірна історія

На цих ранніх посмертних стадіях екосистема трупа складається в основному з бактерій, що мешкають і в живому людському організмі. У наших тілах живе гігантська кількість бактерій, різні закутки людського організму служать притулком спеціалізованих колоній мікробів. Найчисленніші з цих колоній мешкають в кишечнику: там зібрані трильйони бактерій - сотень, якщо не тисяч різних видів.

Мікросвіт кишечника - одна з найпопулярніших областей для дослідження в біології, з ним пов'язано загальний стан здоров'я людини і величезний набір різних хвороб і станів, від аутизму і депресії до турбуючого кишкового синдрому та ожиріння. Але ми як і раніше досить мало знаємо, що роблять ці мікроскопічні пасажири за нашого життя. Ще менше нам відомо про те, що відбувається з ними після нашої смерті.

Імунний колапс

У серпні 2014 експерт-криміналіст Гюльназ жава з колегами з Алабами університету в американському місті Монтгомері опублікували перше в історії дослідження танатомікробіома - бактерій, що живуть в тілі людини після смерті. Таку назву вчені виробили від грецького слова "танатос", смерть.

"Багато з цих зразків потрапили до нас з матеріалів кримінальних розслідувань, - говорить жава. - Коли хтось помирає в результаті самогубства, убивства, передозування наркотиків або автомобільної аварії, я беру зразки їх тканин. Часом виникають непрості з етичної точки зору моменти, тому що нам потрібно згода родичів ".

Незабаром після смерті імунна система перестає працювати, і бактеріям ніщо більше не заважає вільно поширюватися по організму

Більшість наших внутрішніх органів при житті не містить мікробів. Однак незабаром після смерті імунна система перестає працювати, і тим ніщо більше не заважає вільно поширюватися по організму. Зазвичай цей процес починається в кишках, на кордоні тонкого і товстого кишечника. Живуть там бактерії починають зсередини поглинати кишечник, а потім і навколишні його тканини, харчуючись хімічною сумішшю, яка витікає з руйнуються клітин. Потім ці бактерії вторгаються в кровоносні капіляри травної системи і в лімфатичні вузли, поширюючись спочатку в печінку і в селезінку, а потім в серце і в мозок.

Жава та її колеги взяли зразки тканин печінки, селезінки, головного мозку, серця і крові від 11 трупів. Зроблено це було в проміжок від 20 до 240 годин після смерті. Для аналізу та порівняння бактеріального складу зразків дослідники застосували дві суперсучасні технології секвенування ДНК в комплексі з біоінформатики.

Читайте: Корисні Лайфхак: інструкція до вашого тіла

Зразки, взяті з різних органів одного трупа, виявилися дуже схожими між собою, проте сильно відрізнялися від зразків, узятих з тих же органів в інших мертвих тілах. Можливо, в якійсь мірі це пояснюється різницею в складі мікробіома (наборів мікробів) цих тіл, але справа може бути і в часі, що пройшов з моменту смерті. Проведене раніше дослідження розкладалися тушок мишей показало, що мікробіом сильно змінюється після смерті, але процес цей проходить послідовно і піддається виміру. Вчені в результаті змогли визначати час смерті з точністю до трьох днів у межах майже двомісячного періоду.

Неапетитний експеримент

Результати проведеного жава дослідження говорять про те, що аналогічні "мікробні годинник", схоже, працюють і в людському організмі. Вчені з'ясували, що до печінки бактерії добираються приблизно через 20 годин після смерті, а на те, щоб потрапити в усі органи, з яких бралися зразки тканин, у них йде щонайменше 58 годин. Судячи з усього, в мертвому тілі бактерії поширюються систематично, і відлік часу, через яке вони потрапляють в тому чи інший орган, може бути черговим новим способом встановлювати точний момент смерті.

Анаеробні бактерії перетворюють молекули гемоглобіну в сульфгемоглобін

"Після смерті бактеріальний склад змінюється, - зазначає жава. - В останню чергу вони добираються до серця, мозку і репродуктивних органів". У 2014 році група вчених під її керівництвом отримала грант на 200 тисяч доларів від Національного наукового фонду США на проведення подальших досліджень. "Ми вдамося до геному секвенированию нового покоління і до методів біоінформатики, щоб з'ясувати, який орган дозволяє найбільш точно встановлювати час смерті - поки ми цього не знаємо", - говорить дослідниця.

Проте вже зрозуміло, що різні набори бактерій відповідають різним стадіям розкладання.

Але як же виглядає процес здійснення такого дослідження?

Під містом Хантсвілл в американському штаті Техас в сосновому лісі лежить півдюжини трупів на різних стадіях розкладання. Два найсвіжіших з розведеними в сторони кінцівками викладені ближче до центру невеликого огородженого вольєра. Більша частина їх обвислій, сіро-блакитний шкіри ще збереглася, ребра і кінці тазових кісток випирають з повільно гниючої плоті. У декількох метрах від них лежить ще один труп, вже по суті перетворився на скелет - його чорна, отверділа шкіра обтягує кістки, ніби він з ніг до самої верхівки одягнений в блискучий латексний костюм. Ще далі, за останками, розкиданими стерв'ятниками, лежить третє тіло, захищене кліткою з дерев'яних планок і дроту. Воно наближається до кінця свого посмертного циклу і вже частково муміфікувалося. Там, де колись був його живіт, росте кілька великих коричневих грибів.

Природний розпад

Для більшості людей видовище гниючого трупа щонайменше неприємно, а найчастіше - відштовхуюче і лякаюче, як нічний кошмар. Але для співробітників Наукової лабораторії прикладної криміналістики південно-східного Техасу це звичайні робочі будні. Ця установа відкрилося в 2009 році, воно розташоване на 100 гектарах лісу, якими володіє Університет Сема Х'юстона. У цьому лісі під дослідження виділено ділянку приблизно в три з половиною гектари. Він обгороджений зеленим металевим парканом триметрової висоти з йде поверху колючим дротом, а всередині поділені на кілька ділянок поменше.

Наприкінці 2011 року співробітники університету Сібіл Бьючелі і Аарон Лінн з колегами залишили там два свіжих кадавра - щоб ті розкладалися в природних умовах.

До печінки бактерії добираються приблизно через 20 годин після смерті, а на те, щоб потрапити в усі інші органи, у них йде щонайменше 58 годин

Коли бактерії починають поширюватися із травного тракту, запускаючи процес самопоглинання тіла, починається гниття. Це смерть на молекулярному рівні: подальший розпад м'яких тканин, перетворення їх на гази, рідини і солі. Він проходить і на ранніх стадіях розкладання, але набирає повні оберти, коли в справу вступають анаеробні бактерії.

Гнильне розкладання - це стадія, на якій естафета передається від аеробних бактерій (яким для зростання потрібний кисень) до анаеробних - тобто таким, яким кисень не потрібний.

У ході цього процесу тіло знебарвлюється ще сильніше. Пошкоджені клітини крові продовжують витікати з розпадаються судин, і анаеробні бактерії перетворюють молекули гемоглобіну (за допомогою яких по організму переносився кисень) в сульфгемоглобін. Присутність його молекул в застояної крові надає шкірі мармуровий, зеленувато-чорний вид, характерний для трупа, що знаходиться в стадії активного гниття.

Читайте: 98 найцікавіших фактів про людське тіло

Особлива середовище проживання

У міру наростання в тілі тиску газів по всій поверхні шкіри з'являються нариви, після чого великі ділянки шкіри відокремлюються і провисають, ледь утримуючись на розпадається основі. Зрештою гази і розріджені тканини залишають труп, як правило виходячи і витікаючи з анального та інших отворів організму, а часто і через порвану шкіру на інших його частинах. Іноді тиск газів так високо, що черевна порожнина лопається.

Різні набори бактерій відповідають різним стадіям розкладання

Трупне здуття зазвичай вважається ознакою переходу від ранніх до пізніх стадіях розкладання. Ще одне недавно проведене дослідження показало, що цей перехід характеризується помітними змінами в наборі трупних бактерій.

Бьючелі і Лінн взяли зразки бактерій з різних частин тіла на початку і в кінці стадії здуття. Потім вони витягли ДНК мікробів і секвенували його.

Бьючелі - ентомолог, тому її в першу чергу цікавлять населяють труп комахи. Вона розглядає мертве тіло як особливе середовище існування для різних видів комах-некрофагія (трупоедов), і в деяких з них весь життєвий цикл цілком проходить усередині трупа, на ньому, і поблизу від нього.

Коли розкладається організм починають залишати рідини і гази, він стає повністю відкритим навколишньому середовищу. На цій стадії екосистема трупа починає проявляти себе особливо бурхливо: він перетворюється на епіцентр життєдіяльності мікробів, комах і падальщиков.

Стадія личинок

З розкладом тісно асоціюються два види комах: падальние мухи і сірі м'ясні мухи, а також їх личинки. Трупи видають неприємний, нудотно-солодкий запах, викликаний складним коктейлем летючих сполук, склад якого постійно змінюється в міру розкладання. Падальние мухи відчувають цей запах за допомогою розташованих на їх вусиках рецепторів, сідають на тіло і відкладають яйця в отвори в шкірі і у відкриті рани.

Кожна самка мухи відкладає близько 250 яєць, з яких через добу виводяться дрібні личинки. Вони харчуються гниючим м'ясом і линяють в більш великих личинок, які продовжують їсти і через кілька годин линяють знову. Попітавшісь ще якийсь час, ці, вже великі, личинки, відповзають від тіла, після чого заляльковуються і в підсумку трансформуються у дорослих мух. Цикл повторюється до тих пір, поки у личинок більше не залишається їжі.

Читайте: Скільки коштує ваше тіло: інфографіка

Кожна самка мухи відкладає близько 250 яєць

У сприятливих умовах активно розпадається організм служить притулком для великої кількості мушачі личинок третьої стадії. Маса їх тіл виробляє багато тепла, в результаті чого внутрішня температура піднімається більш ніж на 10 градусів. Подібно зграй пінгвінів в районі Південного полюса, личинки в цій масі знаходяться в постійному русі. Але якщо пінгвіни вдаються до цього методу, щоб зберегти тепло, то личинки, навпаки, прагнуть охолодитися.

"Це палиця з двома кінцями, - пояснює Бючелі, сидячи в своєму університетському кабінеті, в оточенні великих іграшкових комах і симпатичних ляльок-монстрів. - Якщо вони знаходяться на периферії цієї маси, то ризикують стати їжею для птахів, а якщо залишаються весь час в центрі - то можуть просто зваритися. Тому вони постійно переміщаються від центру до країв і назад ".

Мухи залучають хижаків - жуків, кліщів, мурах, ос і павуків, які харчуються Мушина яйцями і личинками. Стерв'ятники та інші падальщики, так само як і інші великі тварини-м'ясоїди, теж можуть прийти поласувати.

Читайте: Принципи лікування організму: як включити сили свого тіла

Унікальний склад

Однак за відсутності падальщиков поглинанням м'яких тканин займаються мушачі личинки. У 1767 році шведський природодослідник Карл Лінней (розробив єдину систему класифікації рослинного і тваринного світу) відзначив, що "три мухи здатні поглинути тушу коні з тією ж швидкістю, що і лев". Личинки третьої стадії масово відповзають від трупа, найчастіше по одним і тим же траєкторіях. Їх активність настільки висока, що після закінчення розкладання маршрути їх міграції можна спостерігати як глибокі борозни на поверхні грунту, що розходяться в різні боки від трупа.

Кожен вид живих істот, які відвідують мертве тіло, володіє власним унікальним набором травних бактерій, а в різних типах ґрунту мешкають різні колонії бактерій - їх точний склад, судячи з усього, визначається такими факторами, як температура, вологість, тип і структура грунту.

Мушачі личинки займаються поглинанням м'яких тканин

Всі ці мікроби перемішуються між собою в трупної екосистемі. Прилітають мухи не тільки відкладають яйця, але й приносять з собою свої бактерії, і забирають чужі. Розріджені тканини, що випливають назовні, дозволяють проводити бактеріальний обмін між мертвим організмом і грунтом, на якій він лежить.

Коли Бьючелі і Лінн беруть зразки бактерій з мертвих тіл, вони виявляють мікробів, які спочатку жили на шкірі, так само як і інших, принесених мухами і падальщиками, а також надійшли з грунту. "Коли тіло покидають рідини і гази, з ними йдуть і бактерії, що жили в кишечнику - все більше їх починає виявлятися в навколишньому грунті", - пояснює Лінн.

Таким чином, кожен кадавр, схоже, має унікальні мікробіологічні характеристики, які можуть з часом змінюватися відповідно до умов його конкретного місця розташування. Розібравшись у складі цих бактеріальних колоній, у взаємозв'язках між ними і в тому, як вони впливають один на одного в процесі розкладання, криміналісти, можливо, коли-небудь будуть здатні отримати набагато більше інформації про те, де, коли і як помер досліджуваний чоловік.

Елементи мозаїки

Наприклад, виявлення в трупі ДНК-секвенцій, які характерні для певних організмів або типів грунту, може допомогти криміналістам пов'язати жертву вбивства з певним географічним місцем або навіть ще сильніше звузити зони пошуку доказів - аж до певного поля в якому-небудь районі.

"Було кілька судових розглядів, в ході яких кримінальна ентомологія як слід себе проявила, надавши відсутні елементи мозаїки", - говорить Бьючелі. Вона вважає, що бактерії здатні давати додаткову інформацію та служити новим інструментом для визначення часу смерті. "Я сподіваюся, що років через п'ять ми зможемо застосовувати бактеріологічні дані в суді", - говорить вона.

Падальние мухи тісно асоціюються з розкладанням

З цією метою вчені ретельно каталогізують види бактерій, що мешкають на тілі людини і поза ним, і вивчають, як склад мікробіома варіюється від людини до людини. "Було б здорово отримати набір даних від моменту народження до самої смерті, - каже Бьючелі. - Я б хотіла познайомитися з донором, який дозволив би мені взяти бактеріальні зразки за життя, після смерті і в період розкладання".

"Ми вивчаємо рідина, яка витікає з розкладаються тіл", - розповідає Деніел Уескот, директор Центру кримінальної антропології при Техаському університеті в місті Сан-Маркос.

Область інтересів Уескота - вивчення структури черепа. За допомогою комп'ютерної томографії він аналізує мікроскопічні структури кісток трупів. Він працює разом з ентомологами і микробиологами, в тому числі з жава (яка, в свою чергу, досліджує зразки грунту, взяті з експериментальної ділянки в Сан-Маркосі, де лежать трупи), з комп'ютерними інженерами і з оператором, керуючим безпілотником - з його допомогою робляться знімки ділянки з повітря.

Читайте: Перевірте себе: створено онлайн-тест ймовірності смерті в найближчі 5 років

"Я прочитав статтю про безпілотники, що використовуються для вивчення сільськогосподарських земель - з тим, щоб зрозуміти, які з них найбільш родючі. Їх камери працюють в близькому до інфрачервоного діапазоні, в якому видно, що багаті органічними сполуками грунту мають темніший колір, ніж інші . Я подумав, що раз вже така технологія існує, то можливо, вона може стати в нагоді і нам - щоб відшукувати ці невеликі коричневі плями ", - розповідає він.

Багата грунт

"Коричневі плями", про які говорить учений - це ділянки, де розкладалися трупи. Гниюче тіло істотно змінює хімічний склад грунту, на якій воно лежить, і ці зміни можуть бути помітні протягом декількох наступних років. Виливання розріджених тканин з мертвих останків збагачує грунт поживними речовинами, а міграція личинок передає значну частину енергії тіла навколишньому його середовищі.

З часом в результаті всього цього процесу виникає "острівець розкладання трупа" - зона з високою концентрацією багатою органічними речовинами грунту. Крім виділяються в екосистему з кадавра поживних сполук, тут присутні також мертві комахи, гній падальщиков і так далі.

Камери безпілотників працюють в близькому до інфрачервоного діапазоні, що, як вважають вчені, допоможе знаходити місця, де лежали трупи

За деякими оцінками, організм людини на 50-75% складається з води, і кожен кілограм сухої маси тіла при розкладанні виділяє в навколишнє середовище 32 грами азоту, 10 грамів фосфору, чотири грами калію і один грам магнію. Спочатку це вбиває знаходиться знизу і навколо рослинність - можливо, за рахунок токсичності азоту або за рахунок містяться в тілі антибіотиків, які виділяють у ґрунт личинки комах, що поїдають труп. Проте зрештою розкладання благотворно позначається на місцевій екосистемі.

Біомаса мікробів на острівці розкладання трупа істотно вище, ніж на навколишнього його території. Круглі черви, які залучаються виділяються поживними речовинами, починають розмножуватися на цій ділянці, і його флора теж стає багатшим. Подальші дослідження того, як саме гниють кадаври змінюють навколишнє їх екологію, можливо, допоможуть більш ефективно виявляти жертв вбивств, чиї тіла були зариті в неглибоких могилах.

Ще один можливий ключ до встановлення точної дати смерті може дати аналіз грунту з могили. Проведене в 2008 році дослідження біохімічних змін, що відбуваються на острівці розкладання трупа, показало, що концентрація фосфоліпідів у витікає з тіла рідини досягає свого максимуму приблизно через 40 днів після смерті, а азоту і витягується фосфору - через 72 і 100 днів відповідно. У міру більш детального вивчення цих процесів, можливо, ми зможемо в майбутньому за допомогою аналізу біохімії ґрунту з поховання точно встановлювати, коли тіло було поміщено в приховану могилу.