尘归尘土:人类尸体短暂而多事的死后过程

人类尸体短暂而多事的死后过程

无论是否欢迎,死亡都是生命循环的自然组成部分。死亡启动了一个复杂的过程,使人体逐渐回归尘土,就像谚语所说的那样。在法医学的语言中,分解将我们的生物结构转化为简单的有机和无机组成部分,供植物和动物利用。

有四个主要因素影响腐烂的速度和彻底程度。最重要的是温度:尸体中化学反应的速率每升高 10 摄氏度就会翻倍。来自环境的湿度或水分可以缓冲这些反应,减缓其影响。极端的酸性或碱性会加速酶降解生物分子的速度——尽管同样,充足的水分可以缓解这种影响。最后,任何阻碍接触氧气的东西,如埋葬、浸没或高海拔,都会减缓分解。根据这四个因素的相互作用,身体可以在短短两周内变成骨骼,也可能需要两年以上的时间。

法医科学家利用他们对分解的生物学和化学知识,以及影响腐烂速度的变量,来估计一个人的死亡时间和帮助调查人员发现秘密坟墓。医学专家和伦理学家可能对如何定义死亡时刻意见不一[参见罗宾·马兰茨·海尼格的“生命何时属于活人?”],但他们非常详细地了解了身体逐渐分解所经历的各个阶段。以下是对这些阶段的描述。标出的时间尺度是近似值,指的是暴露在空气中的尸体。埋在没有棺材的土壤中或在棺材中可能会大大延长这些时间间隔。


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第一阶段:新鲜期 - 第 1 至 6 天
在第一阶段,软组织开始分解,这一过程始于自溶,或自我消化。当呼吸和循环停止时,细胞失去了氧气供应。细胞可以存活几分钟到几天,但它们再也无法将废物排入血液。二氧化碳是新陈代谢的副产品之一,呈酸性,随着它的积累,细胞内的酸度增加,导致细胞膜破裂。包裹着称为溶酶体的细胞器的单层膜往往最先溶解。这些囊泡含有消化酶,通常被细胞用来分解蛋白质等有机分子。当这些酶溢出时,它们开始从内到外消化细胞,最终在内部组织和器官以及皮肤上形成小水泡。水泡液体由消化的细胞内部物质组成,富含营养。

随着水泡破裂,液体使尸体表面呈现湿润的光泽。深层皮肤细胞开始脱落,导致皮肤滑动,这是分解最早出现的令人厌恶的迹象之一。

死后几小时内,还会开始出现其他几种现象。肌肉开始僵硬(尸僵),从眼睑、下巴和颈部开始,这是因为细胞不再泵出钙离子;这种泵送作用使肌肉保持柔软。在一段时间内,肌肉细胞继续将营养物质转化为能量,但在没有氧气的情况下,这个过程会产生乳酸,乳酸也会导致肌肉收缩。细胞内部物质因酸度增加而凝胶化,也促成了僵硬。尸僵在 24 小时内达到顶峰,但随后随着细胞屈服于自溶而放松。

身体也开始冷却(尸冷)至环境温度,通常约为每小时 0.8 摄氏度。当然,尸冷会受到身体的位置和大小、衣物和天气条件的影响。

死后一两个小时内,重力的作用使红细胞和白细胞沉降(尸斑),逐渐使表皮呈现紫红色,但在受压区域,如与地面接触的皮肤除外。最大程度的凝结发生在 6 到 12 小时。几天后,随着血液和蛋白质开始分解并释放富含硫的化合物,会出现大理石纹,使尸体散发出令人作呕的气味。

第二阶段:膨胀期 - 第 7 至 23 天
大约一周后,这些富含营养的液体的释放开始为微生物大军提供燃料,它们进一步液化身体的软组织。细菌、真菌和原生动物(来自尸体和环境)攻击组织,产生大量气体,包括二氧化碳、甲烷、硫化氢、氨气和各种所谓的挥发性有机化合物,如苯。由于体内微生物浓度最高的地方是肠道,因此最明显的膨胀或扩张发生在肠道。滞留的气体最终会从直肠喷出,甚至撕裂腹壁。

第三阶段:活跃腐烂期 - 第 24 至 50 天
在这个阶段,昆虫(主要是蛆和甲虫)有时还有食肉动物加入微生物的行列,清除剩余的组织痕迹。身体的大部分肌肉和脂肪已经变成一种发出恶臭的液体糊状物质。如果组织暴露在空气中(有氧条件),其 pH 值将大于 9.0,呈强碱性(7.0 为中性)。如果尸体被埋葬,以至于厌氧(无氧)条件占主导地位,则身体将呈酸性(小于 7.0)。pH 值越极端,分解速度越快。

如果条件为碱性,并且温暖潮湿,脂质(主要是甘油三酯)将经历一种称为皂化反应的化学反应,产生尸蜡,也称为墓蜡。(该反应是商业肥皂用动物脂肪制成的基础。)尸蜡的颜色范围从白色到深黄色,偶尔会有棕色块状物。它的稠度也各不相同,从分解迅速情况下的坚硬易碎到分解缓慢情况下的柔软糊状。如果尸蜡覆盖分解的组织,它将创造一个厌氧环境,并将组织与周围环境隔离,从而延缓分解过程,并可能将该部位的完全液化延迟数年。

第四阶段:干燥期 - 第 51 至 64 天
在干燥阶段,最后残留的组织被清除,留下人类骨骼。气味和毁容现象基本消失。然后骨骼会经历自身的分解过程,称为成岩作用,这可能会持续数年甚至数十年。骨骼有两个组成部分:蛋白质(胶原蛋白)和一种矿物质,羟磷灰石。蛋白质首先降解,这使得剩余的骨骼材料容易开裂和剥落。一旦蛋白质消失,冻融、水分、食肉动物和侵蚀将把骨骼分解成尘土。但如果骨骼位于非常干燥且含有某些矿物质的土壤中,矿物质可以填充裂缝和空隙,结合羟磷灰石,使这种组合化石化并经受住时间的摧残。

死亡时间?
像我这样的法医科学家研究分解的尸体,以改进我们准确确定某人死亡时间和寻找秘密坟墓的方法。我们已经确定了在分解过程中释放的 400 多种化学物质,这些物质为我们提供了这两个任务的线索。我的实验室还创建了一种电子手持仪器(称为 Labrador),可以检测到许多这些化合物。大约 30 种化学物质,当一起识别出来时,可以非常有力地证明已经发现了隐藏的人体遗骸。其中包括

氟利昂。这些分子类似于冰箱或空调中的冷却剂,并在人的一生中摄入氟化水或牙膏等产品后,在组织和骨基质中(以惰性形式)积累。

芳香烃。人体分解有一种独特的、令人作呕的甜味,主要由苯等芳香族化合物产生,苯是汽油的重要成分。

硫化合物。与沼泽和沼泽中腐烂的植被释放的二甲基二硫化物和硫化氢相同
也散发出臭鸡蛋味。

四氯化碳。这种令人讨厌的化合物由细菌在分解过程中产生,曾用于灭火器、干洗溶剂和制造氯氟烃(部分破坏了臭氧层)。由于其剧毒甚至可能致癌,现在在大多数应用中已被禁用。具有讽刺意味的是,在健康生活了一辈子之后,我们又回到了这种和其他已知的致癌物。

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