Een natuurramp, een hartaanval, kanker of vermoord. Eens gaan we allemaal dood. Confucius sprak ooit ‘Hoe wilt u de dood begrijpen? U begrijpt het leven nog niet eens.’ Toch geeft C2W antwoord op de vraag wat er op moleculair niveau gebeurt als een mens sterft. Want ook al is het misschien wat luguber, de biochemie gaat na het overlijden gewoon door.
De grens tussen dood en leven is niet scherp gedefinieerd. De dood is in te delen in drie fasen: de klinische, de biologische en de cellulaire dood. De klinische dood begint als de hartslag en de ademhaling stopt. Reanimatie kan het overlijden nog voorkomen. Maar als ook de elektrische activiteit van de hersenen stopt, is de persoon officieel overleden en is de biologische dood ingetreden. Als laatste volgt na ontbinding van de afzonderlijke cellen en organen de cellulaire dood. Hersencellen stoppen al met functioneren binnen enkele minuten. Huidcellen zijn het andere uiterste. Ze kunnen tot 24 uur na het overlijden nog normaal groeien in een celkweek.
Verschillende wetenschappelijke disciplines bestuderen wat er gebeurt met een lichaam na het overlijden. Inmiddels is er vrij veel bekend over wat er gebeurt. Een artikel over de chemie van de dood: een overzicht van de belangrijkste vervalprocessen.
MORTISES
Direct na de biologische dood begint de lichaamstemperatuur af te nemen. Dit wordt algor mortis genoemd. Tegelijk met de afname van de lichaamstemperatuur verslapt het lichaam. Na tien minuten tot een paar uur volgt een tijdelijke verstijving van ongeveer 36 uur; de bekende ‘rigor mortis’. Hierbij worden de gezichtsspieren als eerste stijf. Ongeveer 12 tot 24 uur na het overlijden is de stijfheid maximaal.
De verstijving wordt veroorzaakt doordat in een dood lichaam spiercellen alleen anaëroob kunnen functioneren. Als gevolg daarvan neemt in de spieren de concentratie ATP af en de concentratie melkzuur toe. Hierdoor wordt het cytoplasma gelachtig en blijft de spier samengetrokken. Dit houdt aan totdat de spieren zelf gaan ontbinden.
Door de zwaartekracht wordt het bloed naar beneden getrokken. Dit veroorzaakt livor mortis; kleurveranderingen. De snelheid waarmee livor mortis optreedt, is afhankelijk van de bezinkingsnelheid van de rode bloedcellen. Omdat de haarvaten worden samengedrukt, ontstaan er geen verkleuringen op die plaatsen waar het lichaam steunt. Menselijke ontbinding begint al vier minuten na het intreden van de dood. Veel verschillende factoren, waaronder temperatuur, ondergrond en luchtvochtigheid, beïnvloeden de snelheid en de manier waarop een lichaam ontbindt. Ontbinding in de lucht gaat sneller dan onder water en nog sneller dan onder de grond. Lijken blijven langer bewaard als ze dieper worden begraven, zolang het maar wel boven het grondwater is. Er zijn twee belangrijke processen die voor de ontbinding zorgen: autolyse en bederf.
afbraak
Autolyse is de afbraak van weefsels door eigen stoffen en enzymen van het lichaam. De spijsverteringsenzymen die tijdens het leven de afbraak van voedingsmiddelen katalyseren, doen dat na de dood met lichaamseigen stoffen. In weefsels met veel enzymen (zoals de lever) en veel water (zoals de hersenen) gaat autolyse het snelst. In de cellen leidt het tot kleurveranderingen, vorming van gas en het ontstaan van vloeibare massa’s. Autolyse is pas na een paar dagen zichtbaar, doordat er met vloeistof gevulde blaren op het lichaam te zien zijn en de huid losser gaat zitten.
Bederf is de ontbinding van het lichaam door micro-organismen. Het begint met de vermenigvuldiging van normale darmflorabacteriën, zoals Clostridium welchii en E. coli in de ingewanden. De darmen en het bloed worden als eerste aangetast. Later, wanneer de darm gaat scheuren, door bijvoorbeeld gasvorming, zullen ook andere organen worden aangetast.
De weefsels en met name de darmen zwellen op door de vorming van gassen als waterstofsulfide, koolstofdioxide, methaan, ammonia, zwaveldioxide en waterstof. Deze zijn het resultaat van anaërobe fermentatie in de darm waarbij bijproducten rijk aan vetzuren, als boterzuur en propaanzuur, ontstaan.
De eerste tekenen van bederf zijn meestal een groene verkleuring van de huid. Dit komt doordat rode bloedcellen reageren met waterstofsulfide. Hierbij ontstaat onder meer groengetint sulfhemoglobine.
De eiwitten in het ontbindende lichaam worden afgebroken tot kortere peptiden en aminozuren. De enzymen die hierbij een rol spelen, zijn onder andere cathepsinen die voorkomen in de lysosomen.
De aminozuren worden verder afgebroken. Daarbij ontstaat putrescine NH2(CH2)4NH2 (uit ornithine en arginine) en cadaverine NH2(CH2)5NH2 (uit lysine). Deze stoffen veroorzaken de karakteristieke geur van dode lichamen. Ook levert de afbraak indol, skatol en verscheidene amines.
Onderhuids vet kan onder vochtige, warme en anaërobe omstandigheden verzepen. Er ontstaat een geelwitte wasachtige substantie met een wrange, zoetige geur. De vetzuren verhinderen verdere groei van bacteriën. Het duurt vijf tot zes maanden voordat een lichaam is verzeept. Het proces zorgt ervoor dat de vorm van het lichaam deels behouden blijft. Snelle ontbinding zorgt voor een brosse verzeping met natriumionen uit intercellulair vocht. Gaat de ontbinding minder snel dan is de kans groter dat er een gladde (groene) verzeping optreedt met kaliumionen afkomstig uit het ontbindende celmembraan. Verzeping van onderhuids vet komt meer bij vrouwen voor dan bij mannen door een grotere onderhuidse vetafzetting.
SKELET
Het duurt gemiddeld een halfjaar voordat van het dode lichaam enkel een skelet over is. Daarna zal het skelet alleen nog afbreken als het wordt blootgesteld aan zuren, bijvoorbeeld uit de grond. Maar dan nog kan het heel lang duren voordat er van een lichaam alleen nog een hoopje losse moleculen over is. Of zoals God in Genesis 3,19 sprak tegen de mens: ‘Want stof zijt gij en tot stof zult gij wederkeren.’
***Kader***
Feitelijk
Over de dood van het on line Australisch museum:
Over spieren en rigor mortis:
www.aps.uoguelph.ca/~swatland/ch5_1.htm
Over ontbinding (Pas op: lugubere plaatjes!):
www.sgm.ac.uk/pubs/micro_today/pdf/110108.pdf
Over forensische entomologie (insecten):
www.natutech.nl/artikelDetail.lasso?ID=1733
Over het Nederlands Forensisch Instituut:
Departement forensische geneeskunde van de University of Dundee:
www.dundee.ac.uk/forensicmedicine
***Kader***
Insectenactiviteit
Op de geurstoffen die bij de ontbinding ontstaan komen insecten af. Bromvliegen (familie Calliphoridae) worden aangetrokken door de stoffen die vrijkomen bij de ontbinding en de afbraak van eiwitten door bacteriën. Dit zijn ethylmercaptaan, indol, skatol, ammoniumcarbonaat en verscheidene amines. Ethylmercaptaan trekt groene bromvliegen (geslacht Lucilia) sterk aan, terwijl het nauwelijks blauwe bromvliegen (Calliphora) aantrekt. Ook is het mengsel van geurstoffen belangrijk, waarbij bepaalde geurfactoren bij een bepaalde concentratie lokkend en bij een andere concentratie juist afstotend zijn voor bromvliegen.
***Kader***
Ontbinding in het water
Een lijk dat in het water ligt ontbindt veel sneller dan een begraven lichaam. Als het snij- of schaafwonden vertoont, of als het water lauw is of in hoge mate vervuild, dan gaat het bederf sneller en met vissen in de buurt nog veel sneller. Vissen, krabben en kleinere zeedieren eten de zachtste stukken van het gezicht op. Oogleden, lippen en oren verdwijnen het eerst, gevolgd door ogen, neus en mond. Afkoeling van het lichaam in water gebeurt ongeveer twee keer zo snel als in de lucht.
Met het bederf nemen de gassen in het lichaam toe. Daardoor ontstaat schuimvorming in de luchtwegen, dat naar buiten komt via neus en mond.
Afhankelijk van de temperatuur van het water gaat het lichaam na een aantal dagen tot een aantal weken drijven met het gezicht naar beneden en het hoofd lager dan de rest van het lichaam. De livor mortis is hierdoor het meest prominent op het hoofd en het bovenlichaam. Door de bewegingen van het lichaam in het water is de roze of lichtrode verkleuring vaak bobbelig en onregelmatig verdeeld.
De huid wordt vooral op de handen en voetzolen bleek, opgezwollen, gerimpeld en zacht. Voor zowel de reuk als het zicht is de ontbindende huid bijzonder onaangenaam. Na enige tijd laten de huid en nagels los, kleuren donkerder en raken bevlekt met bloed. Het lijk gaat zwellen en de ogen puilen uit.
Als de huid zover is aangetast dat de ontledingsgassen kunnen ontsnappen, zinkt het lichaam naar de bodem.
Nog geen opmerkingen