Død og kinetik
Hvad sker der, når du dør?
DNews (YouTube)
I kemilaboratoriet kan vi bruge vores forståelse af kinetik til både at måle og manipulere tidslinjen for døden. Specifikt måling af dødstidspunktet og bevarelse af beviser efter døden.
Der er to generelle metoder, hvormed efterforskere bestemmer dødstidspunktet:
- Rate Method – i denne metode dødstidspunktet estimeres ved at evaluere tilstedeværelsen / fraværet af en indikator hos en afdød i forbindelse med den kendte opførsel af sådanne indikatorer.
- Concurrence Method: – i denne metode estimeres dødstidspunktet ved evaluere begivenheder, der sker på eller nær dødstidspunktet, eller tilbyde oplysninger, der antyder en tidsperiode for dødshændelsen.
Du vil bemærke, at i hver type bestemmelse er ordet “estimeret” bruges til at beskrive metoden. Dette skyldes, at trods alle de fremskridt, der er gjort inden for videnskab, er dødstidspunktet stadig en af de mindst pålidelige metoder, vi har. Der er bare for mange variabler, der kan skæve resultaterne til, at det bliver en nøjagtig videnskab.
De første trin til bestemmelse af dødstidspunktet er 1) indsamling af liget, 2) indsamling af evidens omkring kroppen og 3) indsamling af information om den afdøde.
Lad os gå igennem hver af metoderne vist i tabellen ovenfor og diskutere, hvordan de bruges til at bestemme dødstidspunktet, og i det sidste afsnit vil vi diskutere mere detaljeret den involverede kemi, så du kan imponere dine venner med din viden, næste gang du ser CSI eller knogler.
Tørring af blod
Blod er en kompleks blanding af mange typer celler, næringsstoffer og cellulært affald, men overvejende er det vand. Som vandig væske tørrer blodet ved en forudsigelig hastighed, hvis vi kender miljøparametrene: temperatur, fugtighed, luftstrøm, overfladeareal osv.
Rigor Mortis
Umiddelbart efter døden alle muskler i kroppen y slappe af. Langsomt i løbet af de næste 24 til 48 timer begynder kroppen at stivne (ikke trække sig sammen, men bare låse på plads) på grund af ophobning af syre i muskelvævet. Denne afstivningsproces, kaldet Rigor Mortis, har en omtrent kendt tidspunkt for forekomst og kan derfor bruges til at estimere dødstidspunktet. Generelt:
- Hvis kroppen føles varm og ingen strenghed er til stede, opstod døden under 3 timer før.
- Hvis kroppen føles varm og stiv, opstod døden 3- 8 timer tidligere.
- Hvis kroppen føles kold og stiv, opstod døden 8-36 timer tidligere.
- Hvis kroppen er kold og ikke stiv, opstod døden mere end 36 timer tidligere .
Brug af Rigor Mortis som en tid for dødsindikator er mindre end ideel på grund af det store tidsrum, det omfatter. Vinduerne kan variere med så meget som 24 timer. Der er også flere faktorer, der kan påvirke begyndelsen og tidslinjen for Rigor alvorligt:
- temperatur
- sygdom
- aktivitet før døden
- fysiske forhold, hvor kroppen findes
Da årsagen til Rigor Mortis er en kemisk reaktion, kan reaktionens kinetik påvirkes af de samme faktorer som enhver anden kemisk reaktion. Temperaturen omkring kroppen øger enten hastigheden (varm) eller sænker den (kold). Sygdomme, der allerede får kroppen til at have øgede mængder syre i muskelvævet (højere koncentration) vil øge hastigheden på strenghed. Anstrengende aktivitet lige før døden vil også øge strengheden, da aktivitet også øger mængden (koncentration) af syre i musklerne. Andre miljømæssige aspekter kan forårsage en ændring i streng tidslinje, mest specifikt bevægelse af kroppen, når stramhed er kommet ind. Hvis kroppen manipuleres under stringensprocessen, tvunget til at bevæge sig eller bøje sig på trods af at den er stiv, er rigoren ødelagt og ikke reformere tilbage til normale standarder. Dette gør det vanskeligere eller umuligt at indstille dødstidspunktet for lig, der er blevet manipuleret eller dumpet ved hjælp af Rigor Mortis-tidslinjerne.
Rigor Mortis-hastighed
Livor Mortis
Livor Mortis (Lividity) er bundfældning af blod i kroppen på grund af tyngdekraften. Livor Mortis begynder at udvikle sig 2-4 timer efter døden, bliver ikke fast eller blanchabel op til 8-12 timer efter døden og fast eller ikke-blanchabel efter 8-12 timer fra dødstidspunktet. Ud over at samle blod, nedbrydes små kar i hele kroppen og producerer det, der kaldes petechial blødning eller Tardieu-pletter.
Blanchering er, hvad der sker, når du trykker fingeren på din hud, og du ser en hvid plet for et par sekunder. Lynet på huden kommer fra fingertrykket, der skubber blodet væk fra dette område i et par sekunder. Mangel på blod i området betyder mangel på farve, indtil blodet styrter tilbage, når trykket er fjernet.Efterforskere vil trykke deres finger i et område med samlet blod for at se, om området er fast eller ikke for yderligere at bestemme dødstidspunktet. Denne proces udføres generelt på gerningsstedet.
Lividity & Blanchering
Samling af blod er en fysisk proces baseret på tab af blodtryk, når hjertet holder op med at slå og vil derfor forekomme med samme hastighed, om temperaturen er kold eller ej, så den er mindre modtagelig for atmosfære end strenghed. Men som du kan se fra tidslinjen nedenfor, har Livor ikke særlig præcis måling af dødstidspunktet efter 12 timer, så det er også mindre nyttigt på kroppe fundet dage eller uger efter døden.
Livor Mortis sats
Algor Mortis
Algor Mortis er afkøling af kroppen efter død. Normal kropstemperatur opretholdes af blodcirkulationen. Når hjertet stopper, ophører cirkulationen, og kroppen begynder at køle af. Normale kropstemperaturer varierer, men menes generelt at have et gennemsnit på 98,6 oF (37 oC). Af de viste metoder til bestemmelse af dødstidspunktet er kropstemperatur sandsynligvis den mest almindelige nævnt på fjernsyn og i bøger, men er langt den mindst pålidelige på grund af antallet af eksterne faktorer, der kan påvirke det:
- Kropsdimensioner
- Kropsholdning
- Beklædning
- Omgivelsestemperatur
- Luftbevægelse
generel ligning, der bruges til at måle dødstidspunktet baseret på kropstemperatur, er Glaister-ligningen:
$$ {98.4 \ text {- målt rektal temperatur} \ over 1.5} = \ text {omtrentlige timer siden døden} $ $
Dette betyder, at kroppen falder cirka 1,5 grader for hver time efter døden.
Også forekomst omkring Algors tid er optagelsen af øjnene:
Efterforskere på scenen kan se på øjnene for at lave en omtrentlig dødstidspunkt baseret på den uklarhed, der ses.
Den fascinerende proces med menneskelig nedbrydning (GRAFISK)
DeepBlue ( YouTube)
Nedbrydning
Stadierne for nedbrydning er velkendte og kan bruges som en grov guide til dødstidspunktet, især i de kroppe, der ikke findes i uger eller endda måneder. Mens Rigor, Livor og Aldor Mortis alle er opført som nedbrydningstrin, forekommer de alle inden for 1-48 timer efter døden. Senere nedbrydningstrin skal bruges som estimater efter 48 timers vindue.
Der er to hovedmåder, kroppen nedbrydes på: Autolyse og Putrefaction. Begge disse processer finder sted ved kemisk reaktion, så begge er underlagt de typiske kinetiske kontroller af en kemisk reaktion.
Autolyse er den proces, hvor fordøjelsesenzymer i kroppens celler nedbryder kulhydrater og proteiner.
Forrådnelse er den dominerende årsag til nedbrydning af væv og skyldes bakteriel aktivitet. Forråtnelse starter 4 til 10 dage efter døden. Det meste af udseendet af en død krop over tid skyldes forrådnelse:
- Oppustethed
- Grøn misfarvning af underlivet
- Marmorering langs blodkar-a brun sort misfarvning i blodkar forårsaget af hydrogensulfidgas
- Vabler og glidning af huden
- Tab af hår og negle
Forrådnelse opstår hurtigt, når der er overskydende varme, en sygdom til stede som peritonitis, hvor overskydende bakterier allerede var til stede eller i et miljø, hvor eksterne bakterier er høje som en kloak. Køling af kroppen kan nedsætte forrådnelse, og frysning kan stoppe det helt.
Der er fire generelle stadier af forrådnelse:
- Forråtnelse (4-10 dage efter døden) – Autolyse opstår, og gasser (lugt) og misfarvning starter.
- Sort forrådnelse (10-20 dage efter døden) – udsat hud bliver sort, oppustethed kollapser og væsker frigøres fra kroppen.
- Smørlig gæring (20-50 dage efter døden) – det resterende kød fjernes, dannes der smørsyre, der “fermenterer” resterne, og kroppen begynder at støbe, hvis den er i kontakt med jorden.
- Tør henfald (50-365 dage efter døden) – henfald er meget langsomt nu pga. mangel på væsker, hår og negle falder ud.
Graden af forrådnelse gør det muligt for efterforskere groft at estimere dødstidspunktet ud fra denne tidslinje, men igen skal du bemærke det brede tidsinterval. Dette er ikke en eksakt videnskab, der vil gøre anklagere meget utilfredse.
Flora og fauna
Planter og insekter bruges ofte til at tilnærme dødstidspunktet. Gennem observation på et gerningssted er det ofte muligt at vide, hvor længe en krop har været der. For eksempel vil græs, der er dækket af kroppen langsomt visne og dø.Hastighederne, hvormed bestemte græsarter dør, når de er dækket, er faktisk kendt, og at tage en prøve af græsset til en botaniker kan give dig et dødstidspunkt, hvis personen blev dræbt på den scene eller et tidspunkt, hvor kroppen blev dumpet, hvis de var dræbt andre steder.
Insekter, fluer specifikt, angriber hurtigt en ubeskyttet krop, og maddannelse (mens den er grov) har forstået en tidslinje, der kan bruges til at bestemme dødstidspunktet. At tage prøver af maden, der er til stede for en entomolog (buglæge), giver dig dødstid ganske nøjagtigt, forudsat at fluerne har adgang til kroppen umiddelbart efter døden.
Magens indhold
mad, der findes i offerets mave, kan give omtrentlig dødstid baseret på den fordøjelsesgrad, der har fundet sted:
Måltidstørrelse |
Tid i mave (begynder at tømmes inden for 10 minutter) |
Lys
|
1-2 timer
|
Medium
|
3-4 timer
|
Heavy
|
4-6 timer
|
Glasagtigt kalium
En metode for tilnærmelsesvis dødstid, der ikke er anført i tabellen, er bestemmelsen af glaslegeme (øjenvæske) Kaliumkoncentration.
Kalium (K) er et næringsstof i kroppen, der hjælper med at opretholde balancen mellem el elektriske ladninger inden i og uden for cellemembraner. Koncentrationen af intracellulært kalium er højere i de intracellulære væsker end i blodet op til 40 gange. Efter døden begynder mængden af kalium i og uden for cellemembranen at udlignes med en jævn hastighed. Dette betyder, at hvis du kan få en kaliumkoncentrationsaflæsning fra en intracellulær væske efter døden, kan du bestemme dødstidspunktet meget mere præcist end nogen af de tidligere nævnte metoder. Øjleglassets væske er den væske, der oftest anvendes til denne test, hvis den er tilgængelig. Resultaterne af testen er mest nøjagtige mellem 1-12 timer efter døden. Ligningen, der bruges til at bestemme dødstidspunktet baseret på en kaliumlækagehastighed på 0,14 milliækvivalenter / liter / time er:
$$ (7,14 \ gange \ tekst {K} ^ + \ tekst {koncentration}) – 39.1 = \ text {timer siden døden} $$
Den hastighed, hvormed kaliumlækager ikke er den samme for alle områder af verden, og koroner har tabeller, der hjælper dem med at etablere den korrekte lækagehastighed for deres område.
Vitreous Humor er en gelignende væske, der sammensætter det meste af øjet.
Du er nu blevet introduceret til de mange metoder, som efterforskere bruger til at bestemme dødstidspunktet for et offer. Lad os nu se nærmere på kemien bag nogle af de metoder og processer, der lige er diskuteret.