Mumifikace

Termín je odvozen z perského slova mum, v překladu vosk na balzamování mrtvol. Mumifikace je situace, ve kterých se sejdou příznivé působící faktory vnějšího prostředí i vhodné vlastnosti vlastního těla, a dochází ke zpomalení degradačních procesů, které umožní zachování měkkých tkání i v době, která výrazně přesahuje udávané intervaly postupu degradačních procesů. 

Rozlišujeme 2 typy mumifikaci:

• přirozená
  • teplem
  • chladem
  • vlivem anaerobního kyselého prostředí
• umělá, tzv. balzamování

Přirozená mumifikace vlivem teplého suchého prostředí nastává v prostředí, ve kterém dochází k cirkulaci vzduchu o teplotě vyšší než 30°C (např. věže, seníky, podzemní krypty, horký písek, silně porézní půda, oběšenci na půdách, v terénu na stromech, unikající plyn v obytných prostorách). Celý proces se urychluje, pokud do místnosti proniká kouř. Hlavním mechanismem uchování měkkých tkání je rychlá dehydratace organismu. Vlivem vyšší teploty dochází k úbytku tělních tekutin a solí, měkké tkáně se vysušují a tělo ztrácí na váze. Kontakt těla s hygroskopickými látkami, např. pilinami, nebo zasypání těla v solném dole nebo s prostředím o osmoticky vyšší koncentraci (roztoky solí, těžké kovy) také vytváří předpoklady pro mumifikaci.

Mumifikace pod vlivem nízkých teplot v zimě (chladicích zařízeních piteven se udržuje teplota 2°C), v horských oblastech nebo chladírenských zařízeních nastává útlumem růstu a dělení hnilobných bakterií. 

Mumifikace pod vlivem velmi kyselého prostředí bez nebo s omezeným přísunem kyslíku (např. v rašeliništích) je způsobena nízkým obsahem kyslíku a přítomností sphagnanu (z rašeliníku). Sphagnan extrahuje z těla vápník, na kůži působí jako vyčiňovaní prostředek a současně váže dusík, a tak odčerpává bakteriím další substrát. 

Adipocire

Adipocire je proces saponifikace neboli zmýdelnění. Nastává u těl ponořených do stojaté či proudící vody nebo nacházejících se ve velmi vlhkém mírně zásaditém prostředí. Vyšší mastné kyseliny (především kyselina stearová) tělních tuků reagují se sodnými, draselnými, vápenatými nebo hořečnatými ionty (Na⁺, K⁺, Ca²⁺, Mg²⁺) roztoků, které pronikají z vnějšího prostředí přes macerovanou kůži a vytvářejí soli mastných kyselin (tj. mýdlo). Voda v těchto procesech působí jako rozpouštědlo a pufr, který stabilizuje reakční podmínky. Relativně časná adipocire má červenohnědavou barvu, později dochází ke změně v šedobílou mazlavou hmotu bez zápachu, která na vzduchu uschne a stává se pevnou až křehkou. Kompletní saponifikace vytváří tvrdou a tuhou substanci podobnou vosku (od toho také anglické označení mrtvolný vosk, v angličtině grave wax).

Proces saponifikace začíná od vnějšího povrchu těla. V kůži se objevuje za 1-2 měsíce, pokračuje ve svalstvu cca za 3-4 měsíce. Celé tělo je přeměněno přibližně za 2-3 roky. 

Adipocire má poměrně vysokou odolnost vůči následující degradaci a je schopna se zachovat desítky až stovky let. Za faktory, které ovlivňují rozklad této substance, byly označeny přítomnost kyslíku a přítomnost Gram-pozitivních bakterií, které obsahují lipázu a jsou schopny lipolýzy. 

Působení vysokých teplot (žár) 

Žárem dochází ke spalování organického uhlíku lidských tkání na oxid uhličitý. Podobně jako u dekompozice těla jsou přednostně postiženy měkké tkáně. U spálení, kde není zajištěna dostatečně vysoká teplota žáru, dochází k tzv. knotovému efektu, při kterém se jako palivo uplatňuje také tělesný tuk mrtvoly. V takovém případě se přednostně spalují části bohaté na podkožní tuk (např. trup). Nedokonalé spalování vede k zuhelnatění (karbonizaci) až shoření měkkých tkání často až na úroveň slité masy. U těla nebo jeho částí, které jsou umístěny 15 cm pod povrchem, na který působí přímý oheň (např. lesní požár), může dojít také k sekundárnímu spálení (i kostí). 

CHEMICKÉ ZMĚNY

Mineralizované tkáně jako kosti a zuby jsou proti vysokým teplotám odolnější. I zde dochází k postupné ztrátě uhlíku z organických částí tkání, především z kolagenních vláken. V závislosti na hodnotách žáru dochází u kostí ke změnám textury, tvaru, velikosti, složení i mikrostruktury. Změny složení a struktury začínají ztrátou vody a zkracováním kolagenních vláken. Velikost a tvar kostí bývá v těchto fázích postižen minimálně. Udává se, že změna velikosti není vyšší než 1%. U vyšších teplot (nad 400 °C) dochází k denaturaci kolagenu a postupné ztrátě pružnosti a zvyšování pevnosti i křehkosti kosti. Teplota 650°C se udává jako mezní hodnota mezi kompletním vyžíháním organické hmoty a počátek přeměny minerálních složek kosti. Přibližně při stejné teplotě se spaluje také molekula DNA. Pevnost kostí kulminuje při teplotě okolo 650°C, kdy tkáň dosahuje pevnosti dvojnásobku počáteční hodnoty. S teplotou nad 800 °C již vymizela veškerá organická složka a dochází ke změnám, které postihují původní strukturu anorganické složky. Krystaly hydroxyapatitu se slévají a dochází k tzv. sintrování. Teplota tání kostní tkáně se pohybuje okolo hodnoty 1630°C (podle jiných zdrojů 1550-1650°C). 

Stupeň zachovalosti kostí skeletu při působení vysokých teplot je určen vnějšími podmínkami, především stupněm žáru a vnitřními vlivy jako je velikost, typ, stavba kosti, přítomnost patologických stavů. 

MORFOLOGICKÉ ZMĚNY

Platí, že při spalování těla v krematoriu (teplota 750-1480°C) jsou získány zbytky kostí a zubů o váze 1-3,5kg a objemu cca 3500cm³. Z lebky se nejčastěji zachovají kosti báze, především kost spánková (os temporale) a kost klínová (os sphenoidale), u kostí faciálního skeletu jsou rezistentní kaudální části os frontale, processus frontalis ossis zygomatici, mediální část maxilly. Dolní čelist se obvykle nachází ve fragmentárním stavu. Z kostí postkraniálního skeletu se nejčastěji zachovají těla obratlů i kost křížová, těla dlouhých kostí. Konce dlouhých kostí jsou téměř vždy odlomeny. Z pánevních kostí jsou zachované oblasti okolo jamky kyčelního kloubu a zadního okraje kosti.

STRUKTURNÍ ZMĚNY

Na povrchu kostí vznikají praskliny situované na přechodu kompaktní a spongiózní kostní tkáně. Současně se mění tvar a velikost kostí. Kosti se zkracují v délce i šířce, ale poměr zkrácení v obou směrech je nerovnoměrný a to vede k deformaci původní morfologie. Udává se, že délka kostí se zkracuje o 15-20% (někdy až 25%), zatímco šířka o 13-16%. Mění se i mikrostruktura kosti. Středem kosti probíhají praskliny, které narušují intersticiální nikoliv však cirkulární (haversovské) lamely. Dále se zvětšují Haversovy kanálky a ubývá celkový počet osteonů. Do teploty 800°C je tento úbytek nepodstatný a svůj význam má až při teplotě nad 1000°C.

ZMĚNY BARVY

Se vzrůstající teplotou se objevují distinktivní barevné změny kostí, které jsou ovlivněny rozdílnými koncentracemi elementárního uhlíku vznikajícího při spalování organické složky kosti. Díky těsnému vztahu k hodnotám teploty i snadné hodnotitelnosti se barva povrchu kosti používá k odhadu teplot žáru. Při teplotě 100 – 200 ºC jsou kosti žlutohnědé, černají při 400 °C, následně při 500 – 600 °C nabývají modročerné zbarvení. Při vyšší teplotě jsou kosti křídovité struktury. Barva spálených kostí bývá ovlivněna prostředím, ve kterém dochází ke spalování i ve kterém jsou zbytky uloženy. Také přítomností kovových předmětů se mění odstín spálených zbytků. Kontaminace ze žároviště i z půdy nebo množství kyslíku při spalování (nedostatek zpomaluje barevnou přeměnu) může ovlivnit přesnost určení stupně žáru. 

Zuby tvořené převážně anorganickou složkou jsou proti kosti odolnější vůči působení vysokých teplot a otevřenému ohni. Podobně jako u kostí dochází k postupné ztrátě vody, vyžíhání organické hmoty zubních tkání a následné přeměně minerální složky. Přesto nejodolnější částí zubů je dentin, nikoliv sklovina, ačkoliv sklovina obsahuje větší koncentraci minerálních látek. Při vysokých teplotách si dentin zachová strukturu uspořádání do tubulů (do teploty cca 130°C). Podobně jako u kostní tkáně, i v případě tubulů dentinu dochází k mírným změnám. Tubuly se rozšiřují a nabývají vláknitého charakteru. Sklovina se vzrůstající teplotou praská (praskliny se podobají kukuřici při přípravě popcornu) a ze zubů odpadává. U nižších teplot lze pozorovat odlišnou reakci skloviny, pokud byla poškozena již v průběhu života jedince. 

Současně s těmito změnami se mění vnější morfologie zubů. Mezi teplotami 285 až 440°C se povrch zubu stává zrnitým, u teplot v rozsahu 440 až 800°C se zrnitost a vlnitost povrchu zvyšuje, vznikají praskliny a při teplotách 800 a 840°C se granule navyšují až na velikost až 1 mikrometr. Změny barvy probíhají podobně jako u kostí. Barevné spektrum zubů se mění s ohledem na stupeň žáru, dobu expozice vysokým teplotám a množství kolagenu v zubu. Nejrychleji mění barvu dentin a nemineralizovaná sklovina. 

Působení vysokých teplot (var)

Vařením částí lidského těla (likvidace mrtvého těla, případně kanibalismus) dochází k urychlenému a snadnému odloučení měkkých tkání od kosterního podkladu. Kosti se varem ve vodě stávají pevné a těžké a jejich povrch je hladký a lesklý. V průběhu varu dochází ke zkracování kolagenních vláken a to až na jednu třetinu původní délky. Při teplotě nad 60 °C kolagen i ostatní bílkoviny denaturují (kolagen na rozpustnou želatinu) a z kostí se vymývají. 

Působení chemikálií

Pod vlivem kyselin (HCl, HNO₃) dochází k reakci iontů kyseliny s minerální složkou kostí (fosforečnan vápenatý). Dochází k odvápnění kostí, k jejímu změknutí, tkáň lze krájet nožem.

Působením silných zásad (NaOH, KOH) dochází k degradaci a současně k přeměně měkkých i tvrdým tkání v mýdlo. 

Zuby jsou relativně odolné vůči louhům . Kyseliny snadno reagují s převládající anorganickou složkou zubů a způsobí během několika hodin jejich úplnou destrukci. Odolávají však působení hydroxidů.