임상적인 죽음 후에 근육은 짧은 시간동안 정상적인 상태로 살아 있으며 ATP가 액틴과 마이오신 결합체를 분리할 수 있는 정도로 많이 있는 동안만큼은 이완 상태로 유지된다. 이는 Erdos에 의해 처음 밝혀졌는데 ATP농도에 의해 근육의 굳은 정도를 비교했다.
두 개의 커브가 ,즉 ATP수치가 감소하는 것과 단단함의 정도의 증가는 일치했다.(Bate-Smith와 Bendall에 의해 확인됨)ATP가 줄어드는 정도는 사망 당시의 양과 사망 후 ATP의 생성 가능성과 또 ATP의 가수분해의 속도에 비례한다.
두 번째 단계: 시작 단계
근육내 ATP양이 어느 한계치 이하로 떨어진 경우이다. 그 연결고리 (다리)가 유지되어 시강이 나타난다. 하지만 이 상태는 반전될 수 있다. ATP 혹은 산소가 첨가되면 이완된다. 이 것은 근육이 여전히 기능 할 수 있음을 가리킨다.
세 번째 단계: 시강 완성
시강이 완전히 완성이 되고 비가역성이 된다. 근육 섬유의 변화로 이완될 수 있는 능력이 없어졌다.
네 번째 단계: 완해기
시강이 사라지고 근육은 부드러워진다. 완해의 이유는 정확히 밝혀지지는 않았다. 물론 알려진 바와 같이 Erdos와 Szent-Gyorgyi에 의해 제안된 것처럼 부패 과정이라고 믿는다. 구조적인 연구가 이러한 가설을 뒷받침해준다.
Bendall은 이 과정이 Ph(산도)에 강하게 의존적이라고 제안하고는 단백분해효소가 틀림없이 관여하기 때문에 더 이상의 연구가 필요치 않을 것이라고 덧붙였다.
이러한 단계들은 각 하나의 섬유에서만 유용하다. 실제 상황에서는 여러 섬유로 이루어진 근육을 생각해야 한다.
시강이 언제부터 시작되는 지는 정확하게 말할 수는 없는데 이는 진행되는 과정으로 파악된다. 시강의 발달단계가 다른 여러 섬유의 공존으로 이러한 진행과정이 설명될 수 있다. 하나의 섬유에서의 시강의 시작은 ATP의 양에 의해 좌우되지만 다른 이유도 있다. 사람의 근육은 두 종류의 섬유가 있다.
I(빨간): 미토콘드리아가 풍부하고 주로 호기성 대사, 느린 마이오신 섬유
II(하얀): 미토콘드리아가 비교적 적고 주로 당분해 대사, 빠른 마이오신 섬유
위 두 가지 종류의 섬유에서 시강의 시작은 서로 다른 것으로 보인다. 시강이 시작된 뒤 어느 기간동안은 어느 관절을 심하게 움직여 시강을 완전히 풀면 재강직이 일어난다.
이 현상은 아직 느슨한 상태의 아마도 완전히 수축되지 않은 마이오신 머리부분과 액틴 미세 섬유들과의 가역 결합능력이 있어서인 것으로 설명할 수 있다. 이러한 섬유들의 수축은 재강직을 일으킬 수 있다. 시강의 완해는 점진적인 것으로 비슷한 현상일 수 있다. 사후 반응이 증가함에 따라 파괴되는 여러 개의 섬유가 서로 다른 때에 이완될 수 있다.
문헌에 나오는 시강의 고찰
주관적인 관찰에 근거한 설명
Nysten 법칙
1811년 프랑스의 물리학자이고 화학자인 P. H. Nysten이 시강에 대해 처음으로 과학적인 기술을 하였다. 여기에 시강은 순차적으로 발생하는 데 저작근, 얼굴과 목의 근육, 체간과 팔 그리고 마지막으로 하지에 이른다. 그리고 같은 순서로 완해가 온다고 덧붙였다.
시강의 진행은 하강순서이어서 중추신경계와의 각 근육과의 거리에 따라 관계가 있을 것이라고 생각했었다. 하지만 Nysten이 중추신경계를 파괴시켜 보았으나 그 순서에는 변함이 없었다고 했다.
Naumann시강의 하강진행과정 확신하는 한편 덧붙이기를 특별한 경우 예를 들면 허약 체질이나 병약한 사람에게서는 상승형식을 보일 수 있다고 했다. 같은 법의학자에 의해 만들어진 271 프로토콜에 의하면 Mittmeyer는 사망 후 시간이 경과하면서 다음 순서대로, 즉 목, 팔꿈치, 턱, 무릎, 고관절들은 완전히 경직되고 이완된다.
왜 방금 사망한 사체 조직에서 일어나는 물리화학적인 과정이 알려진 순서를 따르는가를 이해하는 것은 어렵다. 그 이유는 우리가 다루고 있는 이 물리화학적인 반응이 사실은 진흙 덩어리 속에서 진행되는 것과 같이 사체의 근육에서 동시에 일어난다. 이러한 경우 근육의 작은 덩어리는 큰 덩어리보다 더 빨리 완전하게 반응하리라고 생각하는 것이 합리적이다.
교과서에 쓰여 있듯이 사체가 위에서부터 아래까지 강직이 모두 똑같이 이루어진다고 생각하는 것은 바꿔져야 한다. 시강이 잘 알려진 순서로 위로부터 아래로 진행하지 않고 사체의 전 근육에서 동시에 발생하고 관절이 거기 붙어 있는 근육의 양에 따라 서로 차이가 피부표면적의 크기를 결정하게 되고 이는 방사와 전도에 의해 주위 공기로 열이 연속하여 빠져나가게 된다.
Tarrant와 Mothersill의 논문에서 이 가설을 확인할 수 있다. 그들은 소고기에서 표면에서 멀어질수록 Ph(산도)는 떨어지고 근육의 온도는 올라감을 발견했다.
여섯 군데의 주요 뒷다리 근육에서 산도가 6.0으로 떨어지는데 필요한 시간은 소고기에서 근육의 종류와 피부에서부터의 깊이에 따라 2.2에서 13.6시간 사이였다. 그들은 ATP회전율과 근육온도 사이에 좋은 상관관계가 있음을 관찰했다.
시강의 진행에 따른 화학변화에 대한 지식의 많은 부분이 육류 가공 공장의 실험실에서 발견되었다는 것이다. 왜냐하면 육류의 품질이 바로 이과정에 달려 있기 때문이다.
법의학 교과서에서 가끔 이 Nysten법칙의 적용에 대한 예외를 들고 있다.
1. Nysten법칙은 가끔 유용하다.
2. 예외를 생각하면 이것에 의존하여서는 안 된다.
시강의 발현을 시간적 개념으로 본 학문
먼저 Niderkorn의 관찰을 보는 것이 재미있을 것 같다.
그는 113구의 사체에서 시강의 완성에 필요한 시간을 측정하였는데 76구(67%)에서 4-7시간 후에 완전히 형성되었다. 31구는 4시간 후 202구는 5시간 후에 ,11구는 7시간 후에 완성되었다. 두 구의 경우에 시강은 사망 후 2시간째 완성되었고 다른 두 경우에서는 사망 후 13시간이 걸렸다.
Mallach에 의한 시강의 완성과 시간의 비교는 1811년에서 1960년까지의 문헌에 기초하였다.
하지만 이에 대한 비판이 있었으며 느낌에 의한 판단을 통계하여 분석하고 비교한다는 것은 위험한 일이다. 이 관찰이 다분히 주관적이고 150년 이상 긴 기간동안 여러 사람에 의한 것들을 모은 것이다.(1811-1960) 더구나 이러한 것들이 공통된 기준에 의해 분류된 것도 아닌 것이다. 여러 저자들은 자주 시강의 발현 정도를 결정하는 데 서로 다른 분류를 쓴다.
그러나 이보다 더 나은 자료는 가지고 있지 못하다. 주관적인 면이 있지만 모든 각자의 관찰 자체는 매우 가치가 있다. 사실 우리의 조상들은 분류에 유일한 방법으로써의 관찰자체는 매우 가치가 있다.
사실 우리의 조상들에게 주어진 유일한 방법으로써의 관찰은 이 단순한 방법을 훌륭히 씀으로써, 그들의 결론이 매우 가치를 발하게 하고 있다. 우리의 시강 연구에서도 과거 저자들에 의해 저술된 것이 자주 기초 자료로 쓰인다.
만약 우리의 측정이 이러한 과거 기술된 사항과 다르게 나온다면 일단 의심을 하게 된다. 한 가지 실험이 반복되어 그 결과가 확정이 된다해도 이러한 불일치의 마땅한 설명을 찾게 된다.
시강의 형성에 서로 차이가 심한 이유는 무엇일까?
그 답은 그 과정이 생리학적인 ,조금 더 정확히 얘기하면 생화학적이기 때문이다. 그래서 수많은 내적 외적 영향인자에 의해 영향을 받기 때문일 것이다. 먼저 우리는 사망 직전 각자의 육체 상태를 고려해 봐야 한다.
즉 에너지를 보존할 때 영향을 끼치는 인자들을 H. A. Husband는 그의 저서 "학생을 위한 법의학 소책자 Sstundent's Handbook of Forensic Medicine'에서 다음과 같이 그 요소들을 정리했다.
1) 사망직전 소모성 질환의 영향: 빨리 생겼다가 빨리 사라짐
2)사망시 체격의 영향: 그 도달이 지연될 수도, 같을 수도, 더 강하게 나타날 수도, 더 길게 나타날 수도 있다.
시강-온도의 영향
시강의 시작이 생화학적인 과정에 좌우되고 완해는 세포구조가 파괴되어 생기는 것을 고려하면 모든 진행은 체온, 결국은 주위의 온도에 의해 영향을 받는다는 것을 쉽게 이해할 수 있다.
이 사실은 오래 전부터 알려져 왔다. Nysten은 시강이 춥고 습한 데서 환기가 잘되고 마른 공기 상태에서 보다 오래 지속되는 것을 기술했다.
Kussmaul은 근육이 튼튼한 사람의 사체는 섭씨 2.5도에서 7.5도 사이에서는 8일내지 10일 그 보다 더 오랫동안 굳은 상태가 유지될 수 있으나 18.8도 30도 사이의 경우는 시강이 4내지 6일 안에 사라진다고 했다.
Husband는 그의 책에서 낮은 온도에서의 영향을 다음과 같이 종합했다. 시강은 마르고 차가운 공기와 차가운 물 속에서는 지연된다. Bierfreund는 토끼의 하지에 시강이 발생하는 데 대한 온도의 영향을 실험했다. 그림 5-4에 있다.
Morgenstern이 나이가 서로 다른 토끼와 쥐들에 행한 실험에서 온도가 시강의 발현에 중대한 효과가 있음을 보여준다. 같은 저자는 따뜻한 물 속(섭씨35-37도)에 들어있는 사체에서는 시강의 시작이 의미 있게 빨라짐을 기록했다.
Foster등은 사람의 사체에서 하지에 시강이 생기는 기간을 섭씨 4-11도의 낮은 온도에서 관찰했다. 사체를 가능한 한 전 기간 관찰하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 처음 우리는 사후 130시간 동안 완전한 시강이 지속되는 것을 보고 이는 낮은 온도에서는 이 기간 이후에도 시강이 지속될 수 있을 것이라는 결론을 내렸다. 비록 온도가 약간씩 변하거나 사망 후 시각 추정에 문제가 있을지라도 그렇다.
Foster가 발표한 것 중 한 경우에서는 시강이 섭씨4도에서 234시간 후에도 시강이 강하게 남아있었다. 우리가 경험한 것은 반대의 경우인데 두 구의 사체가 뜨거운 여름에 (40도)햇빛아래 노출된 차안에 창문이 닫힌 채로 발견되었다. 검시 때(사망 후 8시간 이내)사체는 일부가 검게 변한 상태였으며 강직의 미세한 징후도 남아 있지 않았다.
다른 극단의 온도에서 Bendall이 흥미 있는 관찰을 시행하였다. 만약 근육을 시강이 생기기 전에 ATP와 PC치가 높은 상태로 얼리면 녹을 때부터 시강이 시작된다고 했다. 하지만 이 실험은 근육이 매우 얇은 절편으로 잘라진 상태에서 했기 때문에 -20도로 빨리 냉동시킬 수 있었는데 이는 실제 법의학 상황에서는 일어나기 힘든 상황이다.
- 시강, 시반 이란?
- 재경직으로 본 사망시각 추정
- 시반으로 본 사망시각 추정
- 시강에 의해서 시반이 영향을 받는가?
- 양측성 시반인가 이동성 시반인가
- 시반이 이동되지 않는 이유
- 위 내용물과 사망시각 추정에 관한 재고(再考)
