(河南科技大學法醫(yī)學院,河南 洛陽 471003)
死亡時間(postmortem interval,PMI)推斷是法醫(yī)病理學研究的難點問題,國內(nèi)外法醫(yī)學者對PMI的研究多集中于早期PMI的推斷,對晚期PMI的推斷缺乏既簡單、精確又行之有效的方法[1-2]。由于尸體腐敗受到自身與環(huán)境因素的影響,使得晚期PMI的推斷變得極其復雜[3]。近年來,盡管越來越多的方法和技術(shù)已應用于PMI推斷研究,但多數(shù)方法處于理論研究階段。采用各種方法推斷出的PMI也只是一個大致時間,誤差較大。因此,尋找一種簡便、快捷、經(jīng)濟的PMI推斷方法是當前法醫(yī)病理學的重要任務。
前期研究結(jié)果[4]表明,大鼠腦組織電導率(electrical conductivity,EC)隨晚期PMI的延長而逐漸增大,展現(xiàn)出了利用組織器官EC推斷晚期PMI的良好應用前景。然而,EC最初是食品科學中檢測肉類腐敗程度的一種電化學指標,其測定值的大小為樣本中各種導電離子的總和。因此,本研究旨在觀察大鼠腦組織浸漬液EC及其相關(guān)生化指標的變化,在研究多指標聯(lián)合推斷PMI的基礎上,進一步探究EC電化學變化的內(nèi)在機制。
由河南科技大學動物實驗中心提供的健康無病原體SD大鼠40只,雌雄不限,體質(zhì)量為(280±20)g。適應性飼養(yǎng)1周后,在同一時間點采用頸椎脫臼法將大鼠全部處死后,隨機分成8組,每組5只,將大鼠尸體保存于25℃左右的室內(nèi)環(huán)境中。本研究經(jīng)動物倫理委員會批準。
FE30精密電導率儀(瑞士Mettler Toledo公司),ZY-1280全自動生化分析儀(上??迫A生物工程股份有限公司),Discovery電子天平(美國Ohaus公司),KFR-26GW變頻空調(diào)(珠海格力集團有限公司)。
于死后不同時間點(0、1、2、3、4、5、6、7d)提取大鼠的全腦組織并準確稱量,將腦組織置于研缽中研磨,并與去離子水混合制成質(zhì)量濃度為0.1g/mL的勻漿浸漬液,將浸漬液用0.45 μm濾膜過濾并均分成2份。其中1份浸漬液用電導率儀即刻測定其EC值并記錄(溫度補償系數(shù)設定為2%/℃),同時利用全自動生化分析儀對另1份浸漬液中的鉀離子、鈉離子、氯離子、鈣離子、無機磷、鎂離子、尿酸、尿素氮及肌酐共9種化學物質(zhì)的含量即刻進行測定并分析。
大鼠死后7 d內(nèi)腦組織浸漬液EC的測定值見表1。腦組織EC隨PMI的延長而逐漸增大,其中:0~1d,EC值增大無統(tǒng)計學意義;2~7d,EC值隨PMI的延長快速增大。腦組織EC(x)與PMI(y)的二次回歸方程為:y=48.22x2+14.31x+1181.46(R2=0.96,P<0.05)。
表1 腦組織EC隨PMI的變化(n=5,±s,μS/cm)
表1 腦組織EC隨PMI的變化(n=5,±s,μS/cm)
注:1)與相鄰上組比較,P<0.05。
1188.20±26.62 1238.00±18.18 1498.80±153.961)1769.00±154.881)2226.00±428.981)2520.40±518.361)2866.00±480.611)3446.00±476.721)PMI 0d 1d 2d 3d 4d 5d 6d 7d EC
大鼠死后7d內(nèi)腦組織浸漬液中各生化指標的測定值見表2。結(jié)果顯示:大鼠腦組織浸漬液中尿酸、尿素氮、無機磷的含量在大鼠死后1d內(nèi)均無明顯變化,而在2~7 d隨PMI的延長開始快速上升,其整體變化規(guī)律均與EC大致相同;鉀離子、鈣離子、鎂離子、肌酐4種生化指標與PMI的相關(guān)性均較差,在測定區(qū)間內(nèi)離散度較大,整體變化無明顯規(guī)律性,其中鉀離子在測定區(qū)間內(nèi)始終保持穩(wěn)定,鈣離子、鎂離子和肌酐雖然有一定的變化,但在測定區(qū)間內(nèi)這3種物質(zhì)的變化規(guī)律無統(tǒng)計學意義,與PMI的相關(guān)性較差;鈉離子、氯離子僅在2d內(nèi)測定出結(jié)果,而2d后未檢測出其濃度值。
對死后不同時間點腦組織中尿酸、尿素氮、無機磷的測定值(x)進行重復測量方差分析,其與PMI(y)的二次回歸方程分別為y=1.04 x12+1.68 x1+13.16(R2=0.97,P<0.05),y=0.24 x22-0.04 x2+0.59(R2=0.99,P<0.05),y=0.05 x32-0.01 x3+2.39(R2=0.95,P<0.05),其中x1為尿酸、x2為尿素氮、x3為無機磷。
表2 腦組織浸漬液各生化指標隨PMI的變化 (n=5,±s)
表2 腦組織浸漬液各生化指標隨PMI的變化 (n=5,±s)
注:1)與相鄰上組比較,P<0.05;“-”表示未檢出。
PMI 0d14.20±3.540.59±0.102.40±0.058.05±0.200.13±0.020.97±0.171.00±0.63 d13.80±3.871)0.77±0.092.38±0.137.06±0.210.11±0.021)1.00±0.123.80±1.17 d21.00±4.741)1.76±0.851)2.51±0.177.07±0.430.13±0.021)0.87±0.221)14.60±6.97 d29.80±9.241)2.57±0.671)2.87±0.441)7.58±0.360.17±0.031)1.09±0.091)80.40±56.881)d35.60±16.301)4.59±2.371)3.53±0.441)7.38±0.610.13±0.021.19±0.101)58.00±47.111)d53.20±10.651)6.61±3.461)3.60±0.721)7.23±0.651)0.25±0.211.15±0.1027.36±18.171)d59.20±9.501)8.33±2.451)4.22±0.541)7.75±1.051)0.19±0.031.13±0.0856.70±32.61 d66.00±24.451)11.95±3.921)4.45±0.431)7.98±0.381)0.15±0.061.23±0.0621.47±10.19 1234567尿酸/(μmol·L-1)肌酐/(μmol·L-1)鈉離子/(mmol·L-1)0.25±0.02 0.17±0.02 3.38±0.31氯離子/(mmol·L-1)1.47±0.11 0.07±0.64 2.59±0.14尿素氮/(mmol·L-1)無機磷/(mmol·L-1)鉀離子/(mmol·L-1)鈣離子/(mmol·L-1)鎂離子/(mmol·L-1)----------
分析EC與尿酸、尿素氮及無機磷的線性關(guān)系,結(jié)果顯示:EC與尿酸、尿素氮及無機磷的一次回歸方程擬合度均較高。3種生化指標(x)與EC(y)的線性方程分別為 y=0.02 x1-15.54(R2=0.97),y=0.005 x2-5.71(R2=0.99),y=4.98x3+1.15(R2=0.97),其中x1為尿酸、x2為尿素氮、x3為無機磷。
EC的測定方法簡便、快速、準確,其最初為食品科學中評價肉類產(chǎn)品新鮮程度及貨架期的研究指標,已廣泛用于食品衛(wèi)生部門對肉類的檢測[5-7]。食品科學的研究對象為肉制品,法醫(yī)學的研究對象為尸體,兩者均為肉類腐敗變質(zhì)的過程。因此,將EC的測定用于法醫(yī)學中PMI的推斷是一種重要的研究思路[8]。本課題組前期已研究了大鼠不同組織EC與PMI的關(guān)系[4],結(jié)果顯示,大鼠不同組織EC隨PMI變化顯著,其EC隨PMI延長均呈現(xiàn)增大的趨勢。由于腦組織結(jié)構(gòu)相對封閉,受外界因素影響相對較少,且距離腸道組織較遠,是推斷PMI的理想組織,因此本研究選取腦組織為研究對象,測定腦組織浸漬液EC及相關(guān)生化指標的變化,研究EC及多種生化指標的變化與晚期PMI的關(guān)系,并進一步探究EC電化學變化的內(nèi)在機制。
本研究測定了大鼠死后不同時間間隔腦組織浸漬液EC及相關(guān)化學成分的含量,研究并分析了EC及相關(guān)生化指標隨PMI的變化關(guān)系。結(jié)果顯示:腦組織浸漬液EC、尿酸、尿素氮、無機磷隨PMI的延長而逐漸增大,R2為0.95~0.99,浸漬液中鉀離子、鈉離子、氯離子、鎂離子、鈣離子、肌酐隨PMI的變化差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。其中,大鼠腦組織EC隨PMI的變化規(guī)律與前期研究[9]結(jié)果一致:0~1d,其EC值均無明顯變化,處于平臺期;2~7 d,均隨PMI的延長而快速增大,體現(xiàn)了EC變化的穩(wěn)定性。腦組織浸漬液中尿酸、尿素氮的含量隨PMI延長而逐漸增加,其可能原因為:大鼠死后隨著腐敗的進行,其組織內(nèi)蛋白質(zhì)逐漸降解為一系列含氮類的堿性物質(zhì)[9],如尿酸、尿素氮等。因此,此兩種物質(zhì)的含量變化與EC類似,在0~1d無變化而在2~7d快速增加。同時,腦組織中磷脂的含量豐富,其相應的磷脂結(jié)合蛋白含量較其他組織多,因此,隨著腐敗的進行其無機磷含量逐漸增加。本研究還分析了大鼠腦組織浸漬液EC與尿酸、尿素氮、無機磷3種生化指標變化的線性關(guān)系,結(jié)果顯示,此3種生化指標的變化與EC的一次回歸方程擬合度較好,R2為0.97~0.99。此結(jié)果側(cè)面反映出與大鼠腐敗相關(guān)的生化指標和EC變化的一致性,從而初步探究了大鼠腦組織浸漬液EC電化學變化的內(nèi)在機制。腦組織浸漬液中鉀離子、鈣離子、鎂離子、肌酐4種指標隨PMI的變化無統(tǒng)計學意義(P>0.05),其可能原因為:此4種物質(zhì)在組織細胞內(nèi)含量較為穩(wěn)定,本實驗采用物理方法(研磨)將組織細胞徹底打破。因此,大鼠尸體的腐敗程度對此4種指標的含量變化影響較小。鈉離子、氯離子僅在2d內(nèi)可測定出結(jié)果,而2d后以現(xiàn)有的生化分析儀檢測不出其含量,具體變化機制有待于進一步研究。
綜上所述,本研究探討了大鼠腦組織EC及其相關(guān)生化指標隨PMI的變化關(guān)系,初步探究了EC推斷PMI的內(nèi)在變化機制,尸體腐敗過程中蛋白質(zhì)降解產(chǎn)生的其他含氮類物質(zhì)(除尿酸、尿素氮外)的變化規(guī)律是本課題組下一步的研究方向。同時,由于尸體的腐敗受到個體與環(huán)境因素的雙重影響,因此,多指標、多因素、多數(shù)據(jù)的聯(lián)合應用將是PMI研究的重點方向。