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사후경직

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목차

1. 개요

사후경직은 사망 후 발생하는 현상으로, 생명체의 유산소 호흡 중단으로 ATP가 고갈되어 근육이 굳어지는 현상이다. ATP는 근육 이완에 필요한데, ATP가 부족해지면 액틴과 마이오신 결합이 유지되어 근육이 경직된다. 사후경직은 일반적으로 사망 후 2~3시간부터 시작되어 12시간 정도에 전신으로 퍼지며, 환경 온도, 근육 유형, 개인의 상태에 따라 발현 시간과 정도가 다르다. 법의병리학에서는 사망 추정 시간 추정에 활용되며, 육류 산업에서는 고기의 연화 정도에 영향을 미친다. 장례 과정에서는 시신의 자세를 바로잡는 데 어려움을 줄 수 있다.

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사후경직
개요
정의사후에 발생하는 근육의 경직 현상
원인ATP 고갈로 인한 액틴과 미오신의 결합 유지
영향 요인온도
근육 활동량
신체 조건
시간 경과
시작사망 후 1~6시간
최대 강도사망 후 12~24시간
해소사망 후 24~72시간 (부패 시작과 함께)
단계별 변화
진행작은 근육부터 시작하여 큰 근육으로 진행 (얼굴 → 팔다리)
소실진행 순서의 역순으로 소실
관련 현상
사후경련격렬한 활동 중 사망 시 즉시 발생하는 경직 (시체 경직과는 다름)
라자루스 징후뇌사 상태 환자에게서 나타나는 반사 운동
법의학적 중요성
사망 추정 시간사후 경직의 진행 정도를 이용하여 사망 시간을 추정
사망 장소 판단사후 경직 상태와 주변 환경을 비교하여 사망 장소를 판단

2. 생리학

사망 후에는 유기체의 유산소 호흡이 중단되어 아데노신 삼인산(ATP)을 만드는 데 필요한 산소 공급이 고갈된다. ATP는 근육 이완 시 액틴-미오신 가교 분리에 필요하다.[2] 산소가 더 이상 없으면, 신체는 혐기성 해당과정을 통해 ATP를 계속 생산할 수 있다. 신체의 글리코겐이 고갈되면 ATP 농도가 감소하고, 신체는 이러한 가교를 끊을 수 없어 사후경직이 발생한다.[3][4]

사망 후 근소포체와 근형질막이 파괴되면서 칼슘 이온이 세포질로 방출된다. 칼슘은 액틴-미오신 가교 형성을 활성화하며, 트로포닌에 결합하여 트로포닌-트로포미오신 복합체의 형태를 변화시켜 미오신 머리가 액틴 단백질의 활성 부위에 결합하게 한다. 사후경직에서 미오신 머리는 아데노신 이인산(ADP)을 통해 액틴 단백질의 활성 부위에 계속 결합하며, 효소(내인성 또는 세균성)에 의해 근육 조직이 부패하여 분해되기 전까지 근육은 이완될 수 없다.[5]

근원섬유의 분해는 사후경직이 최고점에 이른 후 약 13시간 후에 발생하며, 그 후 48~60시간 사이에 일어난다.[1]

1991년 방글라데시 사이클론의 희생자들의 시체, 샌드위프에서 사후경직의 징후를 보임.

2. 1. 근육 경직의 기전

사망 이후 생명체는 ATP를 만들기 위해 필요한 산소를 공급받지 못해 호흡이 정지한다. ATP는 근육이 이완될 때 액틴과 마이오신의 교차결합이 끊기는 데 필요하다.[12] 산소가 없으면 신체는 산소가 필요하지 않은 해당과정을 통해 ATP를 생산하려 한다. 글리코겐이 고갈되면 ATP 농도가 감소하고, 액틴-마이오신의 교차결합을 끊지 못해 근육이 이완되지 못하면서 사후경직이 일어난다.[13][14]

사망 후 근소포체가 파괴되면서 칼슘 이온이 세포질로 방출되고, 근육속막 파괴로 추가적인 칼슘 이온이 세포질로 들어온다. 칼슘 이온은 액틴과 마이오신의 교차결합 형성을 활성화한다. 칼슘은 가는 필라멘트의 트로포닌에 결합하여 트로포닌-트로포마이오신 복합체의 모양을 변화시키고, 마이오신 머리가 액틴 단백질의 활성 부위에 결합하게 한다. 사후경직에서 마이오신 머리는 ADP를 통해 액틴 단백질의 활성 부위에 계속 결합해 있고, 다른 효소가 복합체를 분해시키기 전까지 근육은 이완될 수 없다. 정상적인 근육 이완은 ADP가 ATP로 대체되면서 마이오신-액틴 결합이 불안정해지고 교차결합이 풀리면서 발생한다. 그러나 ATP가 없으면 내인성이나 세균 효소에 의해 근육 조직이 분해되어야 근육이 이완된다. 분해 과정에서 마이오신 머리는 효소에 의해 분해되어 근수축이 풀리고 근육이 이완된다.[15]

근세사(myofilament)의 분해는 보통 사후경직이 정점에 이른 지 48~60시간 후에 일어나며, 사후경직은 사후 13시간가량 만에 발생한다.[10]

2. 2. 근육 이완의 기전

사망 이후 생명체는 ATP을 만들기 위한 산소 공급이 중단된다. ATP는 근육 이완 시 액틴과 마이오신의 교차결합을 끊는 데 필요하다.[12] 산소가 없으면, 신체는 해당과정을 통해 ATP를 계속 생산하려 한다. 글리코겐이 고갈되면 ATP 농도가 감소하고, 액틴-마이오신의 교차결합을 끊지 못해 근육이 이완되지 못하고 사후경직이 발생한다.[13][14]

사망 후 근소포체와 근육속막이 파괴되면서 칼슘 이온이 세포질로 방출된다. 칼슘 이온은 액틴과 마이오신의 교차결합 형성을 활성화한다. 칼슘은 가는 필라멘트의 트로포닌에 결합하여 트로포닌-트로포마이오신 복합체의 모양을 변화시키고, 마이오신 머리가 액틴 단백질의 활성 부위에 결합하도록 한다. 사후경직에서 마이오신 머리는 ADP를 통해 액틴 단백질의 활성 부위에 계속 결합하며, 다른 효소가 복합체를 분해시키기 전까지 근육은 이완될 수 없다. 정상적인 근육 이완은 ADP가 ATP로 대체되면서 마이오신-액틴 결합이 불안정해지고 교차결합이 풀리면서 발생한다. 그러나 ATP가 없다면 근육 조직이 내인성이나 세균의 효소에 의해 분해되어야 근육이 이완된다. 분해 과정 중 마이오신 머리는 효소에 의해 분해되어 근수축이 풀리고 근육이 이완된다.[15]

2. 3. 분해

사망 이후 유기체의 아데노신 삼인산(ATP) 생성이 중단되면, 근육 이완에 필요한 ATP가 부족해진다. 이때 혐기성 해당과정을 통해 ATP를 생산하려 하지만, 글리코겐이 고갈되면 ATP 농도가 감소하여 근육이 이완되지 못하고 사후경직이 발생한다.[13][14][2][3][4]

사망 후에는 근소포체와 근육속막이 파괴되면서 칼슘 이온이 세포질로 방출된다. 칼슘 이온은 액틴과 마이오신의 교차결합을 활성화시키고, 이는 트로포닌-트로포마이오신 복합체의 형태 변화를 유발하여 마이오신 머리가 액틴에 결합하게 한다. 이때 아데노신 이인산(ADP)을 통해 액틴과 결합한 마이오신 머리는 다른 효소가 복합체를 분해시키기 전까지 근육을 이완시킬 수 없다.[15][5]

정상적인 근육 이완은 ADP가 ATP로 대체되면서 마이오신-액틴 결합이 불안정해지고 교차결합이 풀리면서 발생한다. 그러나 ATP가 없으면 내인성 또는 세균의 효소에 의해 근육 조직이 분해되어야 근육이 이완된다. 분해 과정에서 마이오신 머리는 효소에 의해 분해되어 근수축이 풀리고 근육이 이완된다.[15][5]

근세사(myofilament)의 분해는 보통 사후경직이 정점에 이른 지 48 ~ 60시간 후에 일어나며, 사후경직은 사후 13시간가량 만에 발생한다.[10][1]

3. 육류 산업에서

사후경직은 육류 산업에서 매우 중요하다. 사후경직의 시작 시간과 풀리는 시간은 고기가 부드러워지는 정도를 부분적으로 결정한다.

3. 1. 저온수축

저온수축(cold shortening)은 도살된 고기를 즉시 15°C에서 식힐 때 근섬유분절이 원래 길이보다 크게 수축하며 고기가 질겨지는 현상이다. 이러한 저온수축은 저장된 칼슘이 낮은 온도에 반응하여 근섬유의 근소포체에서 방출되면서 발생한다. 칼슘은 ATP의 도움을 받아 강력한 근수축을 일으킨다.[16]

저온수축을 막기 위해 특히 소고기에는 도살과 가죽을 벗기는 과정 후에 전기자극 과정을 수행한다. 이 과정에서 소고기는 교류 전류로 자극되어 수축과 이완을 반복하게 된다. 이로 인해 고기에 저장된 ATP가 고갈되어 저온수축이 일어나지 않게 된다.[16] 이를 통해 도살 후 며칠 만에 원하는 연한 고기를 얻을 수 있다. 고기의 색깔도 윤기 있는 적색을 보여 효과가 좋다. 이러한 전기자극법은 쇠고기나 양고기 등 사후변화가 느린 고기 종류에는 적합하지만, 원래 도살 후의 대사가 비교적 빠른 돼지고기 등에 사용하면 오히려 고기의 질이 떨어질 수 있다.[17]

3. 2. 전기자극

사후경직은 육류 산업에서 매우 중요하다. 사후경직의 시작 시간과 풀리는 시간은 부드러운 고기가 만들어지는 것을 부분적으로 결정한다. 도살된 고기를 즉시 15°C에서 식히면 저온수축이라는 현상이 일어나 근섬유분절이 원래 길이보다 크게 수축하며 고기가 질겨진다.[16] 저온수축은 저장된 칼슘이 낮은 온도에 반응하여 근섬유의 근소포체에서 방출되며 발생한다. 칼슘은 ATP의 도움을 받으면서 강력한 근수축을 일으킨다.[16] 저온수축을 막기 위해 특히 소고기에는 도살과 가죽을 벗기는 과정 후에 전기자극 과정을 수행한다. 이 과정에서 소고기는 교류 전류로 자극되어 수축과 이완을 반복하게 된다. 이로 인해 고기에 저장된 ATP가 고갈되어 저온수축이 일어나지 않게 된다.[16] 이를 통해 도살 후 며칠 만에 원하는 연한 고기를 얻을 수 있다. 고기의 색깔도 윤기 있는 적색을 보여 효과가 좋다. 이러한 전기자극법은 쇠고기나 양고기 등 사후변화가 느린 고기 종류에는 적합하지만, 원래 도살 후의 대사가 비교적 빠른 돼지고기 등에 사용하면 오히려 고기의 질이 떨어질 수 있다.[17]

4. 법의병리학에서

사후경직의 정도는 사망 추정 시간을 대략적으로 추정하기 위해 법의병리학에서 이용될 수 있다. 시신은 사후경직이 시작되면서 제자리에 그대로 있게 된다. 만일 사후경직이 시작되기 전에 시신을 움직였다면 시반과 같은 다른 사후변화를 적용할 수 있다.[8][9] 사후경직은 신체에 영향을 미치는 정도가 시간이 갈수록 줄어들기 때문에 일시적 증거로 여겨진다.

사후경직의 진행은 주변 온도 등의 영향을 받지만, 20℃ 전후에서는 통상적으로 사후 2~3시간 정도 경과한 후부터 서서히 내장, 턱이나 목에서 시작하여, 사후 12시간 정도에 큰 관절, 말단 관절 등의 전신으로 진행된다. 이러한 진행을 '''"하행형 경직"'''이라고 한다. 근육의 유형(속근, 지근)에 따라 경직의 발현에 시간차가 있으며, 근육질의 청장년층에서 경과가 빠르고, 노인·소아에서는 늦게 나타난다는 보고가 있다. 경직의 최고조는 사후 10~12시간이다.

산소 공급이 끊기면 근육에서 호기성 대사는 정지하지만, 혐기성 대사는 지속된다. 근육 속 ATP가 소비되고, 글리코겐이 혐기적으로 분해되어 젖산을 생성한다. 이에 따라 근육의 pH가 낮아진다. 최저 도달 pH에 이르면 혐기적인 대사도 저해되므로, 그 이하로 pH가 내려가지 않는다. pH 저하에 따라 근원섬유 단백질인 미오신과 액틴이 강하게 결합하여 악토미오신을 생성하여 근육은 굳은 상태가 된다.

체내 ATP가 평소보다 적은 경우, 예를 들어 격렬한 운동으로 육체가 피폐해진 상태로 사망한 경우 등에는, 경직이 평소보다 빨리 시작된다. 벤케이는 고로모가와의 전투에서 분전하여 피로했기 때문에, 죽음 직후에 경직되었다(벤케이의 입상)고 알려져 있다.[8][9]

사후 30시간에서 40시간 정도에 서서히 경직이 풀리기 시작하여, 사후 90시간 후에는 완전히 풀린다. 완화 시기는 여름에는 사후 2일 정도, 겨울에는 4일 정도이다. 범죄 수사상, 사후 경직의 진행 상황에서 사망 추정 시각을 알아내는 경우가 있으며, 법의학적으로 중요하다. 경직은 인위적으로 완화시킬 수 있지만, 사후 매우 빠른 시기(4~5시간 이내)라면 다시 경직될 수 있다.

사후 경직이 풀리는 것을 '''해경'''이라고 하는데, 이는 근육 세포에 잔존하는 단백질 분해 효소 프로테아제에 의해 근원 섬유가 절단되어 작아지기 때문이다. 그 외에도 근육 속의 Ca2+(칼슘 이온)이 관여하고 있다는 설도 있다. 즉, 사후의 근육 경직과 해경은 단순히 굳어진 것이 원래대로 돌아가는 것이 아니라, 각각 다른 원리에 의해 이루어진다. 완화는 근육 조직이 붕괴해가는 현상(식육에서는 이것을 "숙성"이라고 부른다)이므로, 한 번 해경된 근육이 다시 "사후 경직으로" 굳어지는 일은 없다.

이 과정에서 근원 섬유가 여기저기서 절단되기 때문에, 구조적인 의미에서 근육이 움직이는 것은 불가능하다.

극히 드물게, 불균일한 경직에 의한 근육의 수축 등으로 시신이 움직여, 살아난 것처럼 보여 주변 사람을 놀라게 하는 경우도 있다.

5. 장례 과정에서

사망 후 반나절에서 하루 정도는 사후 경직이 가장 심한 때이므로, 사망 시에 손발이 구부러져 있거나 눈이나 입이 열린 채로 오랫동안 누워 있었다면, 장례식이나 장례 때 자세를 바로잡으려 해도 굳어서 움직일 수 없는 경우가 종종 발생한다.

5. 1. 굴장 문화와 사후경직

과거 토장으로 통 형태의 좌관이 주류였던 시대에는, 이불에 안치된 상태에서 쪼그려 앉기처럼 무릎을 굽혀서 안치했기 때문에 (굴장) 사후 경직으로 인한 불편이 자주 발생하였다. 이러한 경우, 옛날에는 유족들이 강제로 관절을 꺾어서 납관하는 경우도 많았지만, 근래의 장례 업체는 욕관이나 부분 가열로 따뜻하게 하면서 근육의 경직을 풀어 자세를 바로잡는 방법을 사용한다.

5. 2. 현대 장례 절차

사망 후 반나절에서 하루 정도는 사후 경직이 가장 심한 때이므로, 사망 시에 손발이 구부러져 있거나 눈이나 입이 열린 채로 오랫동안 누워 있었다면, 장례식이나 장례 때 자세를 바로잡으려 해도 굳어서 움직일 수 없는 경우가 종종 발생한다. 사망 후 시간이 지나서 손가락을 가슴 앞에서 겹쳐 놓으려 할 때도 마찬가지이다.[1]

과거 토장을 할 때 통 형태의 좌관이 주류였던 시대에는, 이불에 안치된 상태에서 쪼그려 앉기처럼 무릎을 굽혀서 안치했기 때문에(굴장) 사후 경직으로 인한 불편이 자주 발생했다. 이러한 경우, 옛날에는 유족들이 강제로 관절을 꺾어서 납관하는 경우도 많았지만, 최근의 장례 업체는 욕관이나 부분 가열로 따뜻하게 하면서 근육의 경직을 풀어 자세를 바로 잡는 방법을 사용한다.[1]

참조

[1] 서적 Anatomy & Physiology McGraw-Hill 2010
[2] 서적 Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology Saunders/Elsevier 2011
[3] 저널 Biochemistry of Chicken Muscle as Related to rigor mortis and Tenderization 1959-02-03
[4] 웹사이트 Classroom Resources - Argonne National Laboratory http://www.newton.de[...]
[5] 웹사이트 About.com (archived) http://chemistry.abo[...]
[6] 서적 New Zealand Journal of Agricultural Research https://books.google[...] The Royal Society of New Zealand
[7] 문서 인간의 경우의 [[사체]]현상. [[사후경과시간]]([[:en:Post-mortem interval|PMI:Post-mortem Interval]])도 참조. 이 외, [[뇌사]]로 된 환자에게 보이는 {{가링크|라자ロ징후|en|Lazarus_sign|preserve=1}}, 통상은 극단적인 상황이나 감정의 아래에서 사망했을 경우에 나타나는 {{가링크|사체경직|en|Cadaveric_spasm|preserve=1}} 등의 현상이 있다.
[8] 웹사이트 弁慶の立ち往生 https://kotobank.jp/[...]
[9] 웹사이트 "弁慶の立ち往生」を医学的に解説してみた！ https://uni-treat.co[...]
[10] 서적 Anatomy & Physiology McGraw-Hill 2010
[11] 웹인용 시체경직 https://terms.naver.[...] 2022-12-02
[12] 서적 Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology Saunders/Elsevier 2011
[13] 저널 Biochemistry of Chicken Muscle as Related to rigor Mortis and Tenderization 1959-02-03
[14] 웹인용 Classroom Resources - Argonne National Laboratory http://www.newton.de[...] 2022-11-19
[15] 웹인용 About.com (archived) http://chemistry.abo[...]
[16] 서적 인용 New Zealand Journal of Agricultural Research https://books.google[...] The Royal Society of New Zealand
[17] 웹인용 전기자극법 https://terms.naver.[...] 2022-12-02


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