การเน่าเปื่อยในสัตว์เป็นกระบวนการที่เริ่มต้นทันทีหลังการตายและเกี่ยวข้องกับการทำลายเนื้อเยื่ออ่อน ทำให้เหลือเพียงโครงกระดูก กระบวนการทางเคมีของการเน่าเปื่อยมีความซับซ้อนและเกี่ยวข้องกับการสลายตัวของเนื้อเยื่ออ่อน ขณะที่ร่างกายผ่านขั้นตอนการเน่าเปื่อยตามลำดับ[ 2 ^{]การสลาย}ตัว ของเซลล์ และการเน่าเปื่อยยังมีบทบาทสำคัญในการสลายตัวของเซลล์และเนื้อเยื่อ^{[ 3 ]}

ร่างกายมนุษย์ประกอบด้วยน้ำ ประมาณ 64% โปรตีน 20% ไขมัน 10% คาร์โบไฮเดรต 1% และ แร่ธาตุ 5% ^{[ 1 ]} การสลายตัวของเนื้อเยื่ออ่อนมีลักษณะเฉพาะคือการสลายตัวของโมเลกุลขนาด ใหญ่เหล่านี้ ดังนั้นสัดส่วนที่มากของผลิตภัณฑ์จากการสลายตัวควรสะท้อนถึงปริมาณโปรตีนและไขมันที่มีอยู่ในร่างกายในตอนแรก^{[ 4 ]}ด้วยเหตุนี้ กระบวนการทางเคมีของการสลายตัวจึงเกี่ยวข้องกับการสลายตัวของโปรตีน คาร์โบไฮเดรต ไขมัน กรดนิวคลีอิก และกระดูก

โปรตีนเป็นส่วนประกอบของเนื้อเยื่อต่างๆ ในร่างกาย ซึ่งอาจแบ่งออกเป็นโปรตีนเนื้อเยื่ออ่อนและโปรตีนเนื้อเยื่อแข็ง ดังนั้น โปรตีนในร่างกายจึงไม่ได้ถูกย่อยสลายในอัตราที่เท่ากันทั้งหมด

โปรตีโอไลซิสเป็นกระบวนการที่สลายโปรตีน กระบวนการนี้ถูกควบคุมโดยความชื้น อุณหภูมิ และแบคทีเรีย^{[ 5 ]} กระบวนการนี้ไม่ได้เกิดขึ้นในอัตราที่สม่ำเสมอ ดังนั้นโปรตีนบางชนิดจึงถูกย่อยสลายในช่วงเริ่มต้นของการย่อยสลาย ในขณะที่โปรตีนชนิดอื่นถูกย่อยสลายในช่วงหลังของการย่อยสลาย ในช่วงเริ่มต้นของการย่อยสลาย โปรตีนในเนื้อเยื่ออ่อนจะถูกย่อยสลาย ซึ่งรวมถึงโปรตีนที่:

• บุผนังทางเดินอาหารและเยื่อบุผิวของตับอ่อน
• สร้างสมองตับและไต^{[ 6 ]}​

ในช่วงระยะหลังของการเน่าเปื่อย โปรตีนในเนื้อเยื่อที่มีความทนทานมากกว่าจะถูกย่อยสลายไปโดยกระบวนการเน่าเปื่อยซึ่งได้แก่:

• เรติคูลิน
• โปรตีนกล้ามเนื้อ
• คอลลาเจน (โปรตีนเนื้อเยื่อแข็ง) ซึ่งมีอายุยืนยาวกว่าโปรตีนเนื้อเยื่อเดิม^{[ 4 ]}

เคราตินเป็นโปรตีนที่พบในผิวหนัง เส้นผม และเล็บ มันทนต่อเอนไซม์ที่เกี่ยวข้องกับการย่อยสลายโปรตีนได้ดีที่สุด และต้องถูกย่อยสลายโดยจุลินทรีย์ที่ย่อยสลายเคราตินโดยเฉพาะ^{[ 7 ]} นี่คือเหตุผลที่เส้นผมและเล็บมักพบร่วมกับซากโครงกระดูก^{[ 8 ]}

โดยทั่วไป โปรตีโอไลซิสจะสลายโปรตีนเป็น: ^{[ 3 ] [ 4 ]}

• โปรตีโอส
• เปปโทน
• โพลีเปปไทด์
• กรดอะมิโน

การย่อยสลายโปรตีนอย่างต่อเนื่องจะนำไปสู่การผลิตสารฟีนอลนอกจากนี้ยังจะมีการผลิตก๊าซต่อไปนี้ด้วย: ^{[ 4 ]}

• คาร์บอนไดออกไซด์
• ไฮโดรเจนซัลไฟด์ซึ่งเป็นสารพิษร้ายแรง
• แอมโมเนีย
• มีเทน

กรดอะมิโนที่มีกำมะถันอย่างซิสเทอีนและเมไทโอนีนจะเกิดการย่อยสลายโดยแบคทีเรียเพื่อให้ได้: ^{[ 4 ]}

• แอมโมเนีย
• ไทออล (ก๊าซที่เกิดจากการสลายตัวซึ่งมีกลิ่นเหม็นฉุน)
• กรดไพรูวิก
• ซัลไฟด์
• ก๊าซไฮโดรเจนซัลไฟด์
  • หากมีเหล็กอยู่ จะเกิดเฟอร์รัสซัลไฟด์ขึ้น ซึ่งสามารถมองเห็นได้เป็นตะกอนสีดำ

ผลิตภัณฑ์ ดีคาร์บอกซิเลชันทั่วไปสองชนิดของโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับการเน่าเปื่อยคือพิวเทรสซีนและคาดาเวอรีนสารประกอบเหล่านี้เป็นพิษในระดับสูงและมีกลิ่นเหม็นเฉพาะตัว^{[ 6 ]} เชื่อกันว่าเป็นส่วนประกอบของกลิ่นเฉพาะของการเน่าเปื่อยที่สุนัขดมกลิ่นศพมักตรวจพบ^{[ 3 ]}

สรุปผลิตภัณฑ์จากการสลายตัวของโปรตีนแสดงอยู่ในตารางที่ 1ด้านล่าง

ไนโตรเจนเป็นส่วนประกอบของกรดอะมิโนและจะถูกปล่อยออกมาเมื่อเกิดการดีอะมิ เนชัน โดยทั่วไปจะถูกปล่อยออกมาในรูปของแอมโมเนีย ซึ่งพืชหรือจุลินทรีย์ในสิ่งแวดล้อมโดยรอบสามารถนำไปใช้ เปลี่ยนเป็นไนเตรตหรือสะสมอยู่ในดินได้ (หากร่างกายอยู่บนหรือภายในดิน) ^{[ 4 ]} มีการเสนอแนะว่าการมีไนโตรเจนในดินอาจช่วยส่งเสริมการเจริญเติบโตของพืชในบริเวณใกล้เคียง^{[ 6 ]}

ในสภาวะดินที่เป็นกรด แอมโมเนียจะถูกเปลี่ยนเป็น ไอออน แอมโมเนียมซึ่งพืชหรือจุลินทรีย์สามารถนำไปใช้ได้ ในสภาวะที่เป็นด่าง ไอออนแอมโมเนียมบางส่วนที่เข้าสู่ดินอาจถูกเปลี่ยนกลับเป็นแอมโมเนีย แอมโมเนียมที่เหลืออยู่ในสิ่งแวดล้อมสามารถเกิดกระบวนการไนตริฟิเคชันและดีไนตริฟิเคชันเพื่อให้ได้ไนเตรตและไนไตรต์ในกรณีที่ไม่มีแบคทีเรียไนตริฟายเออร์หรือสิ่งมีชีวิตที่สามารถออกซิไดซ์แอมโมเนียได้ แอมโมเนียจะสะสมอยู่ในดิน^{[ 4 ]}

ฟอสฟอรัสสามารถถูกปลดปล่อยออกมาจากส่วนประกอบต่างๆ ของร่างกาย รวมถึงโปรตีน (โดยเฉพาะโปรตีนที่เป็นส่วนประกอบของกรดนิวคลีอิก) น้ำตาลฟอสเฟต และฟอสโฟลิปิด เส้นทางที่ฟอสฟอรัสใช้เมื่อถูกปลดปล่อยออกมานั้นซับซ้อนและขึ้นอยู่กับค่า pH ของสภาพแวดล้อมโดยรอบ ในดินส่วนใหญ่ ฟอสฟอรัสมีอยู่ในรูปของสารประกอบอนินทรีย์ที่ไม่ละลายน้ำ ซึ่งเกี่ยวข้องกับเหล็กแคลเซียมแมกนีเซียมและอะลูมิเนียมจุลินทรีย์ในดินยังสามารถเปลี่ยนสารประกอบอินทรีย์ที่ไม่ละลายน้ำให้เป็นสารประกอบที่ละลายน้ำได้^{[ 4 ]}

ในช่วงเริ่มต้นของการย่อยสลาย คาร์โบไฮเดรตจะถูกย่อยสลายโดยจุลินทรีย์ กระบวนการเริ่มต้นด้วยการย่อยสลายไกลโคเจนเป็นโมโนเมอร์ ของ กลูโคส^{[ 9 ]} โมโนเมอร์ของน้ำตาลเหล่านี้สามารถย่อยสลายได้อย่างสมบูรณ์เป็นคาร์บอนไดออกไซด์ และ น้ำ หรือย่อยสลายได้ไม่สมบูรณ์เป็นกรดอินทรีย์และแอลกอฮอล์ ต่างๆ ^{[ 3 ]}หรือสารประกอบออกซิเจนอื่นๆ เช่นคีโตนอั ล ดีไฮด์ เอ สเทอร์และอีเทอร์^{[ 10 ]}

ขึ้นอยู่กับปริมาณออกซิเจนในสิ่งแวดล้อม น้ำตาลจะถูกย่อยสลายโดยสิ่งมีชีวิตต่าง ๆ และกลายเป็นผลิตภัณฑ์ต่าง ๆ แม้ว่าทั้งสองเส้นทางอาจเกิดขึ้นพร้อมกันได้ ภายใต้สภาวะที่มีออกซิเจน เชื้อราและแบคทีเรียจะย่อยสลายน้ำตาลเป็นกรดอินทรีย์ดังต่อไปนี้: ^{[ 3 ]}

• กรดกลูคูโรนิก
• กรดซิตริก
• กรดออกซาลิก

ภายใต้สภาวะไร้ออกซิเจน แบคทีเรียจะย่อยสลายน้ำตาลเป็น: ^{[ 3 ]}

• กรดแลคติก
• กรดบิวทิริก
• กรดอะซิติก

ซึ่งโดยรวมแล้วเป็นสาเหตุของสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดซึ่งมักพบในศพที่กำลังเน่าเปื่อย^{[ 3 ]}

ผลิตภัณฑ์จากการหมักของแบคทีเรียอื่นๆ ได้แก่ แอลกอฮอล์ เช่น บิวทิลแอลกอฮอล์และเอทิลแอลกอฮอล์ อะซิโตน และก๊าซ เช่น มีเทนและไฮโดรเจน^{[ 3 ]}

สรุปผลิตภัณฑ์จากการสลายตัวของคาร์โบไฮเดรตแสดงอยู่ในตารางที่ 1ด้านล่าง

ไขมันในร่างกายส่วนใหญ่อยู่ในเนื้อเยื่อไขมันซึ่งประกอบด้วยน้ำประมาณ 5-30%, โปรตีน 2-3% และไขมัน 60-85% โดยน้ำหนัก ซึ่ง 90-99% เป็นไตรกลีเซอไรด์^{[ 3 ]} เนื้อเยื่อไขมันส่วนใหญ่ประกอบด้วยไขมันที่เป็นกลาง ซึ่งโดยรวมหมายถึงไตรกลีเซอไรด์ไดกลีเซอไรด์ ฟอ ส โฟลิ ปิด และคอเลสเตอรอลเอสเทอร์ซึ่งไตรกลีเซอไรด์เป็นชนิดที่พบมากที่สุด^{[ 11 ]} ปริมาณกรดไขมันของไตรกลีเซอไรด์แตกต่างกันไปในแต่ละบุคคล แต่มีกรดโอเลอิกในปริมาณมากที่สุด รองลงมาคือกรดลิโนเลอิกกรดปาล์มิตโอเลอิกและกรดปาล์มิติก^{[ 12 ]}

ลิปิดที่เป็นกลางจะถูกไฮโดรไลซ์โดยไลเปสหลังจากเสียชีวิตไม่นาน เพื่อปลดปล่อยกรดไขมันออกจาก โครงสร้าง กลีเซอรอลทำให้เกิดส่วนผสมของกรดไขมันอิ่มตัวและไม่อิ่มตัว^{[ 13 ]} ภายใต้สภาวะที่เหมาะสม (เมื่อมีน้ำและเอนไซม์แบคทีเรียเพียงพอ) ลิปิดที่เป็นกลางจะถูกย่อยสลายอย่างสมบูรณ์จนกลายเป็นกรดไขมัน ภายใต้สภาวะที่เหมาะสม กรดไขมันสามารถเปลี่ยนเป็นอะดิโพเซียร์ได้^{[ 12 ]} ในทางตรงกันข้าม กรดไขมันอาจทำปฏิกิริยากับไอออนโซเดียมและโพแทสเซียมที่มีอยู่ในเนื้อเยื่อ เพื่อสร้างเกลือของกรดไขมัน เมื่อร่างกายอยู่ใกล้ดิน ไอออนโซเดียมและโพแทสเซียมสามารถถูกแทนที่ด้วยไอออนแคลเซียมและแมกนีเซียมเพื่อสร้างสบู่ของกรดไขมันอิ่มตัว ซึ่งสามารถมีส่วนช่วยในการก่อตัวของอะดิโพเซียร์ได้เช่นกัน^{[ 4 ]}

กรดไขมันที่เกิดจากการไฮโดรไลซิสสามารถเกิดการสลายตัวได้ 2 วิธี ขึ้นอยู่กับปริมาณออกซิเจนที่มีอยู่^{[ 3 ]} อย่างไรก็ตาม เป็นไปได้ที่ทั้งสองวิธีจะเกิดขึ้นพร้อมกันในบริเวณต่างๆ ของร่างกาย

แบคทีเรียแบบไม่ใช้ออกซิเจนจะครอบงำร่างกายหลังความตาย ซึ่งส่งเสริมการย่อยสลายกรดไขมันแบบไม่ใช้ออกซิเจนโดยกระบวนการไฮโดรจีเนชัน [ ^{3 ] กระบวนการ} ไฮโดรจีเนชันจะเปลี่ยนพันธะไม่อิ่มตัว (พันธะคู่และพันธะสาม) ให้เป็นพันธะเดี่ยว ซึ่งโดยพื้นฐานแล้วจะเพิ่มปริมาณกรดไขมันอิ่มตัว ในขณะที่ลดสัดส่วนของกรดไขมันไม่อิ่มตัว ดังนั้น การไฮโดรจีเนชันของกรดโอเลอิกและกรดปาล์มิตโอเลอิก ตัวอย่างเช่น จะให้กรดสเตียริกและกรดปาล์มิติก ตามลำดับ^{[ 13 ]}

${\displaystyle {\ce {{\overset {กรดไขมันไม่อิ่มตัว}{CHOO-(CH2)7.CH=CH-(CH2)5.CH3}}+H2->[{\ce {เอนไซม์แบคทีเรีย}}]{\overset {กรดไขมันอิ่มตัว}{CHOO-(CH2)7.CH2-CH2-(CH2)5.CH3}}}}}$

เมื่อมีออกซิเจน กรดไขมันจะเกิดการออกซิเดชัน การออกซิเดชันของไขมันเป็นกระบวนการปฏิกิริยาลูกโซ่ที่ออกซิเจนเข้าโจมตีพันธะคู่ในกรดไขมัน ทำให้เกิด พันธะ เปอร์ออกไซด์ในที่สุด กระบวนการนี้จะผลิตอัลดีไฮด์และคีโตน^{[ 4 ]}

• การเริ่มต้น

  ${\displaystyle {\ce {{RH}+ O2 -> {R}+ OH}}}$

• การขยายพันธุ์

  ${\displaystyle {\begin{array}{l}{\ce {{R}+ O2 -> ROO}}\\{\ce {{ROO}+ RH -> {ROOH}+ R}}\end{array}}}$

• การเลิกจ้าง

  ${\displaystyle {\begin{array}{l}{\ce {{R}+ R -> RR}}\\{\ce {{R}+ ROO -> ROOR}}\\{\ce {{ROO}+ ROO -> {ROOR}+ O2}}\end{array}}}$

สรุปผลิตภัณฑ์จากการสลายตัวของไขมันแสดงอยู่ในตารางที่ 1ด้านล่าง

การสลายตัวของกรดนิวคลีอิกทำให้เกิดเบสไนโตรเจน ฟอสเฟต และน้ำตาล^{[ 10 ]} ผลิตภัณฑ์ทั้งสามนี้จะถูกย่อยสลายต่อไปโดยกระบวนการย่อยสลายของโมเลกุลขนาดใหญ่อื่นๆ ไนโตรเจนจากเบสไนโตรเจนจะถูกเปลี่ยนรูปในลักษณะเดียวกับที่เกิดขึ้นในโปรตีนในทำนองเดียวกัน ฟอสเฟตจะถูกปล่อยออกจากร่างกายและเกิดการเปลี่ยนแปลงเช่นเดียวกับที่ถูกปล่อยออกมาจากโปรตีนและฟอสโฟลิปิด สุดท้าย น้ำตาล หรือที่รู้จักกันในชื่อคาร์โบไฮเดรตจะถูกย่อยสลายตามปริมาณออกซิเจนที่มีอยู่

กระดูกเป็นเนื้อเยื่อผสมที่ประกอบด้วยส่วนประกอบหลัก 3 ส่วน ได้แก่:

1. ส่วนประกอบของโปรตีนที่ส่วนใหญ่ประกอบด้วยคอลลาเจน (โปรตีนเนื้อเยื่อแข็งที่ทนต่อการย่อยสลายได้ดีกว่าโปรตีนเนื้อเยื่ออื่นๆ) ซึ่งทำหน้าที่เป็นโครงสร้างค้ำจุน
2. ส่วนประกอบแร่ธาตุที่ประกอบด้วยไฮดรอกซีอะพาไทต์ (แร่ธาตุที่มีแคลเซียมและฟอสฟอรัสในกระดูก) ซึ่งช่วยเสริมความแข็งแรงของโครงสร้างโปรตีน
3. สารพื้นฐานที่ประกอบด้วยสารประกอบอินทรีย์อื่นๆ

คอลลาเจนและไฮดรอกซีอะพาไทต์ยึดติดกันด้วยพันธะโปรตีน-แร่ธาตุที่แข็งแรง ซึ่งทำให้กระดูกมีความแข็งแรงและคงอยู่ได้นานหลังจากเนื้อเยื่ออ่อนของร่างกายเสื่อมสภาพ^{[ 4 ]}

กระบวนการที่ทำให้กระดูกเสื่อมสภาพเรียกว่าไดอะเจเนซิสขั้นตอนแรกในกระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับการกำจัดส่วนประกอบคอลลาเจนอินทรีย์โดยการทำงานของคอลลาเจเนส จากแบคทีเรีย คอลลาเจเนสเหล่านี้จะย่อยสลายโปรตีนให้เป็นเปปไทด์ จากนั้นเปปไทด์จะถูกย่อยสลายเป็นกรดอะมิโนที่เป็นส่วนประกอบ ซึ่งสามารถถูกชะล้างออกไปโดยน้ำบาดาล เมื่อคอลลาเจนถูกกำจัดออกจากกระดูกแล้ว ปริมาณไฮดรอกซีอะพาไทต์จะเสื่อมสภาพลงเนื่องจากการผุกร่อนของแร่ธาตุอนินทรีย์ ซึ่งหมายความว่าไอออน ที่สำคัญ เช่นแคลเซียมจะสูญเสียไปสู่สิ่งแวดล้อม^{[ 4 ]} พันธะโปรตีน-แร่ธาตุที่แข็งแรงซึ่งให้ความแข็งแรงแก่กระดูกจะถูกทำลายลงจากการเสื่อมสภาพนี้ ส่งผลให้โครงสร้างโดยรวมอ่อนแอลง และจะอ่อนแอลงเรื่อยๆ จนกว่ากระดูกจะสลายตัวอย่างสมบูรณ์^{[ 3 ]}

กระดูกค่อนข้างทนต่อการเสื่อมสภาพ แต่ในที่สุดก็จะถูกทำลายลงด้วยการแตกหักทางกายภาพ การสูญเสียแคลเซียม และการละลาย อย่างไรก็ตาม อัตราการเสื่อมสภาพของกระดูกขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมโดยรอบเป็นอย่างมาก เมื่อมีดินอยู่ การทำลายล้างจะได้รับอิทธิพลจากทั้งปัจจัยทางกายภาพ (น้ำ อุณหภูมิ ชนิดของดิน และค่า pH) และ ปัจจัย ทางชีวภาพ ( สัตว์และพืช ) ^{[ 3 ]}

น้ำจะเร่งกระบวนการโดยการชะล้างแร่ธาตุอินทรีย์ที่จำเป็นออกจากกระดูก ดังนั้น ประเภทของดินจึงมีบทบาท เพราะจะส่งผลต่อปริมาณน้ำในสภาพแวดล้อม ตัวอย่างเช่น ดินบางชนิด เช่น ดิน เหนียวจะกักเก็บน้ำได้ดีกว่าดินชนิดอื่น เช่นดินทรายหรือดินตะกอน นอกจากนี้ ดิน ที่เป็นกรดจะสามารถละลายเมทริกซ์อนินทรีย์ของไฮดรอกซีอะพาไทต์ได้ดีกว่าดินที่เป็นด่างจึงเร่งการสลายตัวของกระดูก^{[ 3 ]}

จุลินทรีย์โดยเฉพาะแบคทีเรียและเชื้อรามีบทบาทในการย่อยสลายกระดูก พวกมันสามารถบุกรุกเนื้อเยื่อกระดูกและทำให้แร่ธาตุรั่วไหลออกสู่สิ่งแวดล้อมโดยรอบ ส่งผลให้โครงสร้างของกระดูกเสียหาย^{[ 14 ]} สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมขนาดเล็กและขนาดใหญ่มักจะรบกวนกระดูกโดยการนำออกจากหลุมฝังศพหรือกัดแทะ ซึ่งส่งผลให้กระดูกถูกทำลาย^{[ 15 ]} สุดท้าย รากพืชที่อยู่เหนือหลุมฝังศพอาจทำลายกระดูกได้อย่างมาก รากฝอยสามารถแทรกซึมผ่านเนื้อเยื่อและทำให้กระดูกยาวแตกได้ ในขณะที่รากขนาดใหญ่สามารถทำให้เกิดช่องเปิดในกระดูกซึ่งอาจเข้าใจผิดว่าเป็นกระดูกหักได้^{[ 3 ]}