FORENZNÍ TRICHOLOGIE (text pro výuku)

Transkript

1 FORENZNÍ TRICHOLOGIE (text pro výuku) 1.Úvod Forenzní trichologie 1 je zaměřena na zkoumání živočišného trichologického materiálu v kontextu policejního vyšetřování, např. při objasňování násilných a majetkových trestných činů, dopravních nehod, havárií, krádeží, nedovoleném exportu a importu zvěře, pytláctví apod. Trichologický materiál představují lidské vlasy a chlupy a zvířecí chlupy. Jedná se o významné biologické stopy zanechané na místě činu, na pachateli či oběti nebo na předmětech souvisejících s trestnou činností. K transferu trichologického materiálu dochází vzájemným kontaktem dvou objektů (tzv. Locardův princip). Ve stopě se tak může objevit materiál, který bezprostředně souvisí s trestnou činností (vytržené vlasy, kontakt pachatele a oběti), ale i takový, který pochází z jedince, jež nemá s trestní kauzou nic společného, tzv. sekundární transfer. Vlasy a chlupy jsou stopy vysoce frekventované a vzhledem ke svému chemickému složení i relativně rezistentní vůči exogenním vlivům okolí. Expertiza lidských vlasů a chlupů může jedince identifikovat nebo podat informace o původci stopy naznačit etnickou příslušnost, poukázat na věkovou kategorií u nedospělých jedinců, upozornit na patologický stav,vypovědět leccos o kosmetických úpravách vlasů, stanovit, zda osoba užívala určité léky či drogy apod. Výpovědní, resp. identifikační hodnota lidského trichologického materiálu je dána zachovalosti stop a významností zastoupených znaků. Ve většině případů má komparace stopy versus srovnávací vzorek charakter skupinové shody nebo potvrzení rozdílného původu. Výpovědní hodnotu zvyšuje výskyt unikátních znaků, individuální identifikaci umožňuje izolace nudna. Předpokladem úspěšnosti zjištění všech důležitých informací k objasnění trestného činu nebo identifikaci původce trichologického materiálu je vyhledat a správně zajistit relevantní stopy. V laboratoři pak následuje zkoumání trichologického materiálu v přesně stanovené posloupnosti. Nejprve je prokázán typ a původ materiálu ve stopě. tj. zda se jedná o lidské vlasy a chlupy, zvířecí chlupy anebo vlákna rostlinného, anorganického či syntetického původu. V případě lidského materiálu následuje podrobná analýza a případně i komparace se vzorky relevantních osob, u zvířecích chlupů se provede jejich taxonomická determinace. 2. Vyhledávání trichologického materiálu Materiál k trichologické expertize se vyhledává a zajišťuje na místě činu, v automobilech na sedačkách, opěrkách,v kufru, na šasi, na předmětech souvisejících s objasňovanou trestnou činností (nože, sekery...), na oděvních součástkách a tělech osob zraněných, usmrcených, podezřelých, v přepravkách zvířat apod. Trichologické stopy jsou vyhledávány vizuálně, v některých případech povrchová struktura a barva podkladu předpokládá použít šikmé osvětlení anebo světlené zdroje o vlnové délce 395 nm (UV) a v oblasti červené části spektra kolem 625 nm (např. MEGAMAXX, Crime Lite). V závažných případech jsou trichologické stopy před zajištěním fotograficky zadokumentovány spolu číselným označením, grafickým ohraničením, popř. ukazatelem (papírová šipka). 1 (pozn. z řec. trichos - vlas, chlup) 1

2 3. Zajišťování trichologického materiálu 3.1. Stopy Trichologický materiál zajišťuje technik nebo znalec pomocí entomologické pinzety nebo pinzety s gumovými, resp. plastikovými koncovkami. Stopy se vkládají odděleně do papírových nebo umělohmotných obalů, které se nezaměnitelně označí (číslo stopy, místo nálezu). Nedoporučuje se zajišťovat trichologický materiál do skleněných obalů nebo na adhezní plochu daktyloskopické fólie, izolepy, protože může dojít k separaci epiteliálních buněk pochev kořínků u vlasů vytržených nebo vyčesaných Srovnávací materiál Reprezentativní srovnávací vzorky vlasů živých či mrtvých relevantních osob (např. oběť, podezřelý, domácí osoby), se zajistí odstřižením vlasů (cca po 5-10 ks) z pěti míst hlavy, a to z místa nad čelem, z temene, týlu a z obou spánkových oblastí. Vzorek se doplní o vlasy vyčesané a o několik vlasů vytržených.v případě paruk, příčesků nebo "lepených" vlasů se zajistí reprezentativní vzorky tak, aby byla postižena variabilita těchto "vlasových" doplňků. U mrtvol jsou separovány vlasy vytržením z 5 míst hlavy, resp. pouze z těch míst, kde se zachovaly vlasy. V terénu, při nálezu mrtvoly, může být skalp zavlečen zvěří do relativně větší vzdálenosti od mrtvoly. V tomto případě se ze zachované části skalpu zajistí vzorek vlasů k expertize až v laboratoři. Množství zvířecích chlupů ve srovnávacím vzorku je dáno barevnou, tvarovou a délkovou variabilitou srsti zvířete nebo částí kožešiny. 4. Depozice trichologických stop Trichologický materiál se před analýzou archivuje v papírových obalech za standardních laboratorních podmínek, v suchém prostředí. Pokud je materiál vlhký, znečištěný (např. krví, sekrety, exkrety), pak se před zkoumáním skladuje v chladicím, resp. mrazicím boxu. Po expertize je čistý trichologický materiál, nespotřebovaný při analýzách, uložen v depozitáři v papírových obálkách, které se označí příslušným číslem jednacím a rokem zpracování. Irelevantní trichologický materiál je zlikvidován v souladu se Zákonem č. 185/2001 Sb., o odpadech. 5. Lidský trichologický materiál Lidské vlasy a chlupy obsahují množství důležitých informací, které lze extrahovat jen tehdy, pokud znalec ke zkoumání přistupuje explicitně. Kriminalistická znalecká činnost v odvětví trichologie předpokládá komplexní znalost trichologického materiálu z aspektu morfologického, ontogenetického, genetického, biochemického, fyzikálně-chemického, klinického atd., a spolupráci se znalci v hraničních oborech jako jsou např. genetika, sérologie a chemie Variabilita trichologického materiálu Trichologický materiál je velmi variabilní z hlediska ontogenetického, intraindividuálního, interindividuálního i etnického. Počet a distribuce folikulů založených během embryonálního vývoje jsou u všech lidí přibližně stejné, avšak genetické faktory determinují širokou škálu fenotypických variací. Základní rozdělení vlasů na prenatální lanugo, postnatální vellus, intermediální a terminální vlasy a chlupy respektuje jak tvarové variace, tak časový faktor růstu vlasů a ochlupení u jedince. 2

3 Podle specifických morfologických a metrických charakteristik lze definovat somatickou lokalizaci terminálních lidských chlupů. Jednoznačně lze determinovat chlupy pubické, axilární, vousy a řasy. Variační rozpětí znaků zbývajícího somatického ochlupení se více či méně překrývá. Stanovit etnikum podle vlasů na základě morfologických vlastností jednoznačně nelze, protože variační rozpětí projevů znaků se u mnohých etnických skupin překrývá. Rovněž migrace obyvatel má za následek genetické ovlivnění fenotypického projevu trichologického materiálu. Největší variabilita intraindividuální a interindividuální byla prokázána u kavkazoidní populace Struktura vlasu/chlupu Každý vlas/chlup (dále bude uvedeno pouze vlas) má dvě základní části - kořen, resp. folikul (radix/folliculus pili), který je in vivo zanořen v kůži a stvol (scapus pili), vyčnívající z kůže. Každá z těchto částí disponuje specifickou morfologií.v případě popisu je směr vedoucí ke kořínku označován jako bazální (proximální), opačný směr jako apikální (distální). Vlasy a všechny typy chlupů jsou produkovány jedním typem folikulu. Jejich somatická heterogenita je determinována geneticky a hormonálně.struktura a funkce folikulu se mění v průběhu cyklické výměny vlasů. Mikrostruktura folikulu První základy vlasových folikulů se objevují v devátém týdnu intrauterinního života. Nejhlouběji zanořená část folikulu je rozšířený bulbus (cibulka), jehož centrální dutina je vyplněna vazivovou papilou. Papila je plně vyvinuta v období aktivity folikulu.uprostřed folikulu je situován vlas/chlup, který je ve folikulu obklopen vnitřní epiteliální pochvou a zevní epiteliální pochvou. Membrana vitrea odděluje epiteliální pochvy od vazivové pochvy, která je spojena s dermální papilou a ohraničuje folikul od retikulární tkáně koria. Externí součástí folikulu je jedna nebo více mazových žláz (glandula sebacea), musculus arrector pili, vaskulární a nervový systém. Proces růstu a výměny vlasů probíhá ve třech fázích, které se cyklicky opakují. Znalost vývojových fází folikulu (anagen, katagen a telogen) je důležitá zejména z hlediska rozlišení způsobu separace vlasů z kapilicia - vytržení, vypadnutí, vyčesání. A dále z hlediska výběru vhodného kořínku pro izolaci nudna. Údobí aktivního folikulu se nazývá anagen. V tomto období, které může trvat 2-8 let, vlas roste, metabolická aktivita v bulbu je intenzivní. 85% vlasů v kapiliciu je v anagenní fázi. Katagen představuje přechodnou, involuční fázi, trvající cca 2 týdny. Dochází k poklesu metabolické aktivity, folikul se zkracuje. V kapiliciu se vyskytuje 1-2% katagenních vlasů. Vlasy vytržené v katagenní a anagenní vývojové fázi mají kořínky obalené epiteliálními pochvami nebo jejich fragmenty. V telogenu, poslední vývojové fázi, prakticky existuje pouze stacionární horní třetina folikulu a nerostoucí vlas je připraven k vypadnutí. Vlas vytržený (vyčesaný) v časném telogenu může mít v proximální části kořínku zachovaný zbytek epiteliálního vaku. Vlas vypadlý je charakteristický atrofovaným telogenním kořínkem bez zbytků epiteliálních pochev. Pro analýzu nudna jsou nejvhodnější kořínky v anagenní a katagenní fázi, méně již ty, které se nacházejí v časném telogenu. 3

4 A b c Obr. : Lidský vlas - bazální zakončení a) telogen b) katagen c) anagen Obr. : Nekrotický kořínek (v polarizovaném a v procházejícím světle optického mikroskopu) (lidský vlas). Kořínky vlasů mrtvé osoby, tzv. nekrotické kořínky, vykazují charakteristická poškození, která vznikají působením autolytických účinků při dekompozici kůže. Mikroskopický obraz nekrotických kořínků závisí na environmentálních faktorech prostředí, kterým byla oblast kapilicia vystavena postmortálně, na délce post mortem intervalu a na vývojové fázi folikulu v době smrti. Mikrostruktura vlasového stvolu Vlasový stvol se skládá ze 3 strukturálně odlišných částí - kutikuly, kůry a dřeně, která může chybět. kůra dřeň kutikula Obr. : Struktura stvolu lidského vlasu. Kutikula (cuticula) je tvořena průsvitnými keratinizovanými buňkami, bez pigmentu, které se taškovitě překrývají a jsou orientovány volnými okraji směrem k apexu. Kutikulární buňky se uvolňují po určité době ve vodě, enzymatickou digescí, působením chemických činidel nebo mechanicky, např. při úpravě vlasů pro výrobu paruk. Lidské vlasy se vyznačují charakteristickým kutikulárním vzorem, který se v průběhu stvolu relativně nemění, může však být ovlivněn destruktivními faktory. Kutikulární buňky, resp. šupiny, lidských vlasů mohou být poškozeny zejména v důsledku kosmetických zásahů (např. česání, tupírování, odbarvování), v souvislosti s geneticky podmíněnými syndromy (Menkesův, Nethertonův) či patologickými stavy. 4

5 Obr. : Kutikula lidského vlasu (SEM). Obr. : Ruptury kutikuly vlasů (SEM). Kůra (cortex) je nejmohutnější součástí lidského vlasu.tvoří ji vřetenovité, zrohovatělé buňky.mezi buňkami kůry se někdy vyskytují dutinky, tzv. fusi, vyplněné vzduchem. Korové buňky obsahují pigment rozložený difúzně anebo v podobě zrn, resp. jejich shluků, které mohou být tvarově, velikostně i lokalizačně variabilní. V kůře jsou také patrny vetší agregáty pigmentu, kulatého nebo oválného tvaru, zvané ovoidní tělíska. Rozlišujeme tři druhy pigmentu - černý eumelanin, žlutý feomelanin a rutilní trichosiderin. Barva vlasů se může měnit v průběhu ontogeneze jedince. Barva závisí na zastoupení jednotlivých druhů pigmentů, na množství a distribuci pigmentových zrn, šířce vlasů, přítomností dřeně. Zbarvení zdravých, artificiálně neupravovaných, lidských vlasových stvolů je v celé délce stejné, s výjimkou světlejší apikální části nestříhaných vlasů a bazální části u vypadlých vlasů nebo vlasů ve fázi depigmentace. Barvu ovlivňují vnitřní stavy organismů, zejména patologické, věk jedince, geneticky podmíněné odchylky (např. canities prematura 2, piebaldismus 3, xantismus 4 u černochů) a vnější faktory, např. pracovní prostředí, kosmetické barvení a odbarvování. Artificiální barvení vlasů zjistíme porovnáním zbarvení proximální části vlasů (odrostlá část vlasu) k barvě zbývající části stvolu. Při hodnocení barvy vlasů v procházejícím světle optického mikroskopu je nutno zachovat stejný stupeň osvětlení preparátu při určitém zvětšení a mít k dispozici referenční vzorkovnici škály barev vlasů. Dřeň (medulla) je složena obvykle z nekeratinizovaných buněk, resp. ze zbytků těchto buněk, bez pigmentu nebo vyplněných pigmentem. Pokud jsou intracelulární a intercelulární prostory vyplněny vzduchem, ovlivňují refrakci světla a v procházejícím světle optického mikroskopu se dřeňový kanál jeví jako černý, neprůhledný. Jestliže médium v preparátu, např. parafinový olej, vyplní dřeňový kanál vytlačením vzduchu, lze v optickém mikroskopu pozorovat strukturu dřeně. Dřeň je přítomna ve formě souvislé, přerušované (délka oblastí se dření je větší než délka oblastí bez dřeně) či ostrůvkovité (délka jednotlivých segmentů dřeně je menší než délka oblastí bez dřeně), někdy zcela chybí. Šířka dřeně u člověka mírně kolísá, nepřekročí však 1/3 maximální šířky vlasu. Příčný průřez. Vlasový stvol v longitudinálním průběhu zachovává stejný tvar, který je patrný na příčných průřezech. Příčný průřez lidských vlasů může být kruhový, variabilně oválný, ledvinitý. V případě patologických stavů nebo některých geneticky determinovaných syndromů se setkáváme s atypickým utvářením stvolu a tedy i příčných průřezů. S tvarem příčného průřezu souvisí stupeň zvlnění stvolu, který je vyjádřen indexem zvlnění: ZI=minimální šířka stvolu 5 / maximální šířka stvolu x 100. Příčný průřez rovných vlasů je kruhový. Čím více jsou vlasy zvlněné, tím protáhlejší je oválný tvar příčného průřezu. Ledvinitý tvar se vyskytuje u vlasů spirálovitýách a fil-fil. 2 canities prematura - předčasná depigmentace vlasů 3 piebaldismus - výskyt bílých vlasů v čelní krajině 4 xanto - žlutý, plavý 5 nehodnotí se (původní) apikální část nestříhaných vlasů 5

6 Vlasy rovné až mírně zvlněné se označují jako lissotrichní (ZI=80-100). Zvlněné, vlnité a kadeřavé vlasy se nazývají kymotrichní (ZI=50-75), kudrnaté vlasy se označují jako ulotrichní. Distální (apikální) konec. Nestříhané vlasy jsou obvykle zakončeny hrotem. Jsou-li vlasy stříhané, pak jsou ukončeny rovnou ploškou, u seříznutí je ploška šikmá. Časem dochází k obroušení hrotu nebo "stříhaných" ploch, nejprve na jejich okrajích a nakonec k celkovému apikálnímu zaoblení. Roztřepené konečky lze pozorovat u vlasů vystavených fyzikálnímu či chemickému ataku (přetržení při česání, v případě trichotillomanie 6 atd.. Někdy je vlas apikálně rozdvojený (trichoptilosis). Následkem spálení jsou apikální konce vlasů nepravidelné, zčernalé, obsahují množství vzduchových vakuol. Proximální (bazální) zakončení.pokud není původní bazální zakončení (kořínek) zachováno, je důležité stanovit možný způsob separace bazální části vlasu. Roztřepený bazální konec stvolu svědčí o přetržení, střelném poškození. Ostrým předmětem separovaný vlas je ukončen téměř rovnou ploškou orientovanou kolmo k axiální ose vlasu (stříhání) anebo šikmo, pokud byl vlas seříznut. Vysokým tlakem poškozený vlas je nápadně rozšířený a rozvolnění korových buněk má za následek nepravidelné zakončení. Pokud je bazální konec abradovaný (zaoblený), roztřepený anebo poškozený keratinofilními organismy, pak k separaci došlo delší dobu před nálezem Vliv vnějších a vnitřních faktorů na strukturu trichologického materiálu Některé významné identifikační charakteristiky patrné na trichologickém materiálu jsou způsobeny vlivem environmentálních, artificiálních (kosmetických) či patologických faktorů. Často se jedná o projevy, které mohou blíže identifikovat jedince (např. vzácně se vyskytující syndromy, životní styl), anebo které mohou na podkladě poškození indikovat příčinu vzniku související s trestnou činností (např. násilí, ublížení na zdraví, žhářství apod.). Vliv exogenních faktorů na vlasy Změny struktury vlasů vlivem exogenních faktorů mohou nastat in vivo, post separatio, post mortem. Mechanické a fyzikální poškození představuje např. stříhání, řezání, střelba, tlakové působení, vliv vyšší teploty či ohně. K chemické destrukci trichologického materiálu dochází např. při potřísnění chemikáliemi, v souvislosti s mařením identity v období peri mortem a post mortem (polití kyselinou, louhem) anebo při kosmetických úpravách kapilicia, jako je barvení, odbarvování, trvalá ondulace apod. Biologickým destrukčním faktorem jsou keratinofilní organismy, které působí na vlasy v kapiliciu živého jedince anebo rozrušují strukturu vlasů vypadlých či post mortem. V mnoha případech se nalezne kombinace působení několika faktorů. mechanické a fyzikální faktory (např. úder, stříhání, řezání, střelba, tlak, teplota, tepelné změny...) údery tupým předmětem způsobí na vlasech cylindrické rozšíření, údery ostrým předmětem vedou k přetnutí vlasu nebo jeho nalomení; vlasy po úderu mohou uvíznout i v lebečních kostech vlasy poškozené střepy skla vykazují ostré zářezy, holicí strojek nechává charakteristické zářezy podle počtu břitů, efilační nůžky poškozují vlasové stvoly nepravidelně v podélné ose stvolu vlasy poškozené střelbou jsou přetržené, na koncích rozšířené, v kůře i ve dřeni jsou někdy patrné vakuoly, na povrchu vlasů lze prokázat povýstřelové zplodiny vlasy poškozené tlakem (přejetí autem, vlakem) jsou výrazně v místě ataku rozšířené, oploštělé s četnými fisurami, často je do nich vtlačen prach; vlasy mohou být i přetržené a roztřepené tepelné změny 6 trichotillomania=dlouhodobé vytrhávání vlasů/chlupů např. následkem emocionální lability 6

7 chemické faktory biologické faktory (biodegradace) 270 º C účinek tekutého dusíku vlasy jsou křehké, snadnou se lámou, tvar lomné plochý je téměř rovný; nejsou patrny žádné mikroskopické změny; do 60 º C - nedochází k žádným markantním viditelným změnám, vlasy zachovávají konstantní délku º C délka vlasů se zmenšuje, mění se refrakční index trichologického materiálu nad 100 º C snižuje se váha vlivem ztráty vody; morfologická struktura se výrazně nemění º C žádné výrazné morfologické změny v optickém mikroskopu ; depigmentované vlasy mírně zežloutnou 180 C - vlasy nabývají rutilní odstín C ve dřeni a kůře se objevují vzduchové vakuoly C dochází ke zvlnění vlasů, zůstávají červené a červenohnědé/černé, dotykem se lámou, obsahují velké množství vzduchových vakuol C nastává zuhelnatění vlasů, zůstává pouze anorganický podíl vlasů redukční činidla jako sulfity, sulfidy, merkaptany obsažené zejména v depilačních prostředcích rozštěpí disulfidické vazby keratinu, následkem čehož dochází k degradaci vlasů kyseliny (do hodnoty ph 2) a louhy způsobují bobtnání trichologického materiálu a následnou kompletní destrukci keratinofilní plísně způsobují post separatio a post mortem ve vlasech longitudinální a transversální tunýlky nebo kavity (keratinolytický efekt enzymem keratinázou) larvy hmyzu, např. Dermestes, a roztoči poškozují trichologický materiál okusem tafonomické změny jsou následkem kombinace působení diagenetických faktorů působících na trichologický materiál pohřbeného jedince V půdě může docházet vlivem huminových kyselin ke změně zbarvení vlasů,(většinou v rutilní odstín. Vlivem agresivního (abrazivně-chemické prostředí) půdního prostředí dochází k poškození a separaci kutikulárních šupin, posléze se rozvolní buňky kůry a následuje celková degradace vlasového stvolu. klimatické faktory (UV záření, voda) Při fotochemické degradaci dochází k rozkladu vlasových pigmentů a proteinů. Eumelanin a feomelanin jsou fotochemicky excitovány, dochází k připojení volného radikálu kyslíku a k otevření eumelaninového, resp. feomelaninového kruhu. Nastává odbarvení vlasů. dlouhodobé fyzikální a chemické trauma Trichorrhexis nodosa je odpověď vlasového stvolu na fyzikální nebo chemické trauma, které se projevuje uzlovitými zduřeninami, v nichž se stvol snadno láme. Trichonodosis - Traumatizace vyskytující se u jedinců se zohýbanými nebo kudrnatými vlasy. Na vlasových stvolech jsou uzlíčky, na kterých je patrné longitudinální štěpení kůry a poškození kutikuly. Trichoptilosis - Stvol je longitudinálně rozlomený a rozštěpený, většinou následkem kosmetických zásahů. Obr..: Vzduchové vakuoly vznikající následkem vysoké teploty. Obr...: Poškození vlasů střelbou. 7

8 Obr.: Trichorrhexis nodosa. Obr..: Trichonodosis. Obr...: Destrukce vlasu depilačním činidlem obsahujícím merkaptooctovou kyselinu. Obr..: Detrukce vlasu kyselinou sírovou. Obr..: Poškození vlasového stvolu keratinofilními plísněmi (kavity). Obr..: Poškození vlasového stvolu keratinofilními plísněmi (transversální tunýlky). Obr...: Poškození vlasu keratinofilními organismy. Obr...: Okus vlasu keratinofilními organismy. 8

9 Obr..: Degradace vlasových stvolů (exhumované lidské ostatky). Obr...: Plíseň penetrující do vlasu (vlasy z hrobka). (SEM) Vliv endogenních faktorů na trichologický materiál Patologická diagnóza trichologických lézí je ve forenzní praxi stanovena tzv. prima vista podle nejnápadnějších morfologických projevů. Jednoznačnou etiologii choroby však lze stanovit pouze na podkladě klinické diagnózy, která vyplývá z anamnézy rodinné a osobní, laboratorního vyšetření vlasových stvolů a vlasových kořínků pomocí diagnostické epilace tzv. trichogramu. Trichologické léze postihují folikul, stvol, popř. obě části vlasu. Změny mohou vzniknout z mnoha příčin. Může se jednat o vrozené a genetický podmíněné anomálie anebo mohou souviset s endokrinní, malnutriční či metabolickou etiologii choroby. Patologické léze se projeví ve změnách množství a distribuce vlasů (např. alopecie, hypotrichózy, hypertrichózy, hirzutismus), změně pigmentace vlasů (např. nutriční, metabolické a chemické vlivy, náhodné artificiální změny) a ve změně struktury vlasových stvolů (např. moniletrix, pili torti). změny folikulu Pro alopecii 7 androgenetica je charakteristická transformace terminálních folikulů v miniaturní folikuly, produkující vellusový vlas. U alopecia areata dochází ke zmenšení folikulů, nastává nepoměr mezi relativně velkou papilou a malým bulbem. V kapiliciu na okrajích lysých míst se nacházejí tzv. vykřičníkovité vlasy (tzv. exclamation mark) charakteristické apikálně roztřepeným vlasovým stvolem, který se směrem proximálním zúžuje a končí v telogenním bulbu. Distální konec vlasu je pigmentovaný, kdežto proximální ve svém zúžení pigment postrádá. Telogenní efluvium je nadměrné vypadávání vlasů v telogenní fázi. Příčinou je chronická noxa (psychická zátěž, těhotenství aj.). Naproti tomu akutní, intenzivní poškození folikulů, má za následek dysplazii až dystrofii folikulů (tzv. anagenní efluvium) 8. Pro syndrom LASH (Loose anagen hair) jsou charakteristické anagenní folikuly, oddělující se lehce z kapilicia. Folikuly postrádají úplně/částečně vnitřní i vnější pochvu. změny stvolu (změny struktury a pigmentace) Monilethrix - Vlasový stvol je v pravidelných úsecích vřetenovitě zúžený a v těchto místech se snadno ulamuje je stvol. Eliptická vřeténka jsou vzdálená asi mm jsou od sebe oddělena zúženými krčky. Pili torti - Vlasový stvol se přetáčí o 180 stupňů kolem své dlouhé osy a to na 3-10 nebo více místech. Vlasy jsou křehké, snadno se lámou, dosahují délky 4-5 cm. Trichorrhexis invaginata (bambusovité vlasy) je jedním z projevů Nethertonova syndromu. Vlasy mají bambusovité ztluštěniny,vzniklé následkem zlomenin vlasů, jež se zasouvají do sebe. Trichopoliodystrofie - Vlasy jsou křehké, krátké, pahýlovité, velmi světlé, architektura kutikulárních šupin je nepravidelná, longitudinální ruptury penetrují kutikulou, kůrou a dření. Canities prematura - předčasné šedivění začínající před 20 rokem věku způsobené dědičnými faktory, chorobnými stavy, léky. Poliosis - ložiska bílých vlasů, v nichž chybí melanin. Albinismus - genetická porucha pigmentogeneze podmíněná změněnou biosyntézou tyrozinázy. Piebaldismus - chomáče bílých vlasů nad čelem. 7 alopecie = plešatost 8 efluvium = vypadávání vlasů 9

10 Pili anulati - Na stvolu se vyskytují světle až bílé segmenty vlasů, které se střídají se segmenty sytě tmavými. Změny barvy jsou podmíněny nahromaděním vzduchu v kůře a ve dřeni. Na barvu vlasů mají vliv nutriční, metabolické a chemické změny. Obr. : Poškození vlasových stvolů u jedince s Menkesovým syndromem (SEM) Chemické složení trichologického materiálu Převládající složkou trichologického materiálu je α-keratin (90-96% hmotnosti suchých vlasů). Množství anorganického podílu (popela) získaného spálením vlasů kolísá od 0,26 % do 0,94% původní váhy trichologického materiálu. V popelu lze stanovit stopové prvky, jejichž zastoupení může být ovlivněno metabolismem, aplikací kosmetických prostředků, vnějším znečištěním apod. Z forenzního hlediska je významná zejména environmentální kontaminace toxickými těžkými kovy, např. Pb, Cd, Hg, přítomnost metabolitů různých drog, léků a jedů. 7. Laboratorní metody zkoumání lidského trichologického materiálu Při zkoumání trichologického materiálu se využívají metody nedestruktivní (mikroskopické hodnocení), semidestruktivní (odebrání části vzorku k destruktivnímu zkoumání, např. část vlasového stvolu pro sérologické vyšetření anebo bazální zakončení vlasů pro genetické vyšetření) a metody destruktivní, které kompletně zničí zkoumaný vzorek. V rámci zkoumání trichologického zkoumání ve forenzní praxi jsou aplikovány tyto uvedené metody: makroskopické zkoumání mikroskopické zkoumání sérologické vyšetření genetické vyšetření chemická analýza 7.1. Makroskopické a předběžné mikroskopické vyšetření Trichologický materiál se vyšetří pod stereolupou se zaměřením na zjištění možného povrchového znečištění materiálem biologickým (např. krev, sperma, vaginální sekret, sliny, plísně, potraviny, nekrotické tkáně) a organickým či anorganickým (např. oleje, povýstřelové zplodiny) apod. Následně je provedena separace povrchových nečistot pro biologickou nebo chemickou analýzu. Vzorky jsou poté převedeny do mikroskopických preparátů (uzavírací médium destilovaná voda). Mikroskopické vyšetření umožní určit typ materiálu (vlasy, chlupy, vlákna) a původ materiálu (lidský, zvířecí, rostlinný). U lidských vlasů a chlupů je posouzena vhodnost bazálního zakončení 10

11 pro genetickou analýzu. Kořínek vhodný pro DNA analýzu se zajistí ke genetickému zkoumání. (pozn. S ohledem na možnou kontaminaci je nutné při manipulaci s trichologickým materiálem použít jednorázové rukavice, ústní roušky a dezinfikované preparační náčiní.) Před vlastním mikroskopickým vyšetřením zaměřeným na vyhodnocení mikromorfologických znaků musí být z trichologického materiálu odstraněny zbytky nečistot, a to nejlépe ve vodě s detergentem. Trichologický materiál se poté opláchne vodou, případně se odmastí směsí aceton - eter 1 : 1, a vysuší se filtračním papírem. Následně je změřena délka jednotlivých vzorků (v mm0,5) a makroskopicky posouzen tvar vlasového stvolu Mikroskopické zkoumání Povrchová struktura vlasů (kutikula) se vyšetřuje pomocí elektronového rastrovacího mikroskopu nebo v dopadajícím světle optického mikroskopu. Vnitřní struktura trichologického materiálu se zkoumá mikroskopicky v procházejícím světle optického mikroskopu (viditelné světlo, polarizované světlo, fázový kontrast) při násobném zvětšení. Polarizované světlo umožňuje detekovat anomálie a poškození vlasových stvolů, fázový kontrast zvýrazní např. jemné struktury dřeně, případně některých patologických lézí. Pro mikroskopické zkoumání trichologického materiálu v procházejícím světle se připraví dočasné nebo trvalé preparáty.nejvhodnější uzavírací média pro preparáty jsou ta, jejichž refrakční index má hodnotu přibližnou jako trichologický materiál, a to Pro dočasné preparáty je doporučený např. parafínový olej, imerzní olej, pro trvalé preparáty např. kanadský balzám, syntetické pryskyřice. Mikroskopickým zkoumáním v procházejícím světle optického mikroskopu se určí ontogenetická variace lidských vlasů (např. lanugo, vellus, terminální vlas), u terminálních chlupů se stanoví jejich somatická lokalizace. Následně jsou vyhodnoceny a zaznamenány do protokolů metrické a morfologické charakteristiky jednotlivých vzorků trichologického materiálu. Maximální a minimální šířka stvolu, šířka dřeně jsou změřeny pomocí kalibrovaného okulárového mikrometru. K mikromorfologickým charakteristikám trichologického materiálu patří např. původní barva, artificiální barvení nebo odbarvování, distribuce kortexového pigmentu, velikost a tvar pigmentových zrn a pigmentových shluků, přítomnost ovoidních tělísek, forma dřeně, typ apikálního a bazálního zakončení, poškození, patologické marakanty a anomálie, přítomnost parazitů. V některých případech (podezření na patologie či anomálie, určení etnika) jsou z vybraných vzorků vlasů hodnoceny příčné průřezy stvolu. Tabulka 1: Přehled znaků hodnocených v rámci zkoumání lidských vlasů. MAKROSKOPICKÉ CHARAKTERISTIKY délka vlasů (v mm±0,5) tvar stvolu (orientačně) rovný, zvlněný, vlnitý, kadeřavý, kudrnatý, spirálovitý, fil-fil MIKROSKOPICKÉ CHARAKTERISTIKY minimální šířka stvolu (µm) maximální šířka stvolu (µm) index zvlnění: minimální šířka stvolu/maximální šířka x 100 maximální šířka dřeně (µm) dřeňový index: šířka dřeně: maximální šířka stvolu x 100 anomálie, např. změny šířky v průběhu délky stvolu tvar stvolu (na základě hodnoty indexu vlnění) rovný, zvlněný, vlnitý, kadeřavý, kudrnatý,spirálovitý, fil-fil příčný průřez kulatý, oválný, oploštělý ovál, trojúhelníkovitý; anomálie bazální část stvolu kořínek přítomný anagen, katagen, telogen; epiteliální pochvy, epiteliální vak; post mortem změny absence kořínku stříhaný, seříznutý, roztřepený; nepravidelný, abradovaný s nečistotami; poškozený keratinofilními organismy apikální konec hrot, stříhaný, seříznutý, mírně abradovaný, silně abradovaný (zaoblený), rozdvojený (trichoptilosis), roztřepený, poškození keratinofilními organismy aj. 11

12 barva/barevný odstín artificiální zbarvení distribuce pigmentu velikost pigmentovým zrn hustota pigmentových zrn agregace pigmentových zrn hustota agregaci pigmentových zrn tvar agregací pigmentových zrn kutikula tloušťka kutikuly vnější strana kutikuly vzhled (zabarvení) kutikuly anomálie, patologie absence kutikuly kůra buněčná textura ovoidní tělíska fusi dřeň forma dřeně vzhled dřeně šířka dřeně artificiální vlivy environmentální vlivy patologie depigmentace; světleplavá, plavá, světlehnědá, středněhnědá, tmavohnědá, černohnědá, rutilní barvení, odbarvování stejnoměrná, centripetální, asymetrická malé, střední, velké malá, střední, velká malá střední, velká malá, střední, velká pruhy, shluky pravidelné, shluky nepravidelné tenka, střední, silná hladká, zvlněná, odchlípené kutikulární buňky, poškození/destrukce kutikuly průhledná, průsvitná, nažloutlá praskliny a otvory - následek artificiálních poškození, patologických stavů, aj. přítomná v celé délce stvolu, místy chybí, chybí hladká, fibrilární velikost v µm, distribuce, hustota velikost, tvar, lokalizace, distribuce, hustota chybí, souvislá, přerušovaná, ostrůvkovitá průhledná, neprůhledná (vyplněná vzduchem) úzká, široká, zdvojená trvalá ondulace, dredy, laky, tužidla, trichorrhexis nodosa atd. parazité (vši, hnidy), plísně, keratinolytický efekt (tunely), okus keratinofilními organismy; nečistoty - krev, povýstřelové zplodiny atd. např. pili anulati, vykřičníkovité vlasy, trichorrhexis invaginata, pili torti atd. V případě, že mikroskopické zkoumání trichologického materiálu nevyloučí jeho irelevantnost k danému případu, je přistoupeno ke komparaci stopy se stopou nebo stopy se vzorkem trichologického materiálu relevantní osoby. Morfoskopická komparace vlasů ze stop se srovnávacími vzorky vlasů relevantních osob může prokázat typovou (skupinovou shodu) nebo shodu vyloučit. Identifikační hodnotu zvyšuje přítomnost znaků sporadicky se vyskytujících v populaci. Jedná se zejména o doprovodné projevy málo frekventovaných syndrómů nebo specifická poškození. V některých, zvláště důležitých, případech se ze stvolů stanoví a porovnává sérologická aktivita antigenů v krevním systému AB0(H) nebo mitochondriální DNA. Tyto dvě zmíněné metody jsou destruktivní, a přikročí se k nim teprve tehdy, kdy se už nepředpokládá morfoskopická komparace s dalšími srovnávacími vzorky. Individuální identifikaci potvrzuje stanovení shodného genetického profilu z kořínků vlasů Sérologické vyšetření lidských vlasů a chlupů Trichologický materiál lze podrobit sérologickému vyšetření za účelem stanovení aktivity antigenů A,B v krevním skupinovém systému AB0 (H). Vzhledem však k tomu, že sérologická aktivita antigenů ve vlasech je velmi variabilní, provádí se toto vyšetření velmi sporadicky. Příklad: V kapiliciu jedince, který má např. krevní skupinovou vlastnost AB, lze nalézt jak vlasy sérologicky inaktivní, tak vlasy vykazující aktivitu obou antigenů A i B, a vlasy, které vykazují pouze jeden z antigenů, a to A nebo B. V lidském trichologickém materiálu se dají prokázat také např. enzymatické systémy jako je PGM (fosfoglukomutáza) a Es-D systém (D-esteráza). Průkaz glykovaného keratinu indikuje diabetes mellitus. Tyto metody nejsou v současné době využívány v kriminalistické praxi Genetické vyšetření Ke genetickému vyšetření jsou předávány původní bazální zakončení lidských vlasů/chlupů, tj. kořínky se zbytky epiteliálních pochev, které jsou zdrojem jaderné DNA.V úvahu přichází kořínek ve vývojové fázi anagen, katagen, popř. časný telogen, kdy je zachován zbytek epiteliálního vaku. 12

13 Z vlasového (chlupového) stvolu minimální délky 1 cm se získává mitochondriální mtdna. DNA umožňuje stanovit pohlaví a identifikovat jedince. Jaderná DNA slouží k individuální identifikaci, mitochondriální DNA umožňuje pouze určení skupinové shody (po mateřské linii) Chemická analýza Chemická analýza trichologického materiálu spočívá v determinaci povrchových nečistot, průkazu akcelerantů hoření a dále určení obsahu prvků ve vlasech, zejména toxických. Ve vlasech lze diagnostikovat xenobiotika 9, např. návykové látky (drogy - heroin, kokain, marihuana, LSD), léky (sedativa, antidepresiva) a jedy (arsen, thalium). Např. Arsen lze zjistit z vlasů už 5-6dní poté, kdy pronikl do organismu. Thalium se hromadí v anagenních folikulech, kde jsou zjistitelná jeho depozita. Thalium porušuje keratinizaci, do kůry proniká vzduch, vlasy se lámou ve folikulu. Chemické vyšetření trichologického materiálu zahrnuje komplexní a segmentární analýzu markerů. Komplexně se diagnostikuje užití dané látky v průběhu posledních několika týdnů a měsíců. Segmentární analýza umožňuje odhalit opakující se užívání látky. V případě chronických otrav, lze v závislosti na vzdálenosti těžkého kovu od kořínku vlasu určit délku expozice tímto kovem. Přítomnost těžkých kovů je možné ve vlasech - přímo v konkrétním bodě - indikovat energiově disperzní mikroanalýzou (EDX). Citlivější metodou na detekci těžkých kovů je rentgenová fluorescenční mikrospektrometrie (µxrf). Výhodou obou těchto metod je jejich nedestruktivnost s možností lokalizace místa s přítomností kovu, a dále umožňují nejen kvalitativní ale i kvantitativní prvkové analýzy. Metodou plynové chromatografie s hmotnostní spektrometrií (GCMS) je možné identifikovat drogy (kokain, metamfetamin), léky a akceleranty hoření. (Pozn.: Akceleranty hoření jsou látky používané k založení požáru nebo urychlení jeho šíření. Nejčastěji se jedná o hořlavé kapaliny, např. automobilový benzín, nafta, apod. Průkaz těchto látek ve vlasech/chlupech je jedním z důkazů, že požár mohl být založen úmyslně relevantní osobou.) Pro identifikaci drog ve vlasech lze případně využít kapalinovou chromatografii (LCMS). Atomová absorpční spektrometrie (AAS) je metoda využívaná ke stanovení koncentrací prvků ve vlasech. Detekce je prováděna postupně, po jednom prvku. Koncentraci více prvků najednou nelze určit. Může být využívána pro detekci těžkých kovů ve vlasech. Hmotnostní spektrometrie s indukčně vázaným plazmatem (ICPMS) slouží ke stanovení obsahu prvků ve stopovém množství (ppm) ve vzorcích. Metodu lze využít pro stanovení koncentrace těžkých kovů. Neutronová aktivační analýza (NAA) je využívána ke stanovení kvantitativního a kvalitativních zastoupení prvků ve vzorku. Patří k nejcitlivějším metodám a je m.j. využívána k detekci těžkých kovů ve vzorcích. Metody termické analýzy - termogravimetrie (TG) a diferenční termická analýza (DTA) - umožňují sledovat a porovnávat degradaci trichologického materiálu v určitých teplotních intervalech, kdy dochází k výrazným změnám struktury vlasů (dehydratace, narušení disulfidických můstků a peptidických vazeb, vznik popela). Minerální složka je následně analyzována metodou rentgenové fluorescenční spektrometrie (EDXRF) Výsledky komparace vzorků vlasů můžeme shrnout do následujících závěrů: silně pozitivní - vlasy ze stopy jsou konsistentní s vlasy ze srovnávacího vzorku vlasů byl nalezen unikátní znak; byla zjištěna shoda v genetickém profilu 9 xenobiotika = látky cizorodé organismu; v organismu může docházet k jejich biotransformaci 13

14 normálně pozitivní - vlasy ze stopy jsou konsistentní s vlasy ze srovnávacího vzorku vlasů; shodná mtdna normálně negativní - vlasy ze stopy nejsou konsistentní s vlasy ze srovnávacího vzorku vlasů silně negativní - vlasy ze stopy nemohou pocházet ze stejné osoby jako srovnávací vzorek vlasů, rozdílné genetické profily vlasy spadají do variačního rozpětí vlasů ze srovnávacího vzorků, ale jsou zastoupeny i vlasy rozdílné bez závěru - nelze provést komparaci (silná degradace, vlasové fragmenty ) Faktory snižující výpovědní hodnotu komparace vlasů, např.: přítomnost pouze fragmentu vlasu vlasy nesou pouze nejběžnější znaky vlasy jsou ne-caucasoidního původu sporné vlasy byly nalezeny ve spojení s dalšími neasociovanými vlasy srovnávací vzorek vlasů vykazuje vysokou variabilitu ve znacích chybí kořínek, resp. kořínek s epiteliálními pochvami poškozené vlasy Faktory zvyšující výpovědní hodnotu komparace vlasů, např.: dva nebo více vzájemně odlišných vlasů vykazují shodu se srovnávacím vzorkem vlasy nesou zvláštní znaky vlasy byly nalezeny na neobvyklém místě dvojcestný (vícecestmý) transfer trichologického materiálu (Locard principle) přítomen kořínek s epiteliálními pochvami 8. Zvířecí chlupy Průkaz zvířecích chlupů ve stopě může podat důkaz kontaktu zvířete s relevantní osobou, věcí či místem. Chlupy nemusí vždy pocházet ze živého či mrtvého zvířete, ale např. z kožešiny nebo z výrobku, který obsahuje chlupy či zvířecí vlákna, případně může jít také o sekundární transfer, např. z oděvu majitele zvířete na jinou osobu či předmět Variabilita zvířecích chlupů Hlavními typy chlupů zvířecí srsti jsou pesíky, osiníky a vlníky. Pesíky se významně podílejí na zbarvení srsti a nesou charakteristické determinační znaky. Vlníky a osiníky tvoří podsadu, která má izolační vlastnosti a je důležitá pro udržení tělesné teploty. Samotné podsadové chlupy většinou nedisponují dostatečným množstvím znaků charakteristických pro identifikaci. Folikul může obsahovat jeden chlup (stvol) nebo svazek chlupů, které mohou mít společné nebo oddělené pochvy. Jedná se o svazky chlupů podsadových nebo kombinace pesíků s podsadovými chlupy anebo jen o svazky podsadových chlupů. Pro taxonomickou determinaci je důležitý komplex morfologických a metrických znaků pesíkových chlupů - délka chlupů, bazální šířka, maximální a minimální šířka a její změny v průběhu stvolu, morfologie telogenního kořínku, kutikulární vzor, vzdálenost a forma okrajů kutikulárních buněk, povrchová struktura kutikulárních buněk, forma dřeně a její lokalizace, struktura, resp. vzor dřeně a její homogenita, resp. heterogenita v axiální ose chlupu, medulární index, barva chlupu a její změny v průběhu stvolu, distribuce pigmentu, tvar a velikost pigmentových zrn, tvar a velikost shluků 14

15 pigmentových zrn, přítomnost, distribuce a velikost ovoidních tělísek, příčný průřez stvolem, artificiální zásahy, poškození, patologické znaky a další. V rámci taxonomické determinace zvířecích chlupů se stanoví jejich původ na úrovni rodu nebo druhu. Stopy se porovnávají s referenčními vzorkovnicemi zvířecích chlupů, které mohou být k dispozici in natura (vzorky chlupů v obálkách), jako trvalé preparáty, ve formě knižních či virtuálních atlasů. Referenční vzorek musí pokrýt celkovou variabilitu chlupů daného druhu. Komparace zvířecích chlupů ze stopy s srovnávacími vzorky chlupů relevantního zvířete může shodu vyloučit. Pozitivní výsledek komparace je pouze na úrovni typové (skupinové) shody. Individuální identifikace na podkladě mikroskopického vyšetření nelze provést. Analýza DNA zvířecích chlupů se provádí na speciálních pracovištích, a to v závažných případech, např. při importu zvířat CITES. Obr..: Průřez folikuly zvířecích chlupů. - kombinace pesíkového chlupu a podsadových chlupů - svazek podsadových chlupů Obr..: Telogenní kořínek chlupu mývala severního (Procyon lotor). Obr..: Dřeň pesíkového chlupu králíka divokého (Oryctolagus cuniculus). Obr..: Dřeň pesíkového chlupu Ondatry pižmové (Ondatra zibethicus). 15

16 Obr.: Variabilita příčných průřezů zvířecích chlupů. Obr.: Variabilita kutikulárního vzoru chlupů fretky domácí (Mustela putorius furo) Metody zkoumání zvířecích chlupů Metody zkoumání zvířecích chlupů ve forenzní praxi využívají makroskopické vyšetření a mikroskopické zkoumání (SEM, optický mikroskop). Příprava preparátů je obdobná jako u zkoumání lidského trichologického materiálu. K hodnocení tvaru a struktury příčných průřezů chlupů se zhotoví nábrusy nebo výbrusy chlupů v přesně stanovených vzdálenostech od bazálního konce, např. bazálně, ve střední části, v osině, apexu, popř. u zvláště variabilních tvarů zvířecích chlupů také v dalších zvolených rovinách Srovnání lidského a zvířecího trichologického materiálu. Komplex makroskopických a mikroskopických markant významně odlišuje zvířecí chlupy od lidského rtichologického materiálu. V následujícím přehledu jsou uvedeny významné diskriminační znaky pro rozlišení lidského trichologického materiálu a zvířecích chlupů: Tabulka 2: Srovnání znaků lidského a zvířecího trichologického materiálu lidský trichologický materiál zvířecí trichologický materiál kořínek jeden typ kořínku v různých vývojových fázích variabilní tvary kořínků v různých vývojových fázích počet chlupů ve folikulu 1, u vousů někdy zdvojený folikul jeden chlup (stvol) nebo svazek chlupů šířka stvolu (tvar stvolu) maximální a minimální šířka daná tvarem příčného průřezu se v proměnlivá, střídají se konstrikce a rozšíření, v případě přítomnosti průběhu stvolu nemění s výjimkou apikální (nestříhané části) osiny je maximální šířka lokalizovaná v osině barva stvolu stejná s výjimkou světlejší apikální části a v případě telogenu světlé části stvolu v blízkosti kořínku kutikula v průběhu stvolu stejný kutikulární vzor může být stejná, většinou vysoká variabilita intraindividuálně, intradruhově; specifický barevný vzor v axiálním směru jednotlivých chlupů kutikulární vzor, tvar a vzdálenost okrajů kutikulárních buněk, morfologie povrchu kutikulárních buněk - vysoká variabilita mezidruhová, v rámci jednoho chlupu 16

17 distribuce pigmentu v celé šíři stvolu přibližně stejnoměrná, někdy vyšší hustota u kutikuly pigmentová zrna difúzní, nepravidelné shluky různé velikosti ovoidní tělíska nejsou přítomná,ojediněle přítomná dřeň jeden typ dřeně - nepravidelná, amorfní šířka dřeně nepřesahuje 1/3 šířky vlasu/chlupu v celé šíři stvolu stejnoměrná,centripetální, centrifugální,asymetrická difúzní, nepravidelné shluky různé velikosti, řetízky různé délky nejsou přítomná, ojediněle se vyskytující,velký počet vysoká morfologická a šířková variabilita šířka dřeně nepřesahuje 1/3 šířky chlupu, ve většině případů přesahuje 1/3 šířky chlupu, např. u čeledi Cervidae dosahuje až 14/15 šířky chlupu 17