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Brasil, 18 de febrero de 2021.

Tiempo desde depósito. ¿Ficción o realidad?

 

    Se puede decir que la sangre es el rastro biológico más común en las escenas del crimen y tiene varias aplicaciones forenses. La sangre de V Stygians también se asocia a menudo con crímenes violentos. Además de la percepción visual de un delito por su color, las manchas de sangre facilitan la obtención de perfiles genéticos e interpretar la dinámica delictiva mediante el análisis de perfiles de manchas de sangre. Por si fuera poco, existe un nuevo potencial en el uso de este rastro que destaca en términos de relevancia, y que cada día se ha convertido en una realidad para las ciencias forenses: el tiempo desde el depósito (TDD).

    TDD se refiere al tiempo que ha transcurrido una mancha de sangre desde el momento en que se forma hasta el momento en que se recolecta para su análisis. En la mayoría de los casos, dicha estimación es indicativa del momento del delito en sí. Una estimación de esta naturaleza tiene aplicabilidad en la validación de pruebas, en el enfrentamiento de testimonios o incluso en la dirección de hipótesis investigativas. Obtener un método válido para estimar la cronología del crimen a través de la mancha de sangre es tan importante que incluso es considerado el Santo Grial de las ciencias forenses por algunos investigadores (ZADORA & MENZYK, 2018).

    Durante décadas, de hecho, la comunidad científica ha presentado métodos para obtener esta cronología. Bergmann y col. (2017) reportan la existencia de estudios sobre este tema desde 1901.  En términos prácticos, sin embargo, los resultados obtenidos hasta ahora tienen altas desviaciones estándar para una aplicación forense confiable. En este número, destaca la necesidad de profundizar en el estudio de las variaciones del entorno frente a la desnaturalización de la mancha de sangre, y la influencia de la superficie sobre la que se deposita dicha mancha.

    Sin embargo, en los últimos años las investigaciones con la aplicación de diferentes condiciones climáticas en las manchas de sangre, sumadas a herramientas estadísticas y técnicas espectroscópicas refinadas, han mostrado resultados prometedores. También hay nuevas propuestas para el estudio de superficies en  que se deposita la mancha de sangre. Estos enfoques parecen sacar a la luz una realidad considerada inalcanzable en el pasado.

    

        

Comprender la interacción de la hemoglobina con el oxígeno.

    La hemoglobina es una proteína contenida en los glóbulos rojos, que transporta oxígeno y dióxido de carbono dentro del cuerpo humano. También es el cromóforo responsable del color rojo de la sangre. Consta de cuatro subunidades polipeptídicas: dos α y dos β donde en cada una de estas subunidades hay un compuesto orgánico llamado hemo, una protoporfirina con un átomo de hierro en el centro. La hemoglobina es responsable de aproximadamente el 93% en masa de los componentes de una gota de sangre seca y es quizás el componente sanguíneo más estudiado para la determinación de TDD.

    Dentro de un cuerpo humano sano, las moléculas de hemoglobina están presentes en dos formas: sin oxígeno, llamado desoxihemoglobina (Hb), y saturadas con oxígeno, llamado oxihemoglobina (HbO2). En el torrente sanguíneo, parte de la sangre (1%) se autooxida a metahemoglobina (Met-Hb) cuando luego se reduce nuevamente a desoxihemoglobina a través de una enzima, citrocromo b5. Sin embargo, cuando está fuera del cuerpo humano, la HbO2 se satura con el oxígeno contenido en el aire ambiente. Debido a la ausencia de la enzima citrocromo b5, la metahemoglobina no puede reducirse nuevamente a desoxihemoglobina provocando su desnaturalización a Hemicrome (HC). Esta desnaturalización tiene una cinética de reacción dependiente de la temperatura, la humedad relativa, el grosor y la incidencia de la luz solar a la que está siendo sometida la mancha de sangre, y que puede medirse mediante espectroscopia.

Técnicas espectroscópicas

     La técnica espectroscópica trabaja mediante ondas electromagnéticas que afectan a la muestra, sometiendo sus sustancias a diferentes niveles de vibración, reflexión y / o absorción.  permitiendo su identificación y cuantificación. Al tratarse de un método mínimamente invasivo, de bajo coste y capaz de interactuar con la cinética de desnaturalización de la hemoglobina, se ha utilizado en investigaciones para estimar la TDD.  

    loco  et al. (2017) y Takamura  et al. (2019) proponen el uso de la espectroscopia Raman sumada a los métodos estadísticos en la determinación de TDD, donde se identifica la desnaturalización de los hemicromes frente a su cinética. Takamura  et al. (2019) analisaram os espectros Raman frente às variações de três temperaturas, também determinando a cinética de desnaturação da hemoglobina e inferindo que, caso a temperatura não seja uma constante, a cronologia das manchas pode ser estimada com base na integração da equação de referência com el tiempo.  Se han presentado otros métodos de espectroscopia en el espectro visible, ultravioleta e infrarrojo. Todos se basan en la absorción, transmitancia o reflectancia de la mancha de sangre en forma sólida o incluso diluida en un rango de longitud de onda.

    La espectroscopia, de hecho, es el método más antiguo registrado en la historia. Fue Schwarzacher (1930), por ejemplo, quien informó por primera vez sobre la influencia de la luz solar en el envejecimiento de las manchas de sangre. Tipo  et al. (1972) presentó un trabajo basado en estudios anteriores de Patterson (1960) y Schwarza che r (1930). Los autores midieron las influencias de la temperatura, la humedad y la luz incidente del entorno experimental sobre las manchas de sangre, además de la influencia de su grosor. Crearon un factor α que relaciona los picos de absorción α (576nm) y β (541 nm), una especie de comparativo adimensional de la oxidación de la hemoglobina.  Hanson y col. (2010) también presentan un marcador de estimación TDD llamado banda azul en el UV-VIS (412nm), ya que esta banda sufre cambios cronológicos de intensidad. Sin embargo, muchos de estos métodos se basan en la absorbancia de una muestra de sangre diluida en un solvente, lo que hace que el método sea destructivo y susceptible a la contaminación cruzada, además de que al no considerar la interacción de la mancha con la superficie, Es difícil predecir cuál era el área efectiva de contacto con el oxígeno en el aire antes de la recolección.

    Zadora & Menzyk (2018), a través de una revisión más reciente en el área, reconocieron el esfuerzo en el desarrollo de métodos de estimación TDD e indicaron que los avances metodológicos en espectroscopia han demostrado ser prometedores cada año. Sugieren trabajos con un mayor control de la cinética de desnaturalización de la hemoglobina, y cómo estas variaciones se ven influenciadas tanto por el soporte de la mancha de sangre como por las condiciones climáticas. Si bien se presentan muchas metodologías para determinar la TDD, lo cierto es que destacan los métodos no destructivos, simples y baratos que pueden usarse incluso en la escena del crimen. Hoy en día, este desafío resulta factible ya que el mercado ofrece  espectrómetros portátiles cada vez más sofisticados   (Canelas Neto; Souza, 2020).

   También se han realizado trabajos de esta naturaleza en el departamento de posgrado en ingeniería química de la Universidad Federal de Santa Catarina (UFSC) mediante espectroscopia de reflectancia difusa (ERD). Este método analiza el rastro sin hacer contacto físico con él. Los soportes estudiados son simulaciones de la vestimenta de la víctima. Los tejidos tienen la capacidad de mantener el grosor de la mancha de sangre y permiten un modelado matemático de su estructura y porosidad, lo que se traduce en estandarización para diferentes prendas.  En esta universidad también se diseñó una cámara de control de temperatura, humedad relativa y luz solar artificial, buscando simular condiciones climáticas de desnaturalización sanguínea en tejidos con los mismos parámetros de diferentes escenarios del crimen. El objetivo es establecer ecuaciones de predicción estadística para las diferentes condiciones climáticas encontradas.  Otro aspecto importante son los datos de reflectancia obtenidos al leer una mancha de sangre depositada en el tejido. Estos pueden tratarse matemáticamente mediante modelos de física óptica que tienen en cuenta la influencia de esta superficie en la cinética de desnaturalización, dando como resultado una obtención más fiable de los contenidos de HbO2, met-Hb y HC. Esto no siempre es posible en otras superficies. La siguiente ecuación representa la relación de la reflectancia de la superficie con sangre (R) y la superficie sin sangre (R0). Los valores restantes de la ecuación son el coeficiente de absorción (µ) en l / g.mm en el medio de la especie i, la concentración de la especie i (Ci) en g / ly el coeficiente efectivo de penetración de fotones (τ) en mm.

 

 

                                                                  (1)

 

    Debido a la posibilidad de modelar cualquier estructura textil, el uso de las prendas de la víctima o sospechoso como soporte de los cromóforos de hemoglobina presentaría un valor medible de Ro, incluso a través de la recolección de tejido adyacente a la traza (blanco).  Los valores entre paréntesis (λ) indican dependencia de la longitud de onda, y el valor de τ indica dependencia del coeficiente de dispersión efectivo (µs´) y el coeficiente de absorción sanguínea total (µa), que también dependen de la longitud de onda (λ) .  Los estudios sobre la desnaturalización de los cromóforos de hemoglobina (BREMMER; DE BRUIN; et al., 2011) indican que la hemoglobina contenida en las manchas de sangre está esencialmente constituida por los cromóforos HbO2, met-Hb y HCs. Tenemos entonces que la absorbancia global de la sangre µa puede equipararse mediante la expresión:

                                                                   (dos)

 

    Donde x1, x2, x3 son las fracciones respectivas de HbO2, met-Hb y HC.  Sustituyendo en la ecuación (1) tenemos:

 

                                                                   (3)

    De la literatura es posible extraer los coeficientes de absorción de las formas HbO2, met-Hb y HC o incluso determinarlos en el laboratorio para diferentes longitudes de onda. Los valores de x1, x2, x3 se pueden obtener mediante el error al cuadrado de la suma ponderada entre la reflectancia medida y el modelo propuesto en esta ecuación. El coeficiente de penetración efectivo (τ), por otro lado, se puede ajustar simultáneamente de acuerdo con el modelo empírico de comportamiento de penetración de fotones propuesto por Kanick.  et al.  (2009).

 

                                                                (4)

 

 

   Donde τ es el mod el coeficiente de penetración efectiva del modelo, d es una constante de longitud estimada en milímetros, p1, p2, p3 y p4 parámetros de ajuste de este modelo para minimizar el error de los coeficientes de penetración efectiva entre el modelo y el modelo. medición.  La estimación de estos parámetros se puede realizar mediante el algoritmo de ajuste de Levenberg-Marquardt.

  

Conclusiones

   El estudio de la cronología de los depósitos de manchas de sangre se considera una de las estimaciones más solicitadas por la comunidad forense. Tal interés se justifica porque el dominio de una técnica de esta naturaleza permite al examinador estimar mejor la realidad de un delito en términos del tiempo transcurrido, ayudando a la investigación penal en la obtención de pruebas y verificación de testimonios. La estimación en métodos de medición del tiempo desde la deposición (TDD) de sangre es similar a lo que propone la medicina forense con el momento de la muerte, pero mucho más integral ya que una mancha de sangre no necesita la presencia de un cuerpo, no ocurre. solo en casos de homicidio, y no es necesario que se encuentre solo en la escena inmediata del crimen. Más que eso, se puede realizar mediante una tecnología que reduce la influencia de la percepción y / o experiencia del examinador.  

    Las técnicas relacionadas con la espectroscopia no destructiva son las más prometedoras en la validación de esta estimación, ya que se basan principalmente en el comportamiento de desnaturalización de la hemoglobina o del compuesto.  parte principal de una mancha de sangre seca. La hemoglobina tiene una cinética de reacción con el oxígeno en el aire que genera un reordenamiento estructural dependiente del tiempo que puede cuantificarse para una estimación cronológica. Con la tecnología actual, esta técnica abre la posibilidad de estimar la cronología de la sangre con  espectroscopios portátiles en la propia escena del crimen y en unos pocos segundos de análisis. Estas mediciones tienen en cuenta diferentes condiciones de temperatura, humedad relativa e incidencia solar, que serían pronosticadas por modelos matemáticos previamente desarrollados para estas variaciones, sumados a un refinamiento estadístico. El estudio de la influencia de la superficie de la tela en la dispersión de ondas electromagnéticas permite estandarizar las diferentes superficies contenidas en las escenas del crimen ya que las telas tienen estructuras repetidas en la confección de prendas, son fáciles de modelar matemáticamente y además permiten la remoción de muestras en blanco. .

     En definitiva, dada la carrera científica que se observa en diversas partes del mundo sobre el tema, ciertamente en unos años lo que era ficción puede convertirse en una realidad increíble.

    .

                                                                           Antonio A. Canelas Neto

Referencias:  

BERGMANN, T .; HEINKE, F .; LABUDDE, D. Hacia una estimación de la edad de las manchas de sangre independiente del sustrato basada en la reducción de la dimensionalidad y la clasificación del vecino más cercano k de los datos espectroscópicos de absorbancia. Forensic Science International, v. 278, pág. 1-8, septiembre 2017. Disponible en: <https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0379073817302050>.

BREMMER, RH; NADORT, A .; et al. Estimación de la edad de las manchas de sangre mediante la determinación del derivado de hemoglobina mediante espectroscopia de reflectancia. Forensic Science International, v. 206, no. 1-3, pág. 166-171, 2011. Disponible en: <http://dx.doi.org/10.1016/j.forsciint.2010.07.034>.

CINNALS NETO, AA; SOUZA, AAU DE. Evaluación cronológica de manchas de sangre en tejidos textiles mediante espectrofotometría de color y lavado enzimático. Revista Brasileña de Ciencias Policiales, vol. 11, pág. 91-111, 2020.

DOTY, KC; MURO, CK; LEDNEV, IK Predecir el momento del crimen: estimación del envejecimiento de las manchas de sangre hasta dos años. Química forense, v. 5, pág. 1-7, septiembre. 2017. Disponible en: <https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S2468170917300218>.

HANSON, EK; BALLANTYNE, J. Un cambio espectral azul de la banda de dolor de hemoglobina se correlaciona con la edad (tiempo desde la deposición) de las manchas de sangre secas. PLoS ONE, v. 5, no. 9, pág. 1 a 11 de 2010.

KANICK, SC; STERENBORG, HJCM; AMELINK, A. Modelo empírico de la longitud de la trayectoria de los fotones para un dispositivo de espectroscopía de reflectancia de una sola fibra. Optics Express, v. 17, no. 2, pág. 860, 2009.

AMABLE, SS; PATTERSON, D .; OWEN, GW Estimación de la edad de las manchas de sangre seca mediante un método espectrofotométrico. Ciencia forense, v. 1, no. 1, pág. 27 a 54, 1972.

PATTERSON, D. Uso de medidas de reflectancia para evaluar el color de las manchas de sangre envejecidas. Naturaleza, v. 187, no. 4738, pág. 688–689, 1960.

SUN, H. et al. Estimación precisa de la edad de las manchas de sangre basada en métodos de espectroscopia de reflectancia visible y quimiometría. IEEE Photonics Journal, vol. 9, n. 1, pág. 1 a 14 de febrero 2017. Disponible en: <http://ieeexplore.ieee.org/document/7814193/>.

SCHWARZACHER, PD Determinación de la edad de las manchas de sangre. The American Journal of Police Science, vol. 1, no. 4, pág. 374–380, 1930. Disponible en: <http://www.jstor.org/stable/1147182>.

TAKAMURA, A. et al. Modelado integral del envejecimiento de las manchas de sangre mediante resolución espectral Raman multivariante con cinética. Química de las comunicaciones, v. 2, n. 1, pág. 1–10, 2019. Disponible en: <http://dx.doi.org/10.1038/s42004-019-0217-1>.

TSURUGA, M. et al. El mecanismo molecular de la autooxidación de la oxihemoglobina humana. Revista de química biológica, vol. 273, n. 15, pág. 8607-8615, 1998.

ZADORA, G .; MENŻYK, A. En la búsqueda del santo grial de la ciencia forense - Estudios espectroscópicos sobre la estimación del tiempo desde la deposición de manchas de sangre. Trac - Tendencias en Química Analítica, vol. 105, pág. 137-165, agosto 2018. Disponible en: <https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0165993618300657>.

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