Totenstarre, die Versteifung eines Körpers mehrere Stunden nach dem Tod, ergibt sich aus einer Kombination von zwei der ältesten Definitionen des Todes – Beendigung des Herzschlags und Beendigung der Atmung. Sobald eine dieser essentiellen Funktionen aufhört, verlieren die Körperzellen ihre Sauerstoffversorgung und können keine aerobe Atmung mehr durchführen.
Unmittelbar nach dem Tod ziehen sich die Muskeln des Körpers auf die gleiche Weise zusammen, wie sie es tun, wenn die Person lebt. Der Muskel besteht aus Bündeln langer und schmaler Zellen, die sich über die gesamte Muskellänge erstrecken können.
Im Ruhezustand bauen diese Zellen das elektrische Potential über ihre Membran auf, indem sie aktiv Calciumionen abpumpen. Beim Empfang eines Signals von einem Neuron öffnen die Muskelzellen die Kalziumkanäle in ihrer Zellmembran, und die Kalziumionen strömen aufgrund der Spannungsdifferenz zwischen dem Inneren und dem Äußeren der Zelle ein.
Diese Ionen interagieren dann mit Aktin- und Myosin-Filamenten, um eine Muskelkontraktion zu verursachen. Die Muskeln bleiben im kontrahierten Zustand, bis Adenosintriphosphat (ATP) an Myosin bindet und die Myosin- und Aktinfilamente voneinander freisetzt.
Zusätzlich verwenden Muskelzellmembranproteine ATP, um die Calciumionen aktiv aus der Zelle zurückzupumpen, das Membranpotential wiederherzustellen und zu verhindern, dass die Calciumionen die Kontraktion erneut stimulieren.
ATP besteht aus drei Phosphatgruppen, Ribose und Adenin.
Wenn Atmung und Kreislauf aufhören, fehlt den Muskelzellen Sauerstoff und sie können daher die aerobe Atmung nicht nutzen, um effizient ATP zu produzieren. Die Atmung geht zunächst anaerob weiter, aber die Muskelzellen werden schließlich so knapp an ATP, dass sich die Myosin- und Aktinfilamente nicht aus dem kontrahierten Zustand lösen können und die Calciumionen nicht aus der Muskelzelle zurückgepumpt werden können.
Alle Muskeln des Körpers können die Kontraktion nicht lösen und bleiben angespannt, was zu Totenstarre führt.