На плащанице видны следы, которые оставили две струйки крови из раны на левом запястье. Благодаря этому ученые смогли установить положение рук, прибитых к поперечному брусу креста. Угол между струйками составляет около 10°, это значит, вися на кресте, Иисус время от времени старался приподняться, чтобы набрать воздуха, и тогда принимал положение 65° от линии плеча, а когда опускался – 55°. На несколько мгновений угол наклона плеч изменялся, и тогда Иисус мог набрать воздуха. Боль и измождение принуждали Его вновь опускаться. Этот ритм подтягивания и опускания на прибитых гвоздями к кресту руках и ногах продолжался около 3 часов и был причиною ужасных страданий. С течением времени ритм становилися все более частым, пока не были полностью исчерпаны силы и не наступила смерть.
По отпечаткам стоп можно сделать вывод, что они были прибиты одним гвоздем к вертикальной балке креста. Стопы были положены левая на правую.
По мнению врача Луиджи Малантрукко, руководителя лаборатории в Фатебенефрателли (Италия), анализ следов от раны в правом боку – шириной 1,5 см и длиной 4,5 см, а также от обильного вытекания крови и жидкости, скопившихся в плевральной впадине, указывают на то, что непосредственной причиной смерти стал разрыв сердечной мышцы в результате инфаркта, после которого произошло просачивание крови в околосердечную сумку (там собралось около 2 литров крови), а затем – в плевральную впадину, вызвав гемоперикардию. Внезапный разрыв околосердечной сумки под влиянием сильного давления скопившейся там крови вызывает парализующую боль в области грудной клетки. Это было причиной вскрика, после которого Иисус умер. «Иисус же, опять возопив громким голосом, испустил дух» (Мф. 27: 50).
Внезапная смерть, наступившая при полном сознании, в крайнем изнеможении, обычно вызывает моментальное посмертное окостенение. Этим объясняется напряженная поза тела на плащанице.
Вскоре после смерти произошло разделение скопившейся в околосердечной сумке крови на красные кровяные тельца, которые собрались в нижней части, и бесцветную плазму, которая оказалась в верхней части плевральной полости. После того как верхняя часть грудной клетки была пробита копьем, произошло внезапное излияние наружу сначала красных кровяных клеток, а затем плазмы крови – «крови и воды», как написал в Евангелии Св. Иоанн (Ин. 19: 34).