Come cambia il nostro microbioma dopo la morte?

Una delle branche più importanti della Paleontologia è la Tafonomia, che ha il compito di capire cosa è accaduto prima e dopo il processo di fossilizzazione. Per esempio, come l'organismo si è decomposto, quali agenti hanno trasportato e selezionato i resti, quali processi hanno partecipato alla trasformazione della materia organica in fossili (roccia).

Facciamo un piccolo riepilogo di ciò che accade dopo la morte (in generale per i vertebrati):

Dopo la morte, l'organismo incomincia a decomporsi e ogni componente si decompone in tempi diversi: cervello, milza, vescica, reni, polmoni e cuore incominciano a disgregarsi prima rispetto a testicoli, prostata, ovaie e utero. L'ambiente può giocare un ruolo cruciale sia per la preservazione che per la disgregazione dei resti organici, e quest'ultimo punto può essere in qualche modo inibito se:

• il cadavere è immerso nell'acqua, poiché il calore corporeo viene disperso più rapidamente;

• il pH non è troppo basico o acido. Per esempio, non deve essere esposto all'aria (pH basico), ed in generale, più è estremo il pH e più rapida sarà la decomposizione.

Ritornando al discorso della temperatura, il cadavere, con la morte, si equilibra alla temperatura dell'ambiente e di conseguenza cessano tutti quei processi di natura enzimatica. Gli enzimi autolitici (es. fosfatasi), invece, si attivano con la morte dell'organismo e la secrezione cellulare termina. Entra in gioco il rigor mortis:

• avviene inizialmente una riduzione dell'ATP nei muscoli e, successivamente, un aumento dell'acido lattico;

• dopo 24 ore il fenomeno entra nel vivo con l'irrigidimento del corpo;

• infine subentra il rilassamento man mano che la degradazione cellulare aumenta per via della putrefazione (autolisi). Essa è legata ad alcune proteine che favoriscono la proliferazione di microbi anaerobici, ma ciò incomincia a manifestarsi dopo pochi giorni;

• dopo circa una settimana, i tessuti si gonfiano (coperti di vesciche);

• dopo circa tre settimane, vari gas (CO2, H2S, CH4, NH3, ecc.) e volatili organici (es. benzene: C6H6) si formano all'interno del corpo ed attaccano i tessuti;

• dopo circa un mese, il corpo ormai sfigurato incomincia a liquefarsi. I rigonfiamenti avvengono perlopiù nella zona ventrale a livello dell'intestino che, indebolendosi e lacerandosi, rilascia i gas citati precedentemente (possono fuoriuscire anche dall'ano).

E in tutto questo, come cambia il nostro microbioma dopo la morte?

Il microbioma, per essere estremamente sintetici, è una componente molto importante perché regola la salute di un individuo per l'intera durata della sua vita. Fino a qualche tempo fa, non si aveva idea di cosa accadesse al bioma dopo la morte di un individuo. In sostanza, la comunità batterica rimane stabile per i primi due giorni dopo la morte dell'individuo. Solo in tempi successivi si verificano delle modificazioni indipendenti che interessano diverse aree anatomiche come naso, occhi, bocca, ecc. I risultati sono stati estrapolati da 188 persone decedute che differivano per sesso, età e, soprattutto, per lo stile di vita. La cosa interessante è che il comportamento dei batteri rispecchia lo stato di salute delle persone decedute.

È stato notato che la componente anatomica gioca un ruolo fondamentale in questa dinamica e influenza in modo considerevole le variazioni del microbioma dopo il decesso. Il processo di decomposizione non comporta, quindi, la trasmigrazione dei batteri in altri siti (escludendo il retto) ma determina la diminuzione della ricchezza batterica man mano che le ore passano, in concomitanza con la decomposizione stessa. 𝘽𝙖𝙘𝙩𝙚𝙧𝙤𝙞𝙙𝙚𝙩𝙚𝙨 e 𝘼𝙘𝙩𝙞𝙣𝙤𝙗𝙖𝙘𝙩𝙚𝙧𝙞𝙖 diminuiscono man mano che la decomposizione avanza, mentre 𝙋𝙧𝙤𝙩𝙚𝙤𝙗𝙖𝙘𝙩𝙚𝙧𝙞𝙖 sembra aumentare in svariati siti anatomici. 𝙎𝙩𝙧𝙚𝙥𝙩𝙤𝙘𝙤𝙘𝙘𝙪𝙨 e 𝙎𝙩𝙖𝙥𝙝𝙮𝙡𝙤𝙘𝙤𝙘𝙘𝙪𝙨, invece, mantengono una certa stabilità per due giorni. Quindi, in generale, l'abbondanza risulta essere differente in base alla componente anatomica e alla fase di decomposizione. Infatti, nel 30% dei campioni è stato registrato un aumento di abbondanza per quanto riguarda 𝙎𝙩𝙧𝙚𝙥𝙩𝙤𝙘𝙤𝙘𝙘𝙪𝙨 nella bocca e negli occhi, e di 𝙃𝙖𝙚𝙢𝙤𝙥𝙝𝙞𝙡𝙪𝙨 𝙞𝙣𝙛𝙡𝙪𝙚𝙣𝙯𝙖𝙚 nella bocca.

Di conseguenza, anche le funzioni metaboliche post-mortem cambiano. Per esempio, la motilità cellulare (un processo che permette la migrazione delle cellule) aumenta man mano che ci si allontana dal momento della morte, soprattutto nella regione della bocca, e sembra che le 𝙀𝙣𝙩𝙚𝙧𝙤𝙗𝙖𝙘𝙩𝙚𝙧𝙞𝙖𝙘𝙚𝙖𝙚 siano coinvolte in questo processo. Nelle prime 48 ore post-mortem è stata registrata una sovrapposizione parziale delle funzioni metaboliche. Inoltre, negli individui deceduti entro le 24 ore, è stata notata una riduzione delle specie batteriche. I batteri che hanno mostrato i cambiamenti più significativi sono 𝙃𝙖𝙚𝙢𝙤𝙥𝙝𝙞𝙡𝙪𝙨, 𝙎𝙩𝙧𝙚𝙥𝙩𝙤𝙘𝙤𝙘𝙘𝙪𝙨, 𝙋𝙧𝙚𝙫𝙤𝙩𝙚𝙡𝙡𝙖, 𝙁𝙪𝙨𝙤𝙗𝙖𝙘𝙩𝙚𝙧𝙞𝙪𝙢, 𝙑𝙚𝙞𝙡𝙡𝙤𝙣𝙚𝙡𝙡𝙖 e 𝙍𝙤𝙩𝙝𝙞𝙖. Nei casi di morti per problemi lievi legati al cuore, è stato registrato un leggero aumento di 𝙍𝙤𝙩𝙝𝙞𝙖, mentre in caso di morte violenta è stato registrato un aumento della diversità batterica.

Insomma, i siti anatomici possono suggerirci qualcosa sulle condizioni di salute degli individui deceduti e diventare, così, uno strumento epidemiologico molto efficiente. Questa metodologia potrebbe essere utilizzata anche per capire come gli animali del passato sono morti, dato che sono stati studiati molti biomi attribuiti al Neanderthal. Pertanto, questo potrebbe essere uno strumento utile per determinare se gli esseri umani o gli animali del passato godessero di buona salute o se sono morti di cause naturali.

Fonte: Pechal, J.L., Schmidt, C.J., Jordan, H.R. et al. A large-scale survey of the postmortem human microbiome, and its potential to provide insight into the living health condition. Sci Rep 8, 5724 (2018).