Nietolerancja laktozy i trwałość laktazy: czy możesz pić mleko?

W sumie 65% populacji ludzkiej ma obecnie Nietolerancja laktozy (LI): picie mleka zwierzęcego powoduje, że chorują, z objawami takimi jak skurcze i wzdęcia. Jest to typowy schemat dla większości ssaków: przestają być w stanie trawić mleko zwierzęce po przejściu na pokarm stały.

Pozostałe 35% populacji ludzkiej może bezpiecznie spożywać mleko zwierzęce po odsadzeniu, czyli tak trwałość laktazy (LP), a archeolodzy uważają, że jest to cecha genetyczna, która rozwinęła się między 7 000 a 9 000 lat temu wśród kilku społeczności mleczarskich w miejscach takich jak północna Europa, wschodnia Afryka i północna Indie.

Wytrzymałość laktazy, zdolność do picia mleka jako osoba dorosła i przeciwieństwo nietolerancji laktozy, jest cechą, która pojawiła się u ludzi w wyniku naszego udomowienia innych ssaków. Laktoza jest głównym węglowodanem (disacharyd cukier) u zwierząt mleko, w tym ludzi, krów, owiec, wielbłądy, konie i psy. W rzeczywistości, jeśli istota jest ssakiem, matki dają mleko, a mleko matki jest głównym źródłem energii dla ludzkich niemowląt i wszystkich bardzo młodych ssaków.

Ssaki nie mogą normalnie przetwarzać laktozy w jej zwykłym stanie, a zatem naturalny enzym zwany laktazą (lub hydrolazą laktazyny-floryzyny, LPH) jest obecny u wszystkich ssaków po urodzeniu. Laktaza rozkłada węglowodany laktozy na użyteczne części (glukozę i galaktozę). Gdy ssak dojrzewa i przenosi się poza mleko matki do innych rodzajów pokarmu (jest odstawiony od maciory), produkcja laktazy maleje: ostatecznie większość dorosłych ssaków staje się nietolerancyjnymi dla laktozy.

Jednak u około 35% ludzkiej populacji enzym ten nadal działa poza punktem odsadzenia: ludzie, którzy mają ten działający enzym jako dorośli, mogą bezpiecznie spożywać mleko zwierzęce: trwałość laktazy (LP) cecha. Pozostałe 65% populacji ludzkiej nie toleruje laktozy i nie może pić mleka bez złych skutków: niestrawiona laktoza znajduje się w jelicie cienkim i powoduje różne nasilenie biegunki, skurczów, wzdęć i przewlekłych bębnica.

Chociaż prawdą jest, że 35% światowej populacji ma cechę trwałości laktazy, prawdopodobieństwo jej posiadania zależy w dużej mierze od położenia geograficznego, miejsca zamieszkania ciebie i twoich przodków. Są to dane szacunkowe oparte na dość małych próbach.

• Europa Wschodnia i Południowa: 15–54% ma enzym LP
• Europa Środkowa i Zachodnia: 62–86%
• Wyspy Brytyjskie i Skandynawia: 89–96%
• Północne Indie: 63%
• Południowe Indie: 23%
• Azja Wschodnia, rdzenni Amerykanie: rzadko
• Afryka: niejednolita, z najwyższymi odsetkami związanymi z bydłem pasterze
• Bliski Wschód: niejednolity, z najwyższymi odsetkami związanymi z pasterskimi wielbłądami

Przyczyna geograficznego zróżnicowania trwałości laktazy ma związek z jej początkami. Uważa się, że LP powstało z powodu udomowienia ssaków, a następnie wprowadzenia mleczarstwo.

Mleczarstwo - hodowla bydła, owiec, kóz i wielbłądów na mleko i przetwory mleczne - zaczęła się kozyokoło 10 000 lat temu w dzisiejszej Turcji. Ser, produkt mleczny o obniżonej zawartości laktozy, został po raz pierwszy wynaleziony około 8 000 lat temu, w tym samym sąsiedztwie w zachodniej Azji - wytwarzanie sera usuwa bogatą w laktozę serwatki z twarogu. Powyższa tabela pokazuje, że najwyższy odsetek osób, które mogą bezpiecznie spożywać mleko, pochodzi z Wysp Brytyjskich i Skandynawii, a nie z zachodniej Azji, w której wymyślono mleczarstwo. Uczeni uważają, że dzieje się tak, ponieważ zdolność do bezpiecznego spożywania mleka była genetycznie wybraną zaletą w odpowiedzi na spożycie mleka, rozwijaną przez 2000–3 000 lat.

Badania genetyczne przeprowadzone przez Yuval Itana i współpracowników sugerują, że europejski gen trwałości laktazy (nazwany -13,910 * T ze względu na jego lokalizacja genu laktazy u Europejczyków) wydaje się, że powstała około 9 000 lat temu, w związku z rozprzestrzenianiem się mleczarni do Europa. -13,910: T występuje w populacjach w całej Europie i Azji, ale nie każda osoba uporczywa wobec laktazy ma gen -13,910 * T - u afrykańskich pasterzy gen utrzymywania laktazy nazywa się -14,010 * C. Inne niedawno zidentyfikowane geny LP obejmują -22.018: G> A w Finlandii; i -13.907: G i -14.009 w Afryce Wschodniej i tak dalej: bez wątpienia istnieją jeszcze niezidentyfikowane warianty genów. Wszystkie jednak prawdopodobnie powstały w wyniku uzależnienia od spożywania mleka przez dorosłych.

Hipoteza asymilacji wapnia sugeruje, że trwałość laktazy mogła wzrosnąć w Skandynawii, ponieważ w regionach o dużej szerokości geograficznej zmniejszone światło słoneczne nie pozwala na wystarczającą syntezę witaminy D przez skórę, a pobieranie jej z mleka zwierzęcego byłoby przydatnym substytutem dla niedawnych imigrantów region.

Z drugiej strony badania sekwencji DNA Afrykańscy pasterze bydła wskazują, że mutacja -14,010 * C wystąpiła około 7 000 lat temu w miejscu, w którym brak witaminy D z pewnością nie stanowił problemu.

Zestaw teorii laktazy / laktozy testuje szerszą debatę na temat przybycia rolnictwa do Skandynawii, debatę nad dwiema grupami ludzi nazwanymi ich ceramicznymi stylami, Kultura zlewek lejkowych (w skrócie TRB od niemieckiej nazwy Tricherrandbecher) i kultury Pitted Ware (PWC). Ogólnie rzecz biorąc, uczeni uważają, że PWC byli łowcami-zbieraczami, którzy mieszkali w Skandynawii około 5500 lat temu, kiedy rolnicy TRB z regionu Morza Śródziemnego migrowali na północ. Debata koncentruje się wokół tego, czy obie kultury połączyły się, czy TRB zastąpiło PWC.

Badania DNA (w tym obecność genu LP) na pochówkach PWC w Szwecji wskazują, że kultura PWC miała inne podłoże genetyczne niż współczesne Populacje skandynawskie: współcześni Skandynawowie mają znacznie wyższy odsetek allelu T (74 procent) w porównaniu z PWC (5 procent), co wspiera zastąpienie TRB hipoteza.

Dwa badania z 2014 r. (Breton i in. oraz Macholdt i wsp.) badali allele uporczywości laktazy wśród południowoafrykańskich łowców-zbieraczy i pastorów Khoisan, część niedawnej ponownej oceny tradycyjnych koncepcji Khoisana i poszerzenia zakresu zastosowań LP. „Khoisan” to zbiorowe określenie osób, które mówią językami innymi niż Bantu za pomocą spółgłosek kliknięcia, i obejmuje zarówno Khoe, znane być pasterzami bydła sprzed około 2000 lat, a San często określany jako prototypowy (może nawet stereotypowy) łowcy-zbieracze. Uważa się, że obie grupy pozostawały w dużej mierze odizolowane w całej prehistorii.

Ale obecność alleli LP wraz z innymi niedawno zidentyfikowanymi dowodami, takimi jak wspólne elementy języków Bantu wśród ludu Khoisan i ostatnie odkrycia archeologiczne owiec pasterstwo w Leopard Cave w Namibii sugeruje uczonym, że afrykański Khoisan nie był odizolowany, lecz pochodził z wielu migracji ludzi z innych części Afryka. Praca obejmowała kompleksowe badanie alleli LP we współczesnych populacjach południowoafrykańskich, potomkach łowców-zbieraczy, bydło i owca pasterze i agropastoraliści; odkryli, że Khoe (grupy pasterskie) nosił wschodnioafrykańską wersję allelu LP (-14010 * C) w średnie częstotliwości, co wskazuje, że prawdopodobnie pochodzą one częściowo od pastorów z Kenii i Tanzania. Allel LP jest nieobecny lub występuje na bardzo niskich częstotliwościach wśród głośników Bantu w Angoli i Południowej Afryce oraz wśród myśliwych-zbieraczy z San.

Z badań wynika, że ​​przynajmniej 2000 lat temu pasterstwo przyniosła niewielka grupa wschodnich Afrykańscy migranci do południowej Afryki, gdzie zostali zasymilowani, a ich praktyki przyjęte przez lokalne Khoe grupy.

Warianty genetyczne, które pozwalają (niektórym) ludziom bezpiecznie spożywać mleko ssaków, powstały około 10 000 lat temu, gdy rozpoczęto proces domowy. Te odmiany umożliwiły populacjom genu poszerzenie repertuaru dietetycznego i włączenie większej ilości mleka do diety. Wybór ten należy do najsilniejszych w ludzkim genomie i ma silny wpływ na reprodukcję i przetrwanie człowieka.

Jednak zgodnie z tą hipotezą wydaje się logiczne, że populacje o wyższym poziomie zależności od mleka (takie jak pasterze koczownicze) powinny mieć wyższe częstotliwości LP: ale nie zawsze tak jest. Długoletni pasterze w Azji mają dość niskie częstotliwości (Mongołowie 12 procent; 14–30% Kazachów). Łowcy reniferów Sami mają mniejszą częstotliwość LP niż reszta populacji Szwecji (40–75 procent w porównaniu do 91 procent). Może to wynikać z faktu, że różne ssaki mają różne stężenia laktozy lub może istnieć jak dotąd niewykryta adaptacja zdrowotna do mleka.

Ponadto niektórzy badacze sugerują, że gen powstał tylko w czasach stresu ekologicznego, kiedy mleko musiało być większą część diety, a tym osobom może być trudniej przetrwać złe skutki mleka okoliczności.

Źródła:

• Breton, Gwenna i in. "Allele utrzymujące laktazę ujawniają częściowe pochodzenie wschodnioafrykańskich przodków pastorystów Khoe z Afryki Południowej." Aktualna biologia 24.8 (2014): 852-8. Wydrukować.
• Burger, J., i in. "ZAbrak allelu związanego z laktazą i przetrwaniem u wczesnych neolitów w Europie." Postępowania z National Academy of Sciences 104.10 (2007): 3736-41. Wydrukować.
• Dunne, Julie i in. "Pierwsze mleczarstwo w Afryce Zielonej Sahary w piątym tysiącleciu pne." Natura 486.7403 (2012): 390-94. Wydrukować.
• Gerbault, Pascale i in. "Ewolucja trwałości laktazy: przykład konstrukcji niszy ludzkiej." Transakcje filozoficzne Royal Society B: Biological Sciences 366.1566 (2011): 863-77. Wydrukować.
• Itan, Yuval i in. "Początki trwałości laktazy w Europie." PLOS Computational Biology 5.8 (2009): e1000491. Wydrukować.
• Jones, Bryony Leigh i in. "Różnorodność trwałości laktazy u afrykańskich osób pijących mleko." Genetyka ludzka 134.8 (2015): 917-25. Wydrukować.
• Leonardi, Michela i in. "Ewolucja trwałości laktazy w Europie. Synteza dowodów archeologicznych i genetycznych." International Dairy Journal 22.2 (2012): 88-97. Wydrukować.
• Liebert, Anke i in. "Ogólnoświatowe rozkłady alleli utrwalających laktazę oraz złożone efekty rekombinacji i selekcji." Genetyka ludzka 136.11 (2017): 1445-53. Wydrukować.
• Malmström, Helena i in. "Wysoka częstotliwość nietolerancji laktozy w prehistorycznej populacji myśliwych i zbieraczy w Europie Północnej." BMC Evolutionary Biology 10.89 (2010). Wydrukować.
• Ranciaro, Alessia i in. "Genetyczne pochodzenie trwałości laktazy i rozprzestrzenianie się pasterstwa w Afryce." The American Journal of Human Genetics 94.4 (2014): 496–510. Wydrukować.
• Salque, Mélanie i in. "Najwcześniejsze dowody na produkcję sera w szóstym tysiącleciu pne w Europie Północnej." Natura 493.7433 (2013): 522–25. Wydrukować.
• Ségurel, Laure i Céline Bon. "O ewolucji trwałości laktazy u ludzi." Coroczny przegląd genomiki i genetyki człowieka 18.1 (2017): 297–319. Wydrukować.