Laktozna intoleranca in obstojnost laktaze: Ali lahko pijete mleko?

Danes ima skupno 65% človeške populacije laktozna intoleranca (LI): pitje živalskega mleka jih zboli, simptomi pa vključujejo krče in napihnjenost. To je tipičen vzorec za večino sesalcev: ko preidejo na trdno hrano, prenehajo prebaviti živalsko mleko.

Preostalih 35% človeške populacije lahko varno uživa živalsko mleko po odstavitvi, se pravi, da ga imajo obstojnost laktaze (LP) in arheologi verjamejo, da gre za genetsko lastnost, ki se je razvila med 7.000 in 9.000 let pred več mesti mlekaric v krajih, kot so severna Evropa, vzhodna Afrika in sever Indija.

Vztrajanje laktaze, sposobnost pitja mleka kot odrasla oseba in nasprotje laktozne intolerance so lastnost, ki se je pojavila pri ljudeh kot neposredna posledica udomačevanja drugih sesalcev. Laktoza je glavni ogljikov hidrat (disaharid sladkor) v živali mleko, vključno z ljudmi, kravami, ovcami, kamele, konji in psi. V resnici, če je bitje sesalec, matere dajejo mleko, materino mleko pa je glavni vir energije za človeške dojenčke in vse zelo mlade sesalce.

Sesalci ne morejo normalno predelati laktozo v običajnem stanju, zato je naravni encim, imenovan laktaza (ali laktaza-florizin-hidrolaze, LPH), prisoten pri vseh sesalcih ob rojstvu. Laktaza razgradi laktozni ogljikov hidrat na uporabne dele (glukozo in galaktozo). Ko sesalec zori in presega materino mleko na druge vrste hrane (se odvaja), se proizvodnja laktaze zmanjšuje: sčasoma večina odraslih sesalcev postane laktozna.

Vendar pa pri približno 35% človeške populacije ta encim še naprej deluje mimo točke odstavljanja: ljudje, ki imajo delujoči encim kot odrasli, lahko varno uživajo živalsko mleko: obstojnost laktaze (LP) lastnost. Ostalih 65% človeške populacije je intolerantno na laktozo in ne more piti mleka brez škodljivih učinkov: neprebavljenih laktoza sedi v tankem črevesju in povzroča različno resnost driske, krčev, napihnjenosti in kroničnosti nadutost.

Čeprav je res, da ima 35% svetovne populacije lastnost laktaze, je verjetnost, da jo boste imeli, v veliki meri odvisna od geografije, od tega, kje ste živeli vi in ​​vaši predniki. To so ocene, ki temeljijo na dokaj majhnih velikostih vzorcev.

• Vzhodna in južna Evropa: 15–54% ima encim LP
• Srednja in zahodna Evropa: 62–86%
• Britanski otoki in Skandinavija: 89–96%
• Severna Indija: 63%
• Južna Indija: 23%
• Vzhodna Azija, Indijanci: redki
• Afrika: neplast, z najvišjimi odstotki je povezan z govedo pastoralisti
• Bližnji vzhod: zakrpan, z najvišjimi odstotki povezan s kameli pastirji

Razlog za geografsko različno obstojnost laktaze je povezan z njenim nastankom. Verjame se, da je LP nastal zaradi udomačitve sesalcev in poznejšega vnosa mazanje.

Začelo se je z mlekarstvom - rejo govedi, ovac, koz in kamel za njihovo mleko in mlečne izdelke kozepred približno 10.000 leti na območju današnje Turčije. Sir, zmanjšan laktozni mlečni izdelek, je bil prvič izumljen pred približno 8000 leti, v istem sosedstvu v zahodni Aziji, zaradi česar sir odstrani sirotko, bogato z laktozo, sirotko. Zgornja tabela kaže, da je najvišji odstotek ljudi, ki lahko varno zaužijejo mleko, z Britanskih otokov in Skandinavije, ne iz zahodne Azije, kjer so izumili mlekarstvo. Strokovnjaki menijo, da je bila možnost varnega uživanja mleka gensko izbrana prednost kot odgovor na porabo mleka, razvita v obdobju 2000–3000 let.

Genetske študije, ki jih je opravil Yuval Itan s sodelavci, kažejo, da je evropski gen za obstojnost laktaze (imenovan -13,910 * T za njegov lokacija gena laktaze pri Evropejcih) se je pojavila pred približno 9.000 leti, kar je posledica širjenja mleka na Evropa. -13.910: T najdemo v populacijah po vsej Evropi in Aziji, vendar nima vsaka odporna oseba na laktazi gen -13,910 * T - pri afriških pastoralisti se gen za obstojnost laktaze imenuje -14,010 * C. Drugi nedavno identificirani geni LP vključujejo -22.018: G> A na Finskem; in -13.907: G in -14.009 v vzhodni Afriki in tako naprej: ni drugih dvoma o drugih še neznanih različicah genov. Vsi pa so se verjetno pojavili zaradi odvisnosti od uživanja mleka pri odraslih.

Hipoteza o asimilaciji kalcija kaže, da bi lahko obstojnost laktaze porasla v Skandinaviji, ker je v regijah z visoko širino zmanjšana sončna svetloba ne dovoljuje zadostne sinteze vitamina D skozi kožo in njegovo uživanje iz živalskega mleka bi bilo koristno nadomestilo za nedavne priseljence v regija.

Po drugi strani pa študije zaporedja DNK Pastoralisti afriškega goveda kažejo, da se je mutacija -14.010 * C zgodila pred približno 7000 leti, na mestu, kjer pomanjkanje vitamina D zagotovo ni bil problem.

Nabor teorij laktaze / laktoze preizkuša širšo razpravo o prihodu kmetijstva v Skandinavijo, razpravo o dveh skupinah ljudi, ki so jih poimenovali po svojih keramičnih stilih, Kultura čaše lijaka (skrajšano TRB iz nemškega imena, Tricherrandbecher) in kulture Pitted Ware (PWC). Znanstveniki na splošno verjamejo, da so bili PWC lovci, ki so živeli v Skandinaviji pred približno 5500 leti, ko so se kmetijci TRB iz sredozemske regije preselili na sever. Razprava se osredotoča na to, ali sta se obe kulturi združili ali je TRB zamenjala PWC.

Študije DNK (vključno s prisotnostjo gena LP) na pokopih PWC na Švedskem kažejo, da je kultura PWC imela genetsko ozadje, kot ga ima sodobna Skandinavske populacije: sodobni Skandinavci imajo precej višje odstotke alela T (74 odstotkov) v primerjavi s PWC (5 odstotkov), kar podpira nadomeščanje TRB hipoteza.

Dve študiji iz leta 2014 (Breton et al. in Macholdt et al.) raziskovali alele obstojnosti laktaze med južnoafriškimi koiškimi lovskimi zbiralci in pastoralističnimi skupinami, del nedavne ponovne presoje tradicionalnih konceptov Khoisana in širitve vlog za nastop LP. "Khoisan" je skupni izraz za ljudi, ki govorijo nebantujske jezike s soglasniki klika in vključuje oba Khoe, znana da so bili govedoreji pred približno 2000 leti, in San je pogosto opisoval kot prototipskega (morda celo stereotipni) lovci-nabiralci. Za obe skupini se pogosto domneva, da sta v prazgodovini ostala večinoma izolirana.

Toda prisotnost alelov LP, skupaj z drugimi nedavno ugotovljenimi dokazi, kot so deljeni elementi jezika Bantu med ljudmi Khoisanov in nedavna arheološka odkritja ovac pastoralizem v jami Leopard v Namibiji je znanstvenikom nakazal, da afriški Khoisan ni izoliran, temveč je bil iz številnih migracij ljudi iz drugih delov Afrika. Delo je vključevalo obsežno študijo alelov LP pri sodobni populaciji južne Afrike, potomcih lovskih nabiralcev, govedo in ovce pastoralisti in agropastoralisti; ugotovili so, da je Khoe (pastirske pasme) nosil vzhodnoafriško različico alela LP (-14010 * C) v srednje frekvence, kar kaže, da so verjetno delno izhajali iz pastirjev iz Kenije in Kenije Tanzanija Alel LP ni ali je na zelo nizkih frekvencah med govorniki Bantuja v Angoli in Južni Afriki ter med lovci nabiralcev San.

Študije sklepajo, da je pastoralizem vsaj 2000 let prinesla majhna skupina vzhodnjakov Afriški migranti v južno Afriko, kjer so se asimilirali in njihove prakse je sprejel lokalni Khoe skupine.

Genetske različice, ki ljudem omogočajo, da varno uživajo mleko sesalcev, so se pojavile pred približno 10.000 leti, ko se je začel domači postopek. Te spremembe so populacijam z genom omogočile širitev prehranskega repertoarja in vključitev več mleka v prehrano. Ta selekcija je med najmočnejšimi v človeškem genomu, ki močno vpliva na človekovo razmnoževanje in preživetje.

Vendar bi se na podlagi te hipoteze zdelo logično, da bi morale populacije z višjo stopnjo odvisnosti od mleka (kot so nomadski rejci) imeti višje frekvence LP: vendar to ni vedno res. Dolgotrajni pastirji v Aziji imajo precej nizke frekvence (Mongoli 12 odstotkov; Kazahstanci 14–30 odstotkov). Sami lovci na severne jelene imajo nižjo frekvenco LP kot preostala švedska populacija (40–75 odstotkov v primerjavi z 91 odstotki). To bi lahko bilo zato, ker imajo različni sesalci različne koncentracije laktoze ali pa je morda prišlo do kakšne še neodkrite zdravstvene prilagoditve mleku.

Poleg tega nekateri raziskovalci menijo, da je gen nastal le v času ekološkega stresa, ko je bilo treba mleko večji del prehrane in posameznikom bi bilo morda težje preživeti slabe učinke mleka pod temi okoliščine.

Viri:

• Breton, Gwenna in sod. "Laktazna vztrajnost Alleles razkriva delno vzhodnoafriško rodovništvo južnoafriških paških pastoralistov Khoe." Trenutna biologija 24.8 (2014): 852-8. Natisni
• Burger, J. in sod. "Aprisotnost alela, povezanega z laktazo, v zgodnjem neolitiku Evropejcev." Zbornik Nacionalne akademije znanosti 104.10 (2007): 3736-41. Natisni
• Dunne, Julie in sod. "Prvo mleko v zeleni saharski Afriki v petem tisočletju pred našim štetjem." Narava 486.7403 (2012): 390-94. Natisni
• Gerbault, Pascale in sod. "Evolucija obstojnosti laktaze: primer gradnje človeške niše." Filozofski posli kraljeve družbe B: Biološke znanosti 366.1566 (2011): 863-77. Natisni
• Itan, Yuval in sod. "Izvori obstoja laktaze v Evropi." PLOS Računalniška biologija 5.8 (2009): e1000491. Natisni
• Jones, Bryony Leigh in sod. "Raznovrstnost obstoja laktaze pri pijačih afriškega mleka." Človeška genetika 134.8 (2015): 917-25. Natisni
• Leonardi, Michela in sod. "Evolucija laktazne vztrajnosti v Evropi. Sinteza arheoloških in genetskih dokazov." International Dairy Journal 22.2 (2012): 88-97. Natisni
• Liebert, Anke in sod. "Svetovna porazdelitev alelov obstoja laktaze in zapleteni učinki rekombinacije in selekcije." Človeška genetika 136.11 (2017): 1445-53. Natisni
• Malmström, Helena in sod. "Visoka pogostnost laktozne intolerance v prazgodovinskem lovcu in nabiralcu v Severni Evropi." BMC evolucijska biologija 10.89 (2010). Natisni
• Ranciaro, Alessia in sod. "Genetski izvor laktazne vztrajnosti in širjenje pastirstva v Afriki." Ameriški časopis za človeško genetiko 94.4 (2014): 496–510. Natisni
• Salque, Mélanie in sod. "Najstarejši dokazi za pridobivanje sira v šestem tisočletju pred našim štetjem v Severni Evropi." Narava 493.7433 (2013): 522–25. Natisni
• Ségurel, Laure in Céline Bon. "O evoluciji laktazne obstojnosti pri ljudeh." Letni pregled genomike in človeške genetike 18.1 (2017): 297–319. Natisni