Nesnášenlivost laktózy a perzistence laktázy: Můžete pít mléko?

Celkem má dnes 65% lidské populace laktózová intolerance (LI): konzumace živočišného mléka je činí nemocnými, se symptomy včetně křečí a nadýmání. To je typický vzor pro většinu savců: přestanou být schopni trávit zvířecí mléko, jakmile přejdou na pevná jídla.

Ostatních 35% lidské populace může po odstavení bezpečně konzumovat zvířecí mléko, to znamená, že ano přetrvávání laktázy (LP) a archeologové se domnívají, že se jedná o genetickou vlastnost, která se vyvinula mezi 7 000–9 000 roky před několika mlýnskými komunitami v místech, jako je severní Evropa, východní Afrika a severní Indie.

Perzistence laktázy, schopnost pít mléko jako dospělý a opak nesnášenlivosti laktózy, je vlastnost, která se objevila u lidí jako přímý důsledek naší domestikace jiných savců. Laktóza je hlavní uhlohydrát (disacharid cukr) ve zvířatech mléko, včetně lidí, kráv, ovcí, velbloudi, koně a psi. Ve skutečnosti, pokud je bytost savcem, matky dávají mléko a mateřské mléko je hlavním zdrojem energie pro kojence a všechny velmi mladé savce.

Savci normálně nemohou zpracovat laktózu ve svém obvyklém stavu, a tak je u všech savců při narození přítomen přírodní enzym zvaný laktáza (nebo laktáza-phlorizin-hydroláza, LPH). Laktáza štěpí sacharózu laktózy na použitelné části (glukózu a galaktózu). Jak savec zraje a přesahuje mateřské mléko k jiným druhům potravin (je odstaveno), produkce laktázy se snižuje: nakonec se většina dospělých savců stává nesnášenlivou pro laktózu.

V přibližně 35% lidské populace však tento enzym nadále funguje po odstavení: lidé, kteří mají tento pracovní enzym jako dospělí, mohou bezpečně konzumovat zvířecí mléko: přetrvávání laktázy (LP) vlastnost. Dalších 65% lidské populace je nesnášenlivé na laktózu a nemůže pít mléko bez škodlivých účinků: nestrávené laktóza sedí v tenkém střevě a způsobuje různou závažnost průjmu, křeče, nadýmání a chronického nadýmání.

I když je pravda, že 35% světové populace má vlastnost přetrvávání laktázy, pravděpodobnost, že ji máte, závisí do velké míry na geografii, na tom, kde jste vy a vaši předkové žili. Jedná se o odhady založené na poměrně malých velikostech vzorku.

• Východní a jižní Evropa: 15–54% má enzym LP
• Střední a západní Evropa: 62–86%
• Britské ostrovy a Skandinávie: 89–96%
• Severní Indie: 63%
• Jižní Indie: 23%
• Východní Asie, domorodí Američané: vzácné
• Afrika: nerovnoměrná, s nejvyššími procenty spojenými s dobytek pastevci
• Blízký východ: nerovnoměrný, s nejvyššími procenty spojenými s velbloudskými pastory

Důvod geografické změny perzistence laktázy souvisí s jejím původem. Předpokládá se, že LP vznikl kvůli domestikaci savců a následnému zavedení mléčný průmysl.

Mlékárenství - chov skotu, ovcí, koz a velbloudů na jejich mléko a mléčné výrobky - začalo kozy, asi před 10 000 lety v dnešním Turecku. Sýr, mléčný výrobek se sníženou laktózou, byl poprvé vynalezen asi před 8 000 lety ve stejném sousedství v západní Asii - výroba sýra odstraní syrovátku bohatou na laktosu ze sýřeniny. Tabulka výše ukazuje, že nejvyšší procento lidí, kteří mohou konzumovat mléko bezpečně, pochází z Britských ostrovů a Skandinávie, nikoli v západní Asii, kde bylo vynalezeno mlékárenství. Učenci věří, že je to proto, že schopnost bezpečně konzumovat mléko byla geneticky vybranou výhodou v reakci na spotřebu mléka, která se vyvinula po 2 000–3 000 let.

Genetické studie provedené Yuvalem Itanem a jeho kolegy naznačují, že evropský gen pro přetrvávání laktázy (pojmenovaný -13 910 * T umístění na laktázovém genu v Evropanech) se zdálo, že vzniklo asi před 9 000 lety, následkem šíření mléčných výrobků do Evropa. -13,910: T se vyskytuje v populacích v celé Evropě a Asii, ale ne každá osoba trpící laktasou má gen -13 910 * T - v afrických pastoralistech se gen přetrvávání laktázy nazývá -14 010 * C. Další nedávno identifikované LP geny zahrnují -22,018: G> A ve Finsku; a -13,907: G a -14,009 ve východní Africe atd.: neexistují pochybnosti o dalších dosud neidentifikovaných genových variantách. Všichni však pravděpodobně vznikli v důsledku spoléhání se na spotřebu mléka u dospělých.

Hypotéza asimilace vápníku naznačuje, že perzistence laktázy by mohla získat podporu ve Skandinávii, protože v oblastech s velkou šířkou snížilo sluneční světlo neumožňuje dostatečnou syntézu vitamínu D kůží a jeho získání ze zvířecího mléka by bylo užitečnou náhražkou nedávných přistěhovalců do oblast.

Na druhé straně studie DNA sekvencí DNA Pastýři afrického skotu naznačují, že k mutaci -14 010 * C došlo asi před 7 000 lety, na místě, kde nedostatek vitamínu D rozhodně nebyl problém.

Teorie laktázy / laktózy testuje větší debatu o příchodu zemědělství ve Skandinávii, debatu o dvou skupinách lidí jmenovaných podle jejich keramických stylů, Kultura kádinky kádinky (zkráceně TRB od německého názvu Tricherrandbecher) a kultury Pitted Ware (PWC). Obecně se vědci domnívají, že PWC byli lovci, kteří žili ve Skandinávii asi před 5 500 lety, kdy se zemědělci TRB ze středomořského regionu stěhovali na sever. Debata se soustředí kolem toho, zda se obě kultury sloučily nebo TRB nahradil PWC.

Studie DNA (včetně přítomnosti genu LP) na pohřbech PWC ve Švédsku ukazují, že kultura PWC měla jiné genetické pozadí než ty moderní Skandinávské populace: moderní Skandinávci mají mnohem vyšší procento T alely (74 procent) ve srovnání s PWC (5 procent), podporující nahrazení TRB hypotéza.

Dvě 2014 studie (Breton et al. a Macholdt et al.) zkoumali alely perzistence laktázy mezi jihoafrickými khoisanskými lovci-sběrači a pastoračními skupinami, součástí nedávného přehodnocení tradičních koncepcí Khoisanu a rozšíření aplikací pro vzhled LP. „Khoisan“ je společný termín pro lidi, kteří mluví ne-Bantu jazyky s kliknutými souhláskami a zahrnuje obě Khoe, známé byli pastevci skotu asi před 2000 lety a San byl často popisován jako prototyp (možná dokonce stereotypní) lovci-sběratelé. Předpokládá se, že obě skupiny zůstaly do značné míry izolované v pravěku.

Ale přítomnost alel LP, spolu s dalšími nedávno identifikovanými důkazy, jako jsou sdílené prvky Bantu jazyků mezi khoisanskými lidmi a nedávné archeologické objevy ovcí pastoralismus v Leopardské jeskyni v Namibii, navrhl vědcům, že africký khoisan nebyl izolován, ale místo toho pocházel z vícenásobných migrací lidí z jiných částí Afrika. Součástí práce byla komplexní studie LP alel v moderních jihoafrických populacích, potomcích lovců-sběračů, dobytek a ovce pastevci a agropastoralisté; zjistili, že Khoe (pastevecké skupiny) nesl východoafrickou verzi alely LP (-14010 * C) v střední frekvence, což naznačuje, že jsou pravděpodobně částečně pocházející od pastoralistů z Keni a Tanzanie. Alela LP chybí nebo má velmi nízké frekvence mezi reproduktory Bantu v Angole a Jižní Africe a mezi lovci sběračů San.

Studie docházejí k závěru, že alespoň před 2000 lety přinesl pastoralismus malá skupina východní Afričtí migranti do jižní Afriky, kde byli asimilováni a jejich postupy přijali místní Khoe skupiny.

Genetické varianty, které umožňují (některým) lidem bezpečně konzumovat mléko savců, vznikly asi před 10 000 lety, když probíhal domácí proces. Tyto variace umožnily populacím s genem rozšířit svůj dietní repertoár a začlenit do své stravy více mléka. Tento výběr patří mezi nejsilnější v lidském genomu a má silný vliv na reprodukci a přežití člověka.

Podle této hypotézy by se však zdálo logické, že populace s vyšší mírou závislosti na mléce (jako jsou kočovníci) by měli mít vyšší frekvence LP: to však není vždy pravda. Dlouhodobí pastevci v Asii mají poměrně nízké frekvence (Mongols 12 procent; Kazachové 14–30 procent). Lovci sobů mají nižší frekvenci LP než zbytek švédské populace (40–75 procent oproti 91 procentům). Může to být způsobeno tím, že různé savci mají různé koncentrace laktózy, nebo může docházet k nějakému dosud nezjištěnému zdravotnímu přizpůsobení se mléku.

Někteří vědci navíc navrhli, že gen vznikl pouze v dobách ekologického stresu, kdy mléko muselo být větší část stravy, a pro jednotlivce by mohlo být obtížnější přežít špatné účinky mléka u nich okolnosti.

Zdroje:

• Breton, Gwenna, a kol. "Laktasová perzistence Alleles odhaluje částečný východoafrický původ jihoafrických pastevců pastevců Khoe." Aktuální biologie 24.8 (2014): 852-8. Tisk.
• Burger, J., et al. "Absence alely spojené s laktázou-perzistence u časných neolitických Evropanů." Sborník Národní akademie věd 104.10 (2007): 3736-41. Tisk.
• Dunne, Julie, et al. "První mlékárna v zelené saharské Africe v pátém tisíciletí před naším letopočtem." Příroda 486.7403 (2012): 390-94. Tisk.
• Gerbault, Pascale, et al. "Evoluce laktázové perzistence: Příklad konstrukce lidského výklenku." Filozofické transakce královské společnosti B: Biologické vědy 366.1566 (2011): 863-77. Tisk.
• Itan, Yuval, et al. "Počátky laktátové perzistence v Evropě." Výpočetní biologie PLOS 5,8 (2009): e1000491. Tisk.
• Jones, Bryony Leigh, et al. "Rozmanitost laktázové perzistence v afrických mléčných nápojích." Lidská genetika 134.8 (2015): 917-25. Tisk.
• Leonardi, Michela a kol. "Vývoj perzistence laktázy v Evropě. Syntéza archeologických a genetických důkazů." International Dairy Journal 22.2 (2012): 88-97. Tisk.
• Liebert, Anke a kol. "Celosvětové distribuce laktázových perzistentních alel a komplexních účinků rekombinace a selekce." Lidská genetika 136.11 (2017): 1445-53. Tisk.
• Malmström, Helena a kol. "Vysoká frekvence intolerance laktózy v pravěké lovecké a sběračské populaci v severní Evropě." Evoluční biologie BMC 10.89 (2010). Tisk.
• Ranciaro, Alessia, et al. "Genetický původ perzistence laktázy a šíření pastoralismu v Africe." The American Journal of Human Genetics 94.4 (2014): 496–510. Tisk.
• Salque, Mélanie, et al. "Nejčasnější důkazy o výrobě sýrů v šestém tisíciletí před naším letopočtem v severní Evropě." Příroda 493.7433 (2013): 522–25. Tisk.
• Ségurel, Laure a Céline Bon. "O vývoji perzistence laktázy u lidí." Roční přehled genomiky a genetiky člověka 18.1 (2017): 297–319. Tisk.