Нетолерантност към лактоза и лактазна устойчивост: Можете ли да пиете мляко?

Общо 65% от населението днес има непоносимост към лактоза (LI): пиенето на животинско мляко ги разболява, като симптомите включват спазми и подуване на корема. Това е типичният модел за повечето бозайници: те престават да могат да усвояват животинско мляко, след като преминат към твърди храни.

Останалите 35% от човешкото население могат спокойно да консумират животинско мляко след отбиването, тоест има устойчивост на лактаза (LP) и археолозите смятат, че това е генетична черта, която се е развила между 7 000–9 000 години преди няколко млечни общности на места като Северна Европа, Източна Африка и Северна Индия.

Настойчивостта на лактазата, способността да пием мляко като възрастен и противоположната на непоносимост към лактоза, е черта, възникнала при хората като пряк резултат от опитомяването ни от други бозайници. Лактозата е основният въглехидрат (дизахарид захар) при животни мляко, включително хора, крави, овце, камили, коне и кучета. Всъщност, ако едно същество е бозайник, майките дават мляко, а майчиното мляко е основният източник на енергия за човешките бебета и всички много млади бозайници.

Бозайниците не могат нормално да обработват лактоза в обичайното си състояние и затова естествен ензим, наречен лактаза (или лактаза-флоризин-хидролаза, LPH) присъства при всички бозайници при раждането. Лактазата разгражда въглехидратите лактоза до използваеми части (глюкоза и галактоза). Тъй като бозайникът узрява и преминава от майчиното мляко към други видове храни (отбива се), производството на лактаза намалява: в крайна сметка повечето възрастни бозайници придобиват непоносимост към лактоза.

Въпреки това, в около 35% от човешката популация, този ензим продължава да действа след точката на отбиване: хората, които имат този работещ ензим като възрастни, могат да консумират животинско мляко безопасно: устойчивостта на лактазата (LP) Характерна черта. Останалите 65% от човешката популация имат непоносимост към лактоза и не могат да пият мляко без лоши ефекти: неразградени лактозата седи в тънките черва и причинява различната тежест на диария, спазми, подуване на корема и хронична метеоризъм.

Макар че е вярно, че 35% от населението в света притежава характеристиката на устойчивост на лактазата, вероятността да го имате зависи до голяма степен от географията, от това къде сте живели вие и вашите предци. Това са оценки, основаващи се на доста малки размери на извадката.

• Източна и Южна Европа: 15–54% имат ензим LP
• Централна и Западна Европа: 62–86%
• Британски острови и Скандинавия: 89–96%
• Северна Индия: 63%
• Южна Индия: 23%
• Източна Азия, коренните американци: рядко
• Африка: петна, с най-висок процент свързан с добитък скотовъдците
• Близкия изток: плачевен, с най-високи проценти, свързани с пасторали на камили

Причината за географската промяна в устойчивостта на лактазата е свързана с нейния произход. Смята се, че LP е възникнал поради опитомяването на бозайниците и последващото въвеждане на млекарство.

Започнаха млечни продукти - отглеждане на говеда, овце, кози и камили за тяхното мляко и млечни продукти кози, преди около 10 000 години в днешна Турция. Сиренето, намален лактозен млечен продукт, е измислено за първи път преди около 8000 години в същия този квартал в Западна Азия - приготвянето на сирене премахва богатата на лактоза суроватка от изварата. Таблицата по-горе показва, че най-високият процент от хората, които могат да консумират безопасно мляко, са от Британските острови и Скандинавия, а не от Западна Азия, където е измислено млекарството. Учените смятат, че това е така, защото способността за безопасно консумиране на мляко е генетично подбрано предимство в отговор на консумацията на мляко, развито в продължение на 2 000–3 000 години.

Генетичните изследвания, проведени от Yuval Itan и негови колеги, предполагат, че европейският ген за устойчивост на лактаза (наречен -13,910 * T за неговия местоположението на гена на лактаза в европейците) изглежда е възникнало преди около 9 000 години, вследствие на разпространението на млечни Европа. -13.910: Т се среща в популации в цяла Европа и Азия, но не всеки устойчив на лактаза човек притежава гена -13 910 * Т - при африканските пасторали гените за устойчивост на лактаза се наричат ​​-14,010 * С. Други наскоро идентифицирани LP гени включват -22.018: G> A във Финландия; и -13.907: G и -14.009 в Източна Африка и така нататък: няма съмнение други все още неидентифицирани варианти на ген. Всички те обаче вероятно са възникнали в резултат на разчитане на консумацията на мляко от възрастни.

Хипотезата за асимилация на калций предполага, че устойчивостта на лактазата може да е засилила Скандинавия, тъй като в районите с голяма ширина намалена слънчева светлина не позволява достатъчен синтез на витамин D през кожата и получаването му от животинско мляко би било полезен заместител на скорошните имигранти в регион.

От друга страна, проучвания на ДНК последователности на Африкански скотовъдци на добитък показват, че мутацията на -14,010 * С се е появила преди около 7000 години, на място, където липсата на витамин D със сигурност не е била проблем.

Комплектът от теории за лактаза / лактоза изпробва по-мащабния дебат относно пристигането на селското стопанство в Скандинавия, дебатът за две групи хора, наречени по техните керамични стилове, Фуния култура за стъклени чаши (съкратено TRB от немското си име, Tricherrandbecher) и културата Pitted Ware (PWC). Като цяло учените смятат, че PWC са били ловци, които са живели в Скандинавия преди около 5500 години, когато TRB земеделските производители от средиземноморския регион са мигрирали на север. Дебатът се фокусира около това дали двете култури са се слели или TRB са заменили PWC.

ДНК изследвания (включително наличието на LP гена) върху PWC погребения в Швеция показват, че PWC културата има различен генетичен произход от този на съвременната Скандинавски популации: съвременните скандинавци имат далеч по-висок процент на алела Т (74 процента) в сравнение с PWC (5 процента), подкрепяйки заместване на TRB хипотеза.

Две проучвания за 2014 г. (Breton et al. и Macholdt et al.) изследваха алели за устойчивост на лактаза сред южноафриканските хойски-събирачи и пасторалистични групи, част от скорошна преоценка на традиционните концепции на Khoisan и разширяване на приложенията за появата на LP. „Khoisan“ е събирателен термин за хора, които говорят езици, които не са банту, с съгласни щраквания и включва както Khoe, известни да са били скотовъдци от преди около 2000 години, а Сан често се описва като прототипичен (може би дори стереотипни) ловци-събирачи. За двете групи често се приема, че са останали до голяма степен изолирани в цялата праистория.

Но наличието на алели на LP, заедно с други наскоро идентифицирани доказателства, като споделени елементи от езиците на банту сред хората от Хойсан и последните археологически открития на овце пасторализмът в пещерата Леопард в Намибия, внушава на учените, че африканският Хойсан не е изолиран, а вместо това е произлязъл от множество миграции на хора от други части на Африка. Работата включваше цялостно проучване на алелите на LP при съвременните популации на Южна Африка, потомци на ловци-събирачи, т.е. говеда и овца животни и агропасторалисти; те откриха, че Khoe (пастирски групи) са носели източноафриканската версия на алела LP (-14010 * C) в средни честоти, което показва, че вероятно отчасти са произлезли от скотовъдите от Кения и Танзания. Аллелът на LP липсва или е с много ниски честоти сред говорителите на Банту в Ангола и Южна Африка и сред ловни събирачи на Сан.

Проучванията заключават, че преди поне 2000 години пасторализмът е донесен от малка група източници Африкански мигранти в Южна Африка, където те са били асимилирани и техните практики са възприети от местните Khoe групи.

Генетичните варианти, които позволяват на (някои) хора да консумират безопасно мляко от бозайници, са възникнали преди около 10 000 години, докато се е провеждал вътрешния процес. Тези варианти позволиха на популациите с гена да разширят своя хранителен репертоар и да включат повече мляко в диетата си. Изборът е сред най-силните в човешкия геном, със силно влияние върху възпроизводството и оцеляването на човека.

При тази хипотеза обаче изглежда логично популациите с по-високи нива на млечна зависимост (като номадските скотари) да имат по-висока честота на ЛП: но това не винаги е вярно. Дългосрочните пастири в Азия имат доста ниски честоти (монголи 12 процента; Казахи 14-30 процента). Самите ловци на елени са с по-ниска честота на LP, отколкото останалата част от шведското население (40-75 процента срещу 91 процента). Това може да е така, защото различните бозайници имат различни концентрации на лактоза или може да има някаква все още неоткрита здравна адаптация към млякото.

В допълнение, някои изследователи предполагат, че генът е възникнал само по време на екологичен стрес, когато млякото е трябвало да бъде а по-голяма част от диетата и може да е по-трудно за хората да преживеят лошите ефекти на млякото при тях обстоятелства.

Източници:

• Breton, Gwenna и др. "Лактазна упоритост Алели разкриват частично източноафриканско родословие на южноафриканските пасторали на Кхо." Актуална биология 24.8 (2014): 852-8. Печат.
• Burger, J., et al. "Aлипса на свързана с лактаза устойчивост на алела в раннонеолитните европейци." Сборник на Националната академия на науките 104.10 (2007): 3736-41. Печат.
• Dunne, Julie, et al. "Първо млекодаване в Зелена Сахара в Африка през петото хилядолетие пр.н.е.." природа 486.7403 (2012): 390-94. Печат.
• Gerbault, Pascale и др. "Еволюция на лактазната устойчивост: пример за изграждане на човешка ниша." Философски транзакции на Кралското общество Б: Биологични науки 366.1566 (2011): 863-77. Печат.
• Itan, Yuval и др. "Произходът на лактазната устойчивост в Европа." PLOS Изчислителна биология 5.8 (2009): e1000491. Печат.
• Джоунс, Брайъни Лий и др. "Разнообразие на лактазната устойчивост при африканските пиещи мляко." Човешката генетика 134.8 (2015): 917-25. Печат.
• Леонарди, Микела и др. "Еволюцията на лактазната устойчивост в Европа. Синтез на археологически и генетични доказателства." Международно млечно списание 22.2 (2012): 88-97. Печат.
• Liebert, Anke и др. "Световно разпространение на алели за устойчивост на лактаза и сложните ефекти от рекомбинацията и селекцията." Човешката генетика 136.11 (2017): 1445-53. Печат.
• Malmström, Helena и др. "Висока честота на непоносимост към лактоза в праисторически ловец – събиране на население в Северна Европа." BMC еволюционна биология 10.89 (2010). Печат.
• Ranciaro, Alessia и др. "Генетичен произход на лактазната устойчивост и разпространението на пасторализма в Африка." Американското списание за човешка генетика 94.4 (2014): 496–510. Печат.
• Salque, Mélanie и др. "Най-ранните доказателства за производството на сирене през шестото хилядолетие преди Христа в Северна Европа." природа 493.7433 (2013): 522–25. Печат.
• Сегурел, Лоре и Селин Бон. "За еволюцията на лактазната персистираност при хората." Годишен преглед на геномиката и човешката генетика 18.1 (2017): 297–319. Печат.