Laktoosi-intoleranssi ja laktaasin pysyvyys: voitko juo maitoa?

Nykyään 65% väestöstä on laktoosi-intoleranssi (LI): eläinmaidon juominen tekee heistä sairaita, oireisiin sisältyy kouristuksia ja turvotusta. Tämä on tyypillinen malli useimmille nisäkkäille: he eivät enää pysty sulattamaan eläinmaitoa, kun he ovat siirtyneet kiinteään ruokaan.

Muut 35% väestöstä voi kuluttaa turvallisesti eläinmaitoa vieroituksen jälkeen, toisin sanoen heillä on laktaasin pysyvyys (LP), ja arkeologien mielestä tämä on geneettinen piirre, joka kehittyi 7000–9000 vuotta sitten useiden meijeriyhteisöjen joukossa esimerkiksi Pohjois-Euroopassa, Itä-Afrikassa ja pohjoisessa Intia.

Laktaasin pysyvyys, kyky juoda maitoa aikuisena ja päinvastoin kuin laktoosi-intoleranssi, on piirre, joka syntyi ihmisille välittömänä seurauksena muiden nisäkkäiden kodistamisesta. Laktoosi on tärkein hiilihydraatti (disakkaridi sokeri) eläimessä maito, mukaan lukien ihmiset, lehmät, lampaat, kamelit, hevosia ja koiria. Itse asiassa, jos olento on nisäkäs, äidit antavat maitoa, ja äidinmaito on tärkein energialähde ihmisen imeväisille ja kaikille hyvin nuorille nisäkkäille.

Nisäkkäät eivät normaalisti pysty käsittelemään laktoosia normaalissa tilassaan, joten luonnollinen entsyymi, nimeltään laktaasi (tai laktaasi-floritsiini-hydrolaasi, LPH), on läsnä kaikissa nisäkkäissä syntymän yhteydessä. Laktaasi hajottaa laktoosihiilihydraatin käyttökelpoisiksi osiksi (glukoosi ja galaktoosi). Kun nisäkäs kypsyy ja siirtyy äidinmaidon ulkopuolelle muihin ravintolajeihin (vieroitetaan), laktaasin tuotanto vähenee: lopulta suurin osa aikuisista nisäkkäistä muuttuu laktoosi-intoleranssiksi.

Noin 35 prosentilla ihmisistä tämä entsyymi toimii kuitenkin edelleen vieroituspisteen yli: ihmiset, joilla on aikuisena toimiva entsyymi, voivat kuluttaa eläinmaitoa turvallisesti: laktaasin pysyvyys (LP) piirre. Muut 65% väestöstä on laktoosi-intoleransseja, eivätkä he voi juoda maitoa ilman haitallisia vaikutuksia laktoosi istuu ohutsuolessa ja aiheuttaa ripulin, kouristuksen, turvotuksen ja kroonisen eripituisen vakavuuden ilmavaivat.

Vaikka on totta, että 35 prosentilla maailman väestöstä on laktaasin pysyvyysominaisuus, todennäköisyys, että sinulla on se, on riippuvainen suuresti maantieteestä, siitä, missä sinä ja esi-isäsi asuin. Nämä ovat arvioita, jotka perustuvat melko pieniin otoskokoihin.

• Itä- ja Etelä-Eurooppa: 15–54%: lla on LP-entsyymiä
• Keski- ja Länsi-Eurooppa: 62–86%
• Brittiläiset saaret ja Skandinavia: 89–96%
• Pohjois-Intia: 63%
• Etelä-Intia: 23%
• Itä-Aasia, alkuperäiskansalaiset: harvinainen
• Afrikka: hajanainen, ja suurin prosenttimäärä liittyy nautoihin paimentolaiset
• Lähi-itä: hajanainen, ja eniten prosentuaalisia osuuksia liittyy kamelinpiirtäjiin

Syy laktaasin pysyvyyden maantieteelliseen vaihteluun liittyy sen alkuperään. LP: n uskotaan syntyneen nisäkkäiden kodistamisen ja sitä seuraavan tuonnin takia maitotalous.

Lypsytys - nautojen, lampaiden, vuohien ja kamelin kasvattaminen maitoa ja maitotuotteita varten - alkoi vuohet, noin 10 000 vuotta sitten nykyisessä Turkissa. Juusto, pelkistetyn laktoosimaidon tuote, keksittiin ensimmäisen kerran noin 8 000 vuotta sitten, samassa lähiympäristössä Länsi-Aasiassa - juuston valmistus poistaa laktoosirikkaan heran juustomassasta. Yllä olevasta taulukosta käy ilmi, että suurin osa maitoa turvallisesti kuluttavista ihmisistä on peräisin Ison-Britannian saarilta ja Skandinaviasta, ei Länsi-Aasiasta, missä meijeriteollisuus keksittiin. Tutkijat uskovat tämän johtuvan siitä, että kyky kuluttaa maitoa turvallisesti oli geneettisesti valittu etu vasteena maidon kulutukseen, joka on kehittynyt yli 2 000–3 000 vuotta.

Yuval Itanin ja hänen kollegoidensa suorittamat geneettiset tutkimukset viittaavat siihen, että eurooppalainen laktaasin pysyvyysgeeni (nimeltään -13 910 * T sen sijainti laktaasigeenissä eurooppalaisilla) näyttää syntyneen noin 9000 vuotta sitten, seurauksena meijerituotteiden leviämisestä Euroopassa. -13,910: T: tä esiintyy populaatioissa kaikkialla Euroopassa ja Aasiassa, mutta jokaisella laktaasipysyvällä henkilöllä ei ole -13 910 * T-geeniä - afrikkalaisilla laitumilla laktaasin pysyvyysgeeniä kutsutaan -14 010 * C. Muihin äskettäin tunnistettuihin LP-geeneihin sisältyy -22.018: G> A Suomessa; ja -13,907: G ja -14,009 Itä-Afrikassa ja niin edelleen: muita epäselviä geenivariantteja ei ole epäilemättä vielä olemassa. Ne kaikki kuitenkin syntyivät todennäköisesti seurauksena aikuisten maidonkulutuksesta.

Kalsiumin assimilaatiohypoteesi viittaa siihen, että laktaasin pysyvyys olisi saattanut saada vauhtia Skandinaviassa, koska suurten leveysasteiden alueilla auringonvalo on vähentynyt ei salli D-vitamiinin riittävää synteesiä ihon läpi, ja sen hankkiminen eläinmaidosta olisi ollut hyödyllinen korvike viimeaikaisille maahanmuuttajille alue.

Toisaalta DNA: n DNA - sekvenssien tutkimukset Afrikkalaiset karjankasvattajat osoittavat, että -14 010 * C: n mutaatio tapahtui noin 7 000 vuotta sitten paikassa, jossa D-vitamiinin puute ei varmasti ollut ongelma.

Laktaasi / laktoosi -teoriajoukot testaavat laajempaa keskustelua maatalouden saapumisesta Skandinaviaan, keskustelua kahdesta ihmisryhmästä, joiden nimet ovat keraamiset tyylinsä, Suppilonkeitin kulttuuri (lyhennettynä TRB saksalaisesta nimestään, Tricherrandbecher) ja Pitted Ware -viljelmä (PWC). Tutkijoiden mielestä PWC oli metsästäjä-keräilijöitä, jotka asuivat Skandinaviassa noin 5500 vuotta sitten, kun Välimeren alueen TRB-maanviljelijät muuttivat pohjoiseen. Keskustelu keskittyy siihen, sulautuvatko kaksi kulttuuria vai korvasiko PB PK: n.

DNA-tutkimukset (mukaan lukien LP-geenin läsnäolo) PWC-hautauksissa Ruotsissa osoittavat, että PWC-viljelmällä oli erilainen geneettinen tausta kuin nykyaikaisella Skandinavian väestö: Nykyaikaisilla skandinaavilla T-alleelin prosentuaalinen osuus on paljon korkeampi (74 prosenttia) kuin PWC: llä (5 prosenttia), mikä tukee TRB: n korvaamista hypoteesi.

Kaksi 2014 tutkimusta (Breton et ai. ja Macholdt ym.) tutkivat laktaasin pysyvyysalleeleja eteläisen Afrikan Khoisan-metsästäjien keräilijän ja pastoraaliryhmien keskuudessa, osa Khoisanin perinteisten käsitteiden äskettäistä uudelleenarviointia ja LP: n esiintymishakemusten laajentamista. "Khoisan" on kollektiivinen termi ihmisille, jotka puhuvat ei-bantu-kieliä napsauttamalla konsonantteja, ja sisältää sekä Khoen, joka tunnetaan olleet nautakarjanhoitajia noin 2000 vuotta sitten, ja San kutsuttiin usein prototyypiksi (ehkä jopa stereotyyppinen) metsästäjä-keräilijät. Molempien ryhmien oletetaan usein pysyneen suurelta osin eristyneinä koko esihistorian ajan.

Mutta LP-alleelien esiintyminen yhdessä muiden äskettäin löydettyjen todisteiden kanssa, kuten bantu-kielten yhteiset elementit Khoisan-ihmisten keskuudessa ja lampaan viimeisimmät arkeologiset löytöt pastoralismi Leopardin luolassa Namibiassa, on ehdottanut tutkijoille, että afrikkalaisia ​​khoisaneja ei ollut eristetty, vaan ne syntyivät sen sijaan useiden ihmisten siirtolaisuuksista muualta Afrikassa. Työ sisälsi kattavan tutkimuksen LP-alleeleista nykyaikaisissa eteläisen Afrikan väestössä, metsästäjien keräilijöiden jälkeläisissä, karja ja lammas laidun- ja viljelykasvit; he havaitsivat, että Khoe (paimentamisryhmät) kantoi LP-alleelin (-14010 * C) itä-afrikkalaista versiota keskitaajuudet, mikä osoittaa, että ne ovat todennäköisesti osittain peräisin Kenian ja Albanian laitumilta Tansania. LP-alleeli puuttuu tai esiintyy hyvin matalalla taajuudella Angolan ja Etelä-Afrikan bantu-puhujien ja san-metsästäjien kerääjien keskuudessa.

Tutkimuksissa päädyttiin siihen, että ainakin 2000 vuotta sitten pieni ryhmä itäisiä toi esiin pastoralismin Afrikkalaiset maahanmuuttajat eteläiseen Afrikkaan, missä heidät rinnastettiin ja heidän käytänteensä hyväksyttiin paikallisessa Khoessa ryhmiä.

Geneettiset variantit, joiden avulla (jotkut) ihmiset voivat kuluttaa nisäkäsmaitoa, syntyivät noin 10 000 vuotta sitten kotimaisen prosessin aikana. Nämä variaatiot antoivat geenipopulaatioille laajentaa ruokavaliovalikoimaansa ja sisällyttää enemmän maitoa ruokavalioonsa. Valinta on yksi vahvimmista ihmisgenomissa, jolla on voimakas vaikutus ihmisen lisääntymiseen ja selviytymiseen.

Kyseisen hypoteesin perusteella vaikuttaa kuitenkin loogiselta, että väestöillä, joilla maidon riippuvuus on korkeampaa (kuten paimentolaispaimenkoirat), tulisi olla korkeammat LP-taajuudet: mutta se ei aina ole totta. Pitkäaikaisilla paimenteilla Aasiassa on melko matala taajuus (mongoleja 12 prosenttia; Kazakstanit 14–30 prosenttia). Saamelaisten poronmetsästäjien LP-esiintyvyys on alhaisempi kuin muun Ruotsin väestön (40-75 prosenttia verrattuna 91 prosenttiin). Tämä voi johtua siitä, että erilaisilla nisäkkäillä on erilaiset laktoosipitoisuudet, tai maitoon saattaa olla vielä havaitsematta jäänyttä terveyttä.

Lisäksi jotkut tutkijat ovat ehdottaneet, että geeni syntyi vain ekologisen stressin aikoina, jolloin maidon piti olla a suurempi osa ruokavaliosta, ja ihmisillä olisi saattanut olla vaikeampaa selviytyä maidon haitallisista vaikutuksista niiden alla olosuhteissa.

Lähteet:

• Breton, Gwenna, et ai. "Laktaasin pysyvyysalleelit paljastavat eteläisen afrikkalaisen Khoe -karjankasvattajien osittaisen Itä-Afrikan syntyperästä." Nykyinen biologia 24.8 (2014): 852-8. Tulosta.
• Burger, J., et ai. "laktaasipysyvyyteen liittyvän alleelin tiheys varhaisneoliittisissa eurooppalaisissa." Kansallisen tiedeakatemian julkaisut 104.10 (2007): 3736-41. Tulosta.
• Dunne, Julie, et ai. "Ensimmäinen meijerituotanto Vihreässä Saharan Afrikassa viidennellä vuosituhannella eKr." luonto 486.7403 (2012): 390-94. Tulosta.
• Gerbault, Pascale, et ai. "Laktaasin pysyvyyden kehitys: esimerkki ihmisen kapeasta rakentamisesta." Kuninkaallisen yhdistyksen filosofiset tapahtumat B: Biotieteet 366.1566 (2011): 863-77. Tulosta.
• Itan, Yuval, et ai. "Laktaasin pysyvyyden alkuperä Euroopassa." PLOS-laskennallinen biologia 5,8 (2009): e1000491. Tulosta.
• Jones, Bryony Leigh, et ai. "Laktaasin pysyvyyden monimuotoisuus afrikkalaisissa maidonjuottajissa." Ihmisen genetiikka 134.8 (2015): 917-25. Tulosta.
• Leonardi, Michela, et ai. "Laktaasin pysyvyyden kehitys Euroopassa. Yhteenveto arkeologisista ja geneettisistä todisteista." Kansainvälinen meijerilehti 22.2 (2012): 88-97. Tulosta.
• Liebert, Anke, et ai. "Laktaasin persistenssialleelien maailmanlaajuiset jakaumat ja rekombinaation ja selektion monimutkaiset vaikutukset." Ihmisen genetiikka 136.11 (2017): 1445-53. Tulosta.
• Malmström, Helena, et ai. "Laktoosi-intoleranssin korkea esiintymistiheys esihistoriallisessa metsästäjä-kerääjä -väestössä Pohjois-Euroopassa." BMC: n evoluutiobiologia 10.89 (2010). Tulosta.
• Ranciaro, Alessia, et ai. "Laktaasin pysyvyyden ja pastoralismin leviämisen geneettiset lähteet Afrikassa." American Journal of Human Genetics 94.4 (2014): 496–510. Tulosta.
• Salque, Mélanie, et ai. "Varhaisimmat todisteet juustonvalmistuksesta kuudennella vuosituhannella eKr. Pohjois-Euroopassa." luonto 493.7433 (2013): 522–25. Tulosta.
• Ségurel, Laure ja Céline Bon. "Laktaasin pysyvyyden evoluutiosta ihmisillä." Genomiikan ja ihmisgenetiikan vuosikatsaus 18.1 (2017): 297–319. Tulosta.