Laktozes nepanesamība un laktāzes noturība: vai jūs varat dzert pienu?

Mūsdienās kopumā ir 65% cilvēku laktozes nepanesamība (LI): dzerot dzīvnieku pienu, tie kļūst slimi ar simptomiem, ieskaitot krampjus un vēdera uzpūšanos. Tas ir tipisks paraugs lielākajai daļai zīdītāju: viņi vairs nespēj sagremot dzīvnieku pienu pēc pārejas uz cietu pārtiku.

Pārējie 35% cilvēku populācijas var droši lietot dzīvnieku pienu pēc atšķiršanas, tas ir, viņiem tas ir laktāzes noturība (LP), un arheologi uzskata, ka tā ir ģenētiska iezīme, kas attīstījās 7000–9000 gadu laikā pirms tam starp vairākām piena pārstrādes kopienām tādās vietās kā Ziemeļeiropa, Āfrikas austrumi un ziemeļi Indija.

Laktāzes noturība, spēja dzert pienu kā pieaugušam cilvēkam un pretstats laktozes nepanesamībai ir īpašība, kas cilvēkiem radusies tieša mūsu zīdītāju pieradināšanas rezultātā. Laktoze ir galvenais ogļhidrāts (disaharīds cukurs) dzīvniekā piens, ieskaitot cilvēkus, govis, aitas, kamieļi, zirgi un suņi. Faktiski, ja būtne ir zīdītājs, mātes dod pienu, un mātes piens ir galvenais enerģijas avots zīdaiņiem un visiem ļoti jauniem zīdītājiem.

Zīdītāji parasti nevar pārstrādāt laktozi parastā stāvoklī, un tāpēc dabiskais enzīms, ko sauc par laktāzi (vai laktāzes-hlorizīna hidrolāzi, LPH), ir visiem zīdītājiem dzimšanas laikā. Laktāze sadala laktozes ogļhidrātus izmantojamās daļās (glikoze un galaktoze). Tā kā zīdītājs nogatavojas un pāriet ārpus mātes piena citiem pārtikas veidiem (tiek atšķirts), laktāzes ražošana samazinās: galu galā lielākajai daļai pieaugušo zīdītāju kļūst nepanesama laktoze.

Tomēr aptuveni 35% cilvēku populācijas šis enzīms turpina darboties ārpus atšķiršanas brīža: cilvēki, kuriem ir šis darba enzīms kā pieaugušajiem, var droši lietot dzīvnieku pienu: laktāzes noturība (LP) iezīme. Pārējie 65% cilvēku ir laktozes nepanesoši un nevar dzert pienu bez nelabvēlīgas ietekmes: nesagremots laktoze atrodas tievā zarnā un izraisa atšķirīgu caurejas, krampju, vēdera uzpūšanās un hroniskas smaguma pakāpi meteorisms.

Lai gan ir taisnība, ka 35% pasaules iedzīvotāju ir laktāzes noturības iezīme, varbūtība, ka jums tas ir, lielā mērā ir atkarīga no ģeogrāfijas, no tā, kur jūs un jūsu senči dzīvojāt. Tās ir aplēses, kuru pamatā ir diezgan mazi izlases lielumi.

• Austrumeiropa un Dienvideiropa: 15–54% cilvēku ir LP enzīms
• Centrālā un Rietumeiropa: 62–86%
• Britu salas un Skandināvija: 89–96%
• Indijas ziemeļdaļa: 63%
• Indijas dienvidu daļa: 23%
• Austrumāzija, vietējie amerikāņi: reti
• Āfrika: raibs, lielākais procentuālais daudzums ir saistīts ar liellopiem lopkopji
• Tuvie Austrumi: raibi, ar visaugstāko procentuālo daļu saistās ar kamieļu lopkopjiem

Laktāzes noturības ģeogrāfisko atšķirību iemesls ir saistīts ar tā izcelsmi. Tiek uzskatīts, ka LP ir radusies zīdītāju pieradināšanas un tam sekojošās ieviešanas dēļ piena pārstrāde.

Sākās piena pārstrāde - liellopu, aitu, kazu un kamieļu audzēšana pienam un piena produktiem kazas, apmēram pirms 10 000 gadu tagadējā Turcijā. Siers, samazināts laktozes piena produkts, pirmo reizi tika izgudrots apmēram pirms 8000 gadiem tajā pašā kaimiņvalstī Rietumāzijā - siera pagatavošana no biezpiena noņem laktozei bagātas sūkalas. Iepriekš redzamā tabula rāda, ka vislielākais cilvēku skaits, kuri var droši lietot pienu, ir no Britu salām un Skandināvijas, nevis Rietumāzijā, kur tika izgudrota pienotava. Pētnieki uzskata, ka tas, ka spēja droši lietot pienu bija ģenētiski izvēlēta priekšrocība, reaģējot uz piena patēriņu, attīstījās vairāk nekā 2000–3000 gadu laikā.

Yuval Itan un viņa kolēģu veiktie ģenētiskie pētījumi liecina, ka Eiropas laktāzes noturības gēns (nosaukts -13 910 * T savam atrašanās laktāzes gēnā eiropiešiem), šķiet, ir notikusi apmēram pirms 9000 gadiem, tāpēc piena pārstrāde izplatījās Eiropa. -13,910: T ir sastopams populācijās visā Eiropā un Āzijā, taču ne katram laktāzes noturīgam cilvēkam ir -13 910 * T gēns - Āfrikas lopkopjos laktāzes noturības gēnu sauc -14 010 * C. Pie citiem nesen identificētiem LP gēniem ietilpst -22.018: G> A Somijā; un -13,907: G un -14,009 Austrumāfrikā un tā tālāk: bez šaubām, ir vēl citi neidentificēti gēnu varianti. Tomēr tie visi, iespējams, radās pieaugušo cilvēku paļaušanās uz piena patēriņu.

Kalcija asimilācijas hipotēze liecina, ka laktāzes noturība varētu būt palielinājusies Skandināvijā, jo reģionos ar lielu platumu samazināta saules gaisma nepieļauj pietiekamu D vitamīna sintēzi caur ādu, un tā iegūšana no dzīvnieku piena būtu noderīgs aizstājējs nesenajiem imigrantiem novads.

No otras puses, DNS sekvenču pētījumi Āfrikas liellopu lopkopji norāda, ka -14 010 * C mutācija notika apmēram pirms 7000 gadiem vietā, kur D vitamīna trūkums noteikti nebija problēma.

Laktāzes / laktozes teoriju kopums pārbauda plašākas debates par lauksaimniecības ienākšanu Skandināvijā, debates par divām cilvēku grupām, kuras sauc par viņu keramikas stiliem - Piltuves vārglāzes kultūra (saīsināti TRB no tā vācu nosaukuma Tricherrandbecher) un Pitted Ware kultūru (PWC). Kopumā zinātnieki uzskata, ka PWC bija mednieki, kas savācās Skandināvijā pirms apmēram 5 500 gadiem, kad ziemeļdaļā migrēja TRB lauksaimnieki no Vidusjūras reģiona. Debašu centrā ir tas, vai abas kultūras saplūda vai TRB aizstāja PWC.

DNS pētījumi (ieskaitot LP gēna klātbūtni) PWC apbedījumos Zviedrijā norāda, ka PWC kultūrai bija atšķirīgs ģenētiskais fons nekā mūsdienu Skandināvijas populācijas: mūsdienu skandināviem ir daudz lielāks T alēles procentuālais daudzums (74 procenti), salīdzinot ar PWC (5 procenti), atbalstot TRB aizstāšanu hipotēze.

Divi 2014. gada pētījumi (Breton et al. un Macholdt et al.) pētīja laktāzes noturības alēles Āfrikas dienvidu Khoisan mednieku-vācēju un pastorālistu grupās, daļa no nesenā Khoisan tradicionālo koncepciju atkārtota novērtējuma un plašāku pieteikumu parādīšanās LP parādīšanai. "Khoisan" ir kolektīvs termins cilvēkiem, kuri runā valodās, kas nav bantu valodas, ar klikšķu līdzskaņiem, un tajā ietverti abi pazīstamie Khoe bija liellopu ganāmpulki pirms apmēram 2000 gadiem, un Sanu bieži raksturoja kā prototipu (varbūt pat stereotipiski) mednieki-vācēji. Bieži tiek uzskatīts, ka abas grupas ir palikušas izolētas visā aizvēsturē.

Bet LP alēļu klātbūtne kopā ar citiem nesen identificētiem pierādījumiem, piemēram, kopīgajiem bantu valodu elementiem Khoisan iedzīvotāju vidū un nesenajiem arheoloģiskajiem atklājumiem aitām pastorālisms Leoparda alā Namībijā, zinātniekiem ir ierosinājis, ka Āfrikas Khoisāni nav izolēti, bet gan cēlušies no vairākkārtējām cilvēku migrācijām no citām Āfrika. Darbs ietvēra visaptverošu LP alēļu izpēti mūsdienu Āfrikas dienvidu populācijās, mednieku vāktu pēctečos, liellopi un aitas lopkopji un agropastoratori; viņi atklāja, ka Khoe (ganāmpulku grupas) pārnesa LP alēles Austrumāfrikas versiju (–14010 * C) vidējas frekvences, norādot, ka tās, iespējams, daļēji cēlušās no Kenijas un Tanzānija. LP alēles nav vai ir ļoti zemas frekvences starp Bantu runātājiem Angolā un Dienvidāfrikā un starp San mednieku vācējiem.

Pētījumos secināts, ka vismaz pirms 2000 gadiem pastorālismu ienesa neliela austrumu grupa Āfrikas migranti uz Āfrikas dienvidiem, kur viņi tika asimilēti un viņu praksi pieņēma vietējais Khoe grupas.

Ģenētiskie varianti, kas ļauj (dažiem) cilvēkiem droši lietot zīdītāju pienu, radās pirms apmēram 10 000 gadiem, kad notika vietējais process. Šīs variācijas ļāva gēna populācijām paplašināt uztura diapazonu un iekļaut uzturā vairāk piena. Šī atlase ir viena no spēcīgākajām cilvēka genomā, spēcīgi ietekmējot cilvēka reprodukciju un izdzīvošanu.

Tomēr saskaņā ar šo hipotēzi šķiet loģiski, ka populācijām ar augstāku atkarību no piena (piemēram, nomadu ganāmpulkiem) vajadzētu būt augstākam LP frekvencei, bet tas ne vienmēr ir taisnība. Ilggadīgiem ganāmpulkiem Āzijā ir diezgan zema frekvence (mongoļi 12 procenti; Kazahi 14–30 procenti). Sāmu ziemeļbriežu medniekiem ir zemāks LP biežums nekā pārējiem Zviedrijas iedzīvotājiem (40–75 procenti pretstatā 91 procentam). Iespējams, tas ir tāpēc, ka dažādiem zīdītājiem ir atšķirīga laktozes koncentrācija, vai arī pienam var būt kāda vēl neatklāta veselības adaptācija.

Turklāt daži pētnieki ir ierosinājuši, ka gēns radās tikai ekoloģiskā stresa laikā, kad pienam bija jābūt Lielāka uztura daļa, un indivīdiem varēja būt grūtāk pārdzīvot piena kaitīgo iedarbību apstākļi.

Avoti:

• Breton, Gwenna, et al. "Laktāzes noturības alēles daļēji atklāj Austrumāfrikas senčus no Dienvidāfrikas Khoe lopkopjiem." Pašreizējā bioloģija 24.8 (2014): 852-8. Drukāt.
• Burger, J., et al. "Aar laktāzi saistītās alēles bsence agrīnā neolīta eiropiešiem." Nacionālās zinātņu akadēmijas raksti 104.10 (2007): 3736-41. Drukāt.
• Dunne, Džūlija, et al. "Pirmā piena pārstrāde Zaļajā Sahāras Āfrikā piektajā tūkstošgadē pirms mūsu ēras." Daba 486.7403 (2012): 390-94. Drukāt.
• Gerbault, Pascale, et al. "Laktāzes noturības evolūcija: cilvēka nišas uzbūves piemērs." Karaliskās biedrības filozofiskie darījumi B: Bioloģijas zinātnes 366.1566 (2011): 863-77. Drukāt.
• Ītans, Juvals, et al. "Laktāzes noturības pirmsākumi Eiropā." PLOS skaitļojošā bioloģija 5,8 (2009): e1000491. Drukāt.
• Džounss, Brainijs Leigh et al. "Laktāzes noturības daudzveidība Āfrikas piena dzērājos." Cilvēka ģenētika 134.8 (2015): 917-25. Drukāt.
• Leonardi, Michela, et al. "Laktāzes noturības evolūcija Eiropā. Arheoloģisko un ģenētisko pierādījumu sintēze." Starptautiskais piena žurnāls 22.2 (2012): 88-97. Drukāt.
• Lieberts, Anke et al. "Laktāzes noturības alēļu izplatība pasaulē un rekombinācijas un selekcijas sarežģītie efekti." Cilvēka ģenētika 136.11 (2017): 1445-53. Drukāt.
• Malmstrēma, Helēna un citi. "Augsts laktozes neiecietības līmenis aizvēsturiskos mednieku – savācēju populācijā Ziemeļeiropā." BMC evolūcijas bioloģija 10.89 (2010). Drukāt.
• Ranciaro, Alessia, et al. "Laktāzes noturības ģenētiskā izcelsme un pastorālisma izplatība Āfrikā." Amerikas Cilvēku ģenētikas žurnāls 94.4 (2014): 496–510. Drukāt.
• Salque, Melanie et al. "Agrākie pierādījumi par siera ražošanu sestajā tūkstošgadē pirms mūsu ēras Ziemeļeiropā." Daba 493.7433 (2013): 522–25. Drukāt.
• Ségurel, Laure un Céline Bon. "Par laktāzes noturības evolūciju cilvēkiem." Ikgadējais genomikas un cilvēka ģenētikas pārskats 18.1 (2017): 297–319. Drukāt.