Laktoositalumatus ja laktaasi püsivus: kas võite piima juua?

Kokku on tänapäeval 65% elanikkonnast laktoositalumatus (LI): loomse piima joomine teeb nad haigeks, sümptomiteks on krambid ja puhitus. See on enamiku imetajate jaoks tüüpiline muster: pärast tahkele toidule minekut ei suuda nad enam loomset piima seedida.

Ülejäänud 35% inimpopulatsioonist võib pärast võõrutamist loomse piima ohutult tarbida, see tähendab, et neil on laktaasi püsivus (LP) ja arheoloogide arvates on see geneetiline omadus, mis arenes välja 7000–9000 aastat tagasi mitme meierei kogukonna seas, näiteks Põhja-Euroopas, Ida-Aafrikas ja Põhja-Euroopas India.

Laktaasi püsivus, võime juua piima täiskasvanuna ja laktoositalumatus on vastupidine omadus, mis tekkis inimestel teiste imetajate kodustamise otsese tagajärjena. Laktoos on peamine süsivesik (disahhariid suhkur) loomas piim, sealhulgas inimesed, lehmad, lambad, kaamelid, hobused ja koerad. Tegelikult, kui olend on imetaja, annavad emad piima ja emapiim on peamine imiku ja kõigi väga noorte imetajate energiaallikas.

Imetajad ei saa laktoosi tavapärases olekus töödelda ja seetõttu on kõigil imetajatel sündides looduslik ensüüm laktaas (või laktaas-florisiin-hüdrolaas, LPH). Laktaas lagundab laktoosi süsivesikud kasutatavateks osadeks (glükoos ja galaktoos). Kuna imetaja küpseb ja liigub emapiimast kaugemale muudele toidutüüpidele (võõrutatakse), väheneb laktaasi tootmine: lõpuks muutub enamik täiskasvanud imetajaid laktoositalumatuseks.

Ligikaudu 35% -l inimestest töötab see ensüüm võõrutamisest kaugemale: inimesed, kellel on täiskasvanuna seda töötavat ensüümi, saavad loomset piima ohutult tarbida: laktaasi püsivus (LP) iseloomujoon. Ülejäänud 65% elanikkonnast on laktoositalumatu ja ei saa piima juua ilma kahjulike tagajärgedeta: seedimata laktoos asub peensooles ja põhjustab erinevat raskust kõhulahtisust, krampe, puhitust ja kroonilist puhitus.

Ehkki on tõsi, et 35% -l maailma elanikkonnast on laktaasi püsivuse tunnus, sõltub tõenäosus, et see teil olemas on, suuresti geograafiast, sellest, kus teie ja teie esivanemad elasite. Need on hinnangud, mis põhinevad üsna väikestel valimitel.

• Ida- ja Lõuna-Euroopa: 15–54% -l on LP ensüüm
• Kesk- ja Lääne-Euroopa: 62–86%
• Briti saared ja Skandinaavia: 89–96%
• Põhja-India: 63%
• Lõuna-India: 23%
• Ida-Aasia, põliselanikud: harv
• Aafrika: ebaühtlane, kõige suurem protsent on seotud veistega karjakasvatajad
• Lähis-Ida: ebaühtlane, kõige suurem protsent on seotud kaameli karjakasvatajatega

Laktaasi püsivuse geograafilise erinevuse põhjus on seotud selle päritoluga. Arvatakse, et LP on tekkinud imetajate kodustamise ja hilisema nakkuse leviku tõttu meierei.

Piimatootmine - veiste, lammaste, kitsede ja kaamelite kasvatamine nende piima ja piimatoodete jaoks - algas kitsed, umbes 10 000 aastat tagasi praeguses Türgis. Juust, vähendatud laktoosisisaldusega piimatoode, leiutati esmakordselt umbes 8000 aastat tagasi, samas naabruskonnas Lääne-Aasias - juustu valmistamine eemaldab kohupiimast laktoosirikka vadaku. Ülaltoodud tabel näitab, et suurim protsent piima ohutult tarbivaid inimesi on Briti saartelt ja Skandinaaviast, mitte Lääne-Aasiast, kus leiutati meiereid. Teadlased usuvad, et piima ohutu tarbimise võimalus oli geneetiliselt valitud eelis vastusena piima tarbimisele, mis arenes välja 2000–3000 aastat.

Yuval Itani ja tema kolleegide tehtud geeniuuringud viitavad sellele, et Euroopa laktaasi püsivuse geen (nimega -13 910 * T oma asukoht laktaasi geenis eurooplastel) on ilmnenud umbes 9000 aastat tagasi, mille põhjuseks on meiereide levik Euroopa. -13,910: T leidub populatsioonides kogu Euroopas ja Aasias, kuid mitte kõigil püsival laktaasil püsinud inimestel pole -13 910 * T-geeni - Aafrika karjakasvatajates nimetatakse laktaasi püsivuse geeni -14 010 * C. Muud hiljuti tuvastatud LP geenid hõlmavad -22,018: G> A Soomes; ja -13,907: G ja -14,009 Ida-Aafrikas ja nii edasi: pole kahtlemata muid seni tuvastamata geenivariante. Tõenäoliselt tekkisid nad kõik täiskasvanute piimatarbimisest sõltuvuse tagajärjel.

Kaltsiumi assimilatsiooni hüpotees näitab, et laktaasi püsivus võis Skandinaavias hoogu juurde anda, kuna kõrge laiuskraadiga piirkondades vähendas päikesevalgus ei võimalda D-vitamiini piisavat sünteesi naha kaudu ja selle saamine loomsest piimast oleks olnud hiljutiste sisserändajate kasulik asendaja piirkonnas.

Teisest küljest: Aafrika veisekarjakasvatajad osutavad, et -14 010 * C mutatsioon toimus umbes 7000 aastat tagasi kohas, kus D-vitamiini puudus polnud kindlasti probleem.

Laktaasi / laktoosi teooriate kogum paneb proovile suurema arutelu põllumajanduse saabumise üle Skandinaaviasse, arutelu kahe inimrühma üle, keda nimetatakse nende keraamiliste stiilide järgi: Lehtri keedukultuur (lühendatult TRB saksakeelsest nimest Tricherrandbecher) ja Pitted Ware'i kultuur (PWC). Üldiselt arvavad teadlased, et PWC olid jahimehed-kogujad, kes elasid Skandinaavias umbes 5500 aastat tagasi, kui Vahemere piirkonna TRB põllumehed rändasid põhja. Arutelus keskendutakse sellele, kas kaks kultuuri ühinesid või asendas PWC TRB.

DNA uuringud (sealhulgas LP geeni olemasolu) PWC matmistel Rootsis näitavad, et PWC kultuuril oli erinev geneetiline taust kui tänapäeval Skandinaavia elanikkond: kaasaegsetel skandinaavlastel on T-alleeli protsent palju kõrgem (74 protsenti) kui PWC (5 protsenti), toetades TRB asendamist hüpotees.

Kaks 2014. aasta uuringut (Breton jt. ja Macholdt jt) uurisid laktaasi püsivuse alleele Aafrika lõunaosa Khoisani jahimeeste-kogujate ja pastoristide rühmade seas, osa khoisani traditsiooniliste kontseptsioonide hiljutisest ümberhindamisest ja LP ilmumise rakenduste laiendamisest. "Khoisan" on kollektiivne termin inimestele, kes räägivad mitte-bantu keeli klikkide kaashäälikutega ja hõlmavad mõlemat tuntud Khoe olnud veisekarjakasvatajad umbes 2000 aastat tagasi ja San kirjeldati sageli prototüüpidena (võib-olla isegi stereotüüpne) jahimehed-kogujad. Eeldatakse, et mõlemad rühmad on kogu eelajaloo vältel suures osas isoleeritud.

Kuid LP alleelide olemasolu koos muude hiljuti tuvastatud tõenditega, näiteks banaani keelte ühised elemendid Khoisani elanike seas ja hiljutised arheoloogilised avastused lammaste seas Namiibia Leopardi koopa pastoraalsus on teadlastele väitnud, et Aafrika khoisanid ei olnud isoleeritud, vaid põlvnesid mitmel pool mujalt tulnud inimeste rändest Aafrika. Töö hõlmas laiaulatuslikke uuringuid LP alleelide kohta tänapäeva Lõuna-Aafrika populatsioonides, jahimeeste-kogujate järeltulijatel, veised ja lambad karjakasvatajad ja agropastoraatorid; nad leidsid, et Khoe (karjatamisrühmad) kandis LP alleeli Ida-Aafrika versiooni (-14010 * C) keskmise sagedusega, mis näitab, et nad pärinevad tõenäoliselt osaliselt Keenia ja Malaisia ​​karjakasvatajatelt Tansaania. LP alleel puudub või on väga madal sagedus Angola ja Lõuna-Aafrika bantukõnelejate ning san-jahimeeste seas.

Uuringutest järeldub, et vähemalt 2000 aastat tagasi tõi pastoraalsus kaasa väike rühm idapooli Aafrika rändajad Lõuna-Aafrikasse, kus neid assimileeriti ja nende tavasid rakendas kohalik Khoe rühmad.

Geneetilised variandid, mis võimaldavad (mõnel) inimesel imetajapiima ohutult tarbida, tekkisid umbes 10 000 aastat tagasi kodumaise protsessi ajal. Need variatsioonid võimaldasid geenipopulatsioonidel laiendada oma toitumisvalikuid ja lisada oma dieeti rohkem piima. See valik on inimese genoomi tugevaimate hulgas, avaldades tugevat mõju inimese paljunemisele ja ellujäämisele.

Selle hüpoteesi kohaselt näib siiski loogiline, et suurema piimasõltuvusega elanikkonnal (näiteks teisaldatavad tõukarjad) peaks olema kõrgem LP sagedus: kuid see pole alati tõsi. Aasias pikaajaliste karjakasvatajate sagedus on üsna madal (mongolid 12 protsenti; Kasahhid 14–30 protsenti). Saami põhjapõtrade jahimeestel on madalam LP esinemissagedus kui ülejäänud Rootsi elanikel (40–75 protsenti versus 91 protsenti). Selle põhjuseks võib olla asjaolu, et erinevatel imetajatel on erinev laktoosi kontsentratsioon, või võib tervis piimaga olla veel teadmata.

Lisaks on mõned teadlased väitnud, et geen tekkis ainult ökoloogilise stressi ajal, kui piim pidi olema a suurema osa dieedist ja piima kahjulike mõjude ilmnemine nende all oleks inimestel võinud olla raskem olud.

Allikad:

• Breton, Gwenna jt. "Laktaasi püsivuse alleelid paljastavad Lõuna-Aafrika Khoe karjakasvatajate Ida-Aafrika osalised esivanemad." Praegune bioloogia 24.8 (2014): 852-8. Prindi.
• Burger, J., et al. "Avarase neoliitikumi eurooplaste laktaaspüsivusega seotud alleeli tugevus." Riikliku Teaduste Akadeemia toimetised 104.10 (2007): 3736-41. Prindi.
• Dunne, Julie jt. "Esimene piimatootmine Rohelises Sahara Aafrikas viiendal aastatuhandel eKr." Loodus 486.7403 (2012): 390-94. Prindi.
• Gerbault, Pascale jt. "Laktaasi püsivuse areng: näide inimese niši ehitamisest." Kuningliku seltsi filosoofilised tehingud B: bioloogiateadused 366.1566 (2011): 863-77. Prindi.
• Itan, Yuval jt. "Laktaasi püsimise alged Euroopas." PLOS arvutusbioloogia 5,8 (2009): e1000491. Prindi.
• Jones, Bryony Leigh jt. "Laktaasi püsivuse mitmekesisus Aafrika piimatoodetes." Inimese geneetika 134.8 (2015): 917-25. Prindi.
• Leonardi, Michela jt. "Laktaasi püsivuse areng Euroopas. Arheoloogiliste ja geneetiliste tõendite kokkuvõte." Rahvusvaheline piimatoodete ajakiri 22.2 (2012): 88-97. Prindi.
• Liebert, Anke jt. "Laktaasi püsivuse alleelide jaotused kogu maailmas ning rekombinatsiooni ja selektsiooni komplekssed mõjud." Inimese geneetika 136.11 (2017): 1445-53. Prindi.
• Malmström, Helena jt. "Laktoositalumatuse kõrge sagedus Põhja-Euroopa eelajaloolises jahimehes-kogumikus." BMC evolutsioonibioloogia 10.89 (2010). Prindi.
• Ranciaro, Alessia jt. "Laktaasi püsivuse geneetiline päritolu ja pastoralismi levik Aafrikas." American Journal of Human Genetics 94.4 (2014): 496–510. Prindi.
• Salque, Mélanie jt. "Varasemad tõendid juustu valmistamise kohta kuuendas aastatuhandes eKr Põhja-Euroopas." Loodus 493.7433 (2013): 522–25. Prindi.
• Ségurel, Laure ja Céline Bon. "Laktaasi püsimise evolutsioon inimestel." Genoomika ja inimgeneetika iga-aastane ülevaade 18.1 (2017): 297–319. Prindi.