Непереносимость лактозы и стойкость лактазы: можно ли пить молоко?

В общей сложности 65% населения сегодня непереносимость лактозы (LI): пить молоко животных делает их больными, с симптомами, включая судороги и вздутие живота. Это типичная картина для большинства млекопитающих: они перестают переваривать животное молоко, когда переходят на твердую пищу.

Остальные 35% населения могут безопасно потреблять молоко животных после отъема, то есть стойкость лактазы (LP), и археологи считают, что это генетическая черта, которая развивалась между 7 000–9 000 лет назад среди нескольких молочных общин в таких местах, как северная Европа, восточная Африка и северная Индия.

Стойкость к лактазе, способность пить молоко в зрелом возрасте и противоположность непереносимости лактозы, является чертой, которая возникла у людей как прямой результат нашей одомашнивания других млекопитающих. Лактоза является основным углеводом (дисахарид сахар) у животных молоков том числе людей, коров, овец, верблюды, лошади и собаки. Фактически, если существо является млекопитающим, матери дают молоко, а материнское молоко является основным источником энергии для младенцев и всех очень молодых млекопитающих.

Млекопитающие не могут нормально обрабатывать лактозу в ее обычном состоянии, поэтому природный фермент, называемый лактазой (или лактазофлоризин-гидролазой, LPH), присутствует у всех млекопитающих при рождении. Лактаза расщепляет углевод лактозы на полезные части (глюкоза и галактоза). По мере того, как млекопитающее вызревает и выходит за пределы материнского молока для других видов пищи (отнимается от груди), выработка лактазы уменьшается: в конце концов, большинство взрослых млекопитающих становятся непереносимыми к лактозе.

Тем не менее, примерно в 35% человеческой популяции этот фермент продолжает работать после момента отлучения от груди: люди, которые имеют этот рабочий фермент, как взрослые, могут безопасно потреблять животное молоко: стойкость лактазы (LP) черта характера. Остальные 65% населения не переносят лактозу и не могут пить молоко без вредных последствий: непереваренные лактоза находится в тонкой кишке и вызывает различную тяжесть диареи, судорог, вздутие живота и хронических метеоризм.

Хотя верно и то, что 35% населения мира имеют черту стойкости к лактазе, вероятность того, что она у вас есть, в значительной степени зависит от географии, от того, где вы и ваши предки жили. Это оценки, основанные на довольно небольших размерах выборки.

• Восточная и Южная Европа: 15–54% имеют фермент LP
• Центральная и Западная Европа: 62–86%
• Британские острова и Скандинавия: 89–96%
• Северная Индия: 63%
• Южная Индия: 23%
• Восточная Азия, Коренные американцы: редко
• Африка: пятнистая, с самым высоким процентом, связанным с крупным рогатым скотом скотоводы
• Средний Восток: пятнистый, с самым высоким процентом, связанным с скотоводством верблюдов

Причина географической изменчивости в стойкости лактазы связана с ее происхождением. Считается, что ЛП возникла из-за одомашнивания млекопитающих и последующего молочное хозяйство.

Молочное скотоводство - разведение крупного рогатого скота, овец, коз и верблюдов для молока и молочных продуктов - началось с козы, около 10000 лет назад в том, что сегодня Турция. Сыр, молочный продукт с пониженным содержанием лактозы, был впервые изобретен около 8000 лет назад в этом же районе в Западной Азии - производство сыра удаляет богатую лактозой сыворотку из творога. Из приведенной выше таблицы видно, что наибольший процент людей, которые могут безопасно потреблять молоко, происходит из Британских островов и Скандинавии, а не из Западной Азии, где было изобретено молочное производство. Ученые полагают, что это связано с тем, что способность безопасно потреблять молоко была генетически выбранным преимуществом в ответ на потребление молока, которое развивалось в течение 2000–3000 лет.

Генетические исследования, проведенные Ювалом Итаном и его коллегами, показывают, что европейский ген персистенции лактазы (названный -13,910 * T для его локализация гена лактазы у европейцев), по-видимому, возникла около 9000 лет назад, вследствие распространения молочных Европа. -13.910: T обнаружен в популяциях по всей Европе и Азии, но не у каждого человека, страдающего лактазой, имеется ген -13,910 * T - у африканских скотоводов ген персистенции лактазы называется -14,010 * C. Другие недавно идентифицированные гены LP включают -22.018: G> A в Финляндии; и -13.907: G и -14.009 в Восточной Африке и т. д.: нет никаких сомнений в других, пока не идентифицированных вариантах генов. Однако все они, вероятно, возникли в результате зависимости от потребления молока взрослыми.

Гипотеза усвоения кальция предполагает, что устойчивость к лактазе, возможно, получила повышение в Скандинавии, потому что в высокоширотных регионах уменьшился солнечный свет не допускает достаточного синтеза витамина D через кожу, и получение его из животного молока было бы полезной заменой для недавних иммигрантов область.

С другой стороны, исследования последовательностей ДНК Африканские скотоводы указывают на то, что мутация -14,010 * C произошла около 7000 лет назад в месте, где недостаток витамина D, безусловно, не был проблемой.

Набор теорий лактазы / лактозы проверяет более широкие дебаты по поводу появления сельского хозяйства в Скандинавии, дебаты по двум группам людей, названных их керамическими стилями, Воронка мензурка культура (сокращенно TRB от его немецкого названия Tricherrandbecher) и культура без косточек (PWC). По большому счету, ученые полагают, что PWC были охотниками-собирателями, которые жили в Скандинавии около 5500 лет назад, когда фермеры TRB из Средиземноморского региона мигрировали на север. Дискуссия сосредоточена вокруг того, слились ли две культуры или ТРБ заменили PWC.

Исследования ДНК (включая присутствие гена LP) в захоронениях PWC в Швеции показывают, что культура PWC имела генетический фон, отличный от современных Скандинавское население: современные скандинавы имеют гораздо более высокий процент аллеля Т (74%) по сравнению с PWC (5%), что подтверждает замену TRB гипотеза.

Два исследования 2014 года (Breton et al. и Macholdt et al.) исследовали аллели персистенции лактазы среди групп охотников-собирателей и скотоводов южноафриканского Койсана, Часть недавней переоценки традиционных концепций Khoisan и расширение приложений для появления LP. «Khoisan» - это собирательный термин для людей, которые говорят на языках, отличных от банту, с согласными кликов, и включает оба Khoe, известные быть скотоводами около 2000 лет назад, и Сан часто называют прототипом (может быть, даже стереотипное) охотники-собиратели. Часто считается, что обе группы оставались в значительной степени изолированными на протяжении всей предыстории.

Но присутствие аллелей LP, наряду с другими недавно выявленными фактами, такими как общие элементы языков банту среди койсанского народа и недавние археологические открытия овец скотоводство в пещере леопардов в Намибии предположило ученых, что африканские койсаны не были изолированы, а вместо этого произошли от многочисленных миграций людей из других частей Африка. Работа включала всестороннее изучение аллелей LP в современных популяциях южной части Африки, потомков охотников-собирателей, крупный рогатый скот и овец скотоводы и агропастыристы; они обнаружили, что Хоэ (пастушьи группы) несла восточноафриканскую версию аллеля ЛП (-14010 * C) в средние частоты, что указывает на то, что они, вероятно, частично произошли от скотоводов из Кении и Танзания. Аллель LP отсутствует или находится на очень низких частотах среди носителей банту в Анголе и Южной Африке и среди охотников-собирателей Сан.

Исследования показывают, что по крайней мере 2000 лет назад скотоводство было занято небольшой группой Африканские мигранты в южной части Африки, где они были ассимилированы и их практика принята местным Хоэ групп.

Генетические варианты, которые позволяют (некоторым) людям безопасно потреблять млекопитающее молоко, возникли около 10 000 лет назад, когда проводился домашний процесс. Эти вариации позволили популяциям с геном расширить свой диетический репертуар и включить больше молока в свой рацион. Этот отбор является одним из самых сильных в геноме человека и оказывает сильное влияние на репродукцию и выживание человека.

Тем не менее, согласно этой гипотезе, представляется логичным, что у населения с более высоким уровнем молочной зависимости (например, кочевых скотоводов) должны быть более высокие частоты LP, но это не всегда так. Долгосрочные пастухи в Азии имеют довольно низкие частоты (монголы 12 процентов; Казахи 14–30 процентов). Охотники на саамских оленей имеют более низкую частоту LP, чем остальное население Швеции (40-75 процентов против 91 процента). Это может быть связано с тем, что разные млекопитающие имеют разные концентрации лактозы, или может быть некоторая пока незаметная адаптация к молоку для здоровья.

Кроме того, некоторые исследователи предположили, что ген возникал только во времена экологического стресса, когда молоко должно было быть большую часть рациона, и людям было бы труднее пережить вредное воздействие молока при обстоятельства.

Источники:

• Бретон, Гвенна и др. "Аллели персистентности лактазы раскрывают частичное восточноафриканское происхождение скотоводов южноафриканского хоэ." Текущая Биология 24.8 (2014): 852-8. Распечатать.
• Burger J., et al. «Априсутствие аллеля, связанного с устойчивостью к лактазе, у европейцев раннего неолита." Известия Национальной академии наук 104.10 (2007): 3736-41. Распечатать.
• Данн, Джули и др. "Первое молочение в зеленой сахарской Африке в пятом тысячелетии до нашей эры." Природа 486.7403 (2012): 390-94. Распечатать.
• Gerbault, Pascale, et al. "Эволюция стойкости лактазы: пример построения ниши человека." Философские труды Королевского общества B: биологические науки 366.1566 (2011): 863-77. Распечатать.
• Итан, Ювал и др. "Происхождение персистирования лактазы в Европе." PLOS вычислительная биология 5.8 (2009): e1000491. Распечатать.
• Jones, Bryony Leigh, et al. "Разнообразие стойкости лактазы в африканских молочниках." Генетика человека 134.8 (2015): 917-25. Распечатать.
• Леонарди, Микела и др. "Эволюция персистирования лактазы в Европе. Синтез археологических и генетических доказательств." Международный молочный журнал 22.2 (2012): 88-97. Распечатать.
• Liebert, Anke, et al. "Всемирное распределение аллелей персистенции лактазы и комплексные эффекты рекомбинации и отбора." Генетика человека 136.11 (2017): 1445-53. Распечатать.
• Malmström, Helena, et al. "Высокая частота непереносимости лактозы в доисторической популяции охотников-собирателей в Северной Европе." BMC Эволюционная Биология 10.89 (2010). Распечатать.
• Ranciaro, Alessia, et al. "Генетическое происхождение стойкости лактазы и распространение скотоводства в Африке." Американский журнал генетики человека 94.4 (2014): 496–510. Распечатать.
• Salque, Mélanie, et al. "Самые ранние доказательства сыроделия в шестом тысячелетии до нашей эры в Северной Европе." Природа 493.7433 (2013): 522–25. Распечатать.
• Сегурель, Лор и Селин Бон. "Об эволюции персистенции лактазы у людей." Ежегодный обзор геномики и генетики человека 18.1 (2017): 297–319. Распечатать.