Как лактозната толерантност се е разпространила сред хората?

В днешно време има много хора, които страдат от така наречената непоносимост към лактоза. Това е невъзможността за усвояване на този вид захар, присъстваща в неферментиралото мляко, и което води до проблеми като честа диария, метеоризъм и коремен дискомфорт.

Биологично би било естествено за всички възрастни хора да проявяват тази непоносимост, тъй като способността за обработка на лактозата е налице само при млади бозайници. Докато се развиват и особено между детството и юношеството, ензимът, който позволява правилно усвояване на лактозните съединения изчезват естествено, тъй като не се предполага, че възрастните бозайници трябва да консумират мляко, за да оцеляват.

Защо тогава 90% от възрастните хора в момента могат да усвояват лактозата без проблем? Този любопитен феномен, който липсва при останалите бозайници, породи няколко теории сред научната общност. ¿Как и защо хората са еволюирали, за да могат да генерират ензима лактаза (което позволява усвояването на лактозата) в техния възрастен стадий?

• Свързана статия: „Непоносимост към лактоза: какво представлява, видове и причини за това състояние“

Лактозна толерантност: история на една адаптация

През последните години бяха проведени различни проучвания, които имат за цел да хвърлят светлина върху този въпрос. Защо способността за преработка на лактоза е толкова често срещана при възрастните хора, когато при никой друг вид това не е възможно в зряла възраст?

Едно от най-новите проучвания е това, проведено през 2022 г., популяризирано от интердисциплинарен екип от University College London, University of Burgos и University of Bristol. Проектът се възползва от пионерска техника, разработена от Ричард Евършед и неговия екип (Университет на Бристол): анализ на контейнери, открити в археологически останки, които съдържат следи от мазнини млечни продукти. Това показа изследването на повече от 7000 проби консумацията на мляко е била широко разпространена в Европа преди около 9000 години, от създаването на селското стопанство и че следователно появата на гена, който позволява асимилацията на лактозата при възрастни, трябва да се е появила преди около 10 000 години.

Най-широко разпространената теория дотогава твърди, че тази генетична адаптация е възникнала като следствие от разширяването на консумацията на мляко през праисторията. Във време, когато необходимите хранителни вещества за оцеляване не винаги са били гарантирани, млякото е перфектна алтернатива, тъй като е богато на захари и протеини. И ако консумацията на тази храна се разпространи, индивидите неизбежно трябваше биологично да се адаптират към нея.

Въпреки това, цитираното изследване показва, че тази адаптация към лактозата е по-скоро резултат от естествен подбор. Обясняваме го в друг раздел.

• Може да се интересувате от: „Теорията на биологичната еволюция: какво представлява и какво обяснява“

ензим лактаза при възрастни

Първо, изглежда уместно да се обясни в какво се състои тази адаптация. Вече коментирахме, че възрастните хора по принцип не трябва да се подготвят да усвояват лактозата, тъй като млякото е храната на младите бозайници. Вече обаче видяхме, че това не е така. Как се стигна до тази адаптация?

Лактозата е вид захарно съединение, намиращо се в млякото.. Тъй като се състои от две захари, глюкоза и галактоза, е необходим специален ензим за разделяне на двата компонента, елемент, който храносмилателната система на възрастен бозайник не притежава. Невъзможна за смилане, лактозата се съхранява в дебелото черво. Когато натоварването с лактоза е високо, се появяват редица проблеми, като диария, метеоризъм, подуване на корема и коремен дискомфорт.

В потомството на бозайниците присъства вид ензим, ензимът лактаза, който се произвежда в тънките черва. и е в състояние да "раздели" тази двойна захар на две прости захари, които лесно се абсорбират от лигавицата чревни. Обикновено, както вече споменахме, този ензим не присъства при възрастни, така че лактозата става практически несмилаема от тялото.

Ние обаче коментирахме във въведението, че в момента 90% от възрастните хора имат ензима лактаза в храносмилателната си система, което означава, че храносмилането на неферментирало мляко не представлява проблем. Но какво се случва с останалите 10%? Защо някои хора са еволюирали към асимилация на лактоза, докато други са останали с непоносимост към лактоза?

• Свързана статия: „Базален метаболизъм: какво представлява, как се измерва и защо ни позволява да оцелеем“

Естествен подбор?

Проучването на Университетския колеж, Университета на Бургос и Университета на Бристол повдигна възможността тази необичайна адаптация да се дължи на естествения подбор. Като се има предвид, че според анализа на скелетни останки, този ген започва да присъства едва след зараждането на селското стопанство, можем да заключим, че когато културите са били лоши и следователно е настъпил глад, хората са прибягвали до мляко, за да осигурят хранителни вещества необходимо.

При здрави индивиди консумацията на мляко без гена, необходим за храносмилането му, причинява дискомфорт като тези, които вече споменахме, но не води непременно до смърт. Въпреки това, ако човек, който е с хранителен дефицит (и следователно много по-уязвим към заболявания) консумират лактоза, без да имат ензима лактаза в храносмилателната си система, диария последователно те могат да причинят състояние на дехидратация, така че в този случай да има фатални усложнения.

Това е мнението на Хосе Мигел Каретеро, изследовател от университета в Бургос, който присъства на това проект и в който през 2014 г. и ръководен от Марк Томас, той анализира останките на Portalón de Cueva Mayor, в Атапуерка. Carretero уверява, че следователно адаптирането към лактозата би било естествен подбор с турбокомпресор, според който индивидите, достигнали репродуктивна възраст те са тези, които са развили гена за смилане на млякото, тъй като тези, които са имали непоносимост, са починали много по-рано поради усложнения, произтичащи от непоносимост.

Според тази теория, само чрез този естествен подбор, тази любопитна генетична мутация, известна като лактазна персистенция, в популациите на Европа, Азия, Близкия изток и Африка за период от около 10 000 години.

• Може да се интересувате от: „Влиянието на Дарвин върху психологията, в 5 точки“

Шеметно бърза адаптация

Това изследване не е първото (и вероятно няма да е последното), което анализира еволюцията на адаптацията към лактозата при възрастни хора. През 2020 г. друго проучване, ръководено от университета Йоханес Гутенберг в Майнц (Германия), анализира скелетните останки на повече от 130 души, намерени в калта на река Толенсе, северно от Берлин.

Тези останки, в допълнение към предоставянето на информация за гена, откриха много подходяща информация при изучаването на европейската праистория: в долината Толенсе, около 1300 г. пр.н.е. C., важна битка между кланове, която най-вероятно е била най-огромната война в Европа през бронзовата епоха. Сред намерените кости имаше фрагменти, които все още съдържаха върхове на стрели, както и тъпо счупени черепи.

Но, ако оставим историята настрана, тези останки предоставиха значителна информация относно устойчивостта на лактазата при възрастни и нейната еволюция с течение на времето. Беше установено, че само един от осем от анализираните индивиди е имал този ген; много по-нисък процент от този, който имаме в момента.

С други думи, адаптацията към лактозата еволюира със световъртежна скорост, тъй като само за 120 поколения (които са тези, които разделят тези останки от долината Толенсе на сегашните хора) процентът на индивидите, толерантни към тази захар, се е увеличил до девет от всеки десет. Бърза и високоефективна еволюция, която позволи на възрастни хора да оцелеят във времена на болести и глад.