Jak se mezi lidmi rozšířila tolerance laktózy?

V dnešní době je mnoho lidí, kteří trpí takzvanou intolerancí laktózy. Jedná se o neschopnost strávit tento typ cukru, který se vyskytuje v nefermentovaném mléce, a která vede k problémům, jako jsou časté průjmy, plynatost a břišní potíže.

Biologicky by bylo přirozené, aby tuto nesnášenlivost vykazovali všichni dospělí lidé, protože schopnost zpracovávat laktózu je přítomna pouze u mladých savců. Jak se u nich vyvíjí, a zejména mezi dětstvím a dospíváním, enzym, který umožňuje správnou asimilaci laktózové složené cukry přirozeně mizí, protože dospělí savci nemají potřebu konzumovat mléko přežít.

Proč tedy může 90 % dospělých lidí v současnosti bez problémů trávit laktózu? Tento zvláštní jev, který se u ostatních savců nevyskytuje, vyvolal mezi vědeckou komunitou několik teorií. ¿Jak a proč se lidé vyvinuli, aby byli schopni generovat enzym laktázu (což umožňuje asimilaci laktózy) v dospělosti?

• Související článek: "Intolerance laktózy: co to je, typy a příčiny tohoto stavu"

Laktózová tolerance: příběh adaptace

V posledních letech byly provedeny různé studie, které si kladou za cíl tuto problematiku trochu osvětlit. Proč je schopnost zpracovávat laktózu u dospělých lidí tak běžná, když u žádného jiného druhu to není v dospělosti možné?

Jednou z nejnovějších studií je ta, která byla provedena v roce 2022 a kterou podpořil interdisciplinární tým z University College London, University of Burgos a University of Bristol. Projekt využil průkopnickou techniku ​​vyvinutou Richardem Evershedem a jeho týmem (University of Bristol): analýza nádob nalezených v archeologických pozůstatcích, které obsahovaly stopy tuku Mléčné výrobky. Ukázala to studie více než 7000 vzorků konzumace mléka byla v Evropě rozšířena asi před 9 000 lety, od založení zemědělství, a že tedy výskyt genu, který umožňuje asimilaci laktózy u dospělých, se musel objevit asi před 10 000 lety.

Do té doby nejrozšířenější teorie tvrdila, že tato genetická adaptace vznikla jako důsledek rozšíření spotřeby mléka v pravěku. V době, kdy nebyly vždy zaručeny potřebné živiny k přežití, představovalo mléko dokonalou alternativu, protože je bohaté na cukry a bílkoviny. A pokud se konzumace této potraviny rozšířila, nevyhnutelně se na ni jedinci museli biologicky adaptovat.

Citovaná studie však ukázala, že tato adaptace na laktózu byla spíše výsledkem přirozeného výběru. Vysvětlíme to v jiné části.

• Mohlo by vás zajímat: "Teorie biologické evoluce: co to je a co vysvětluje"

enzym laktáza u dospělých

Nejprve se zdá vhodné vysvětlit, v čem tato adaptace spočívá. Již jsme uvedli, že dospělí lidé by v zásadě neměli být připraveni trávit laktózu, protože mléko je potravou mladých savců. Již jsme však viděli, že tomu tak není. Jak k této adaptaci došlo?

Laktóza je druh cukerné sloučeniny nacházející se v mléce.. Protože se skládá ze dvou cukrů, glukózy a galaktózy, k oddělení obou složek je zapotřebí speciální enzym, prvek, který trávicí systém dospělého savce nemá. Laktóza, která se nedá strávit, se ukládá v tlustém střevě. Při vysokém zatížení laktózou dochází k řadě problémů, jako je průjem, plynatost, nadýmání a břišní diskomfort.

U savčích potomků je přítomen typ enzymu, enzym laktáza, který je produkován v tenkém střevě. a je schopen „rozdělit“ tento dvojitý cukr na dva jednoduché cukry, které jsou snadno absorbovány sliznicí střevní. Normálně, jak jsme již uvedli, se tento enzym u dospělých nevyskytuje, takže laktóza se stává pro tělo prakticky nestravitelná.

V úvodu jsme však poznamenali, že v současnosti má 90 % dospělých lidí v trávicím systému enzym laktázu, což znamená, že trávení nefermentovaného mléka nepředstavuje problém. Ale co se stane se zbývajícími 10%? Proč se někteří lidé vyvinuli směrem k asimilaci laktózy, zatímco jiní zůstali laktózovou intolerancí?

• Související článek: "Bazální metabolismus: co to je, jak se měří a proč nám umožňuje přežít"

Přirozený výběr?

Studie University College, University of Burgos a University of Bristol vyvolala možnost, že tato neobvyklá adaptace byla způsobena přirozeným výběrem. Vzhledem k tomu, že podle rozboru kosterních pozůstatků se tento gen začal vyskytovat až po zrodu zemědělství, můžeme usuzovat že když byla úroda špatná, a proto nastal hladomor, lidé se uchýlili k mléku, aby jim poskytli živiny nutné.

U zdravých jedinců způsobuje konzumace mléka bez genu nezbytného pro jeho trávení nepohodlí, jaké jsme již zmínili, ale nemusí nutně vést ke smrti. Pokud však osoba, která je nutričně nedostatečná (a tedy mnohem zranitelnější vůči nemoci) konzumují laktózu, aniž by měli v trávicím systému enzym laktázu, průjem následný mohou způsobit stav dehydratace, který v tomto případě může mít fatální komplikace.

To je názor José Miguela Carretera, výzkumného pracovníka na univerzitě v Burgosu, který je zde přítomen projektu a ve kterém v roce 2014 pod vedením Marka Thomase analyzoval pozůstatky Portalón de Cueva Mayor, v r. Atapuerca. Carretero ujišťuje, že adaptace na laktózu by tedy byla přeplňovaným přirozeným výběrem, podle kterého by jedinci, kteří dosáhli reprodukčního věku oni byli těmi, kdo vyvinuli gen pro trávení mléka, protože ti, kteří byli netolerantní, zemřeli mnohem dříve kvůli komplikacím způsobeným jejich intolerance.

Podle této teorie mohla tato kuriózní genetická mutace, známá jako perzistence laktázy, v populacích Evropy, Asie, Středního východu a Afriky po dobu asi 10 000 let.

• Mohlo by vás zajímat: "Darwinův vliv na psychologii, v 5 bodech"

Závratně rychlá adaptace

Tato studie není první (a pravděpodobně ani nebude poslední), která analyzuje vývoj adaptace na laktózu u dospělých lidí. V roce 2020 další studie vedená Univerzitou Johannese Gutenberga v Mohuči (Německo) analyzovala kosterní pozůstatky více než 130 lidí nalezené v bahně řeky Tollense severně od Berlína.

Tyto pozůstatky, kromě informací o genu, objevily velmi důležitou informaci při studiu evropské prehistorie: v údolí Tollense kolem roku 1300 n. l. C., důležitou bitvu mezi klany, která byla s největší pravděpodobností nejrozsáhlejší válkou v Evropě v době bronzové. Mezi nalezenými kostmi byly úlomky, které ještě obsahovaly hroty šípů, a také tupě rozdrcené lebky.

Ale, příběh stranou, tyto pozůstatky poskytly významné informace týkající se perzistence laktázy u dospělých a jejího vývoje v průběhu času. Bylo zjištěno, že pouze jeden z osmi analyzovaných jedinců měl tento gen; mnohem nižší procento, než máme v současnosti.

Jinými slovy, adaptace na laktózu se vyvinula závratnou rychlostí, protože za pouhých 120 generací (které oddělují tyto pozůstatky údolí Tollense současných lidí) se procento jedinců tolerantních k tomuto cukru zvýšilo na devět z každého deset. Rychlá a vysoce účinná evoluce, která dospělým lidem umožnila přežít doby nemocí a hladomoru.