Πώς εξαπλώθηκε η ανοχή στη λακτόζη στους ανθρώπους;

Στις μέρες μας υπάρχουν πολλοί άνθρωποι που υποφέρουν από τη λεγόμενη δυσανεξία στη λακτόζη. Πρόκειται για την αδυναμία πέψης αυτού του είδους ζάχαρης, που υπάρχει στο μη ζυμωμένο γάλα, και η οποία οδηγεί σε προβλήματα όπως συχνή διάρροια, μετεωρισμός και κοιλιακή δυσφορία.

Βιολογικά, θα ήταν φυσικό για όλους τους ενήλικες ανθρώπους να εμφανίζουν αυτή τη δυσανεξία, καθώς η ικανότητα επεξεργασίας της λακτόζης υπάρχει μόνο σε νεαρά θηλαστικά. Καθώς αναπτύσσονται, και ειδικά μεταξύ της παιδικής ηλικίας και της εφηβείας, το ένζυμο που επιτρέπει τη σωστή αφομοίωση του Τα σάκχαρα της λακτόζης εξαφανίζονται φυσικά, καθώς τα ενήλικα θηλαστικά δεν χρειάζεται να καταναλώνουν γάλα για να επιζώ.

Γιατί, λοιπόν, το 90% των ενήλικων ανθρώπων μπορεί αυτή τη στιγμή να αφομοιώσει τη λακτόζη χωρίς πρόβλημα; Αυτό το περίεργο φαινόμενο, που απουσιάζει στα υπόλοιπα θηλαστικά, έχει δημιουργήσει αρκετές θεωρίες στην επιστημονική κοινότητα. ¿Πώς και γιατί οι άνθρωποι εξελίχθηκαν για να μπορούν να παράγουν το ένζυμο λακτάση (που επιτρέπει την αφομοίωση της λακτόζης) στο ενήλικο στάδιο τους;

• Σχετικό άρθρο: "Δυσανεξία στη λακτόζη: τι είναι, τύποι και αιτίες αυτής της πάθησης"

Ανοχή στη λακτόζη: ιστορία προσαρμογής

Τα τελευταία χρόνια έχουν πραγματοποιηθεί διάφορες μελέτες που στοχεύουν να ρίξουν λίγο φως στο θέμα αυτό. Γιατί η ικανότητα επεξεργασίας της λακτόζης είναι τόσο κοινή στους ενήλικες ανθρώπους, ενώ σε κανένα άλλο είδος αυτό δεν είναι δυνατό κατά την ενηλικίωση;

Μία από τις πιο πρόσφατες μελέτες είναι αυτή που πραγματοποιήθηκε το 2022, η οποία προωθήθηκε από διεπιστημονική ομάδα από το University College του Λονδίνου, το Πανεπιστήμιο του Μπούργκος και το Πανεπιστήμιο του Μπρίστολ. Το έργο εκμεταλλεύτηκε μια πρωτοποριακή τεχνική, που αναπτύχθηκε από τον Richard Evershed και την ομάδα του (University of Μπρίστολ): η ανάλυση δοχείων που βρέθηκαν σε αρχαιολογικά κατάλοιπα που περιείχαν ίχνη λίπους γαλακτοκομείο. Η μελέτη περισσότερων από 7.000 δειγμάτων έδειξε ότι Η κατανάλωση γάλακτος ήταν ευρέως διαδεδομένη στην Ευρώπη πριν από περίπου 9.000 χρόνια, από την ίδρυση της γεωργίας και ότι, επομένως, η εμφάνιση του γονιδίου που επιτρέπει την αφομοίωση της λακτόζης στους ενήλικες πρέπει να εμφανίστηκε πριν από περίπου 10.000 χρόνια.

Η πιο διαδεδομένη μέχρι τότε θεωρία υποστήριζε ότι αυτή η γενετική προσαρμογή προέκυψε ως συνέπεια της επέκτασης της κατανάλωσης γάλακτος κατά την προϊστορία. Σε μια εποχή που δεν ήταν πάντα εγγυημένα τα απαραίτητα θρεπτικά συστατικά για την επιβίωση, το γάλα ήταν μια τέλεια εναλλακτική λύση, αφού είναι πλούσιο σε σάκχαρα και πρωτεΐνες. Και αν η κατανάλωση αυτής της τροφής εξαπλωθεί, αναπόφευκτα τα άτομα έπρεπε να προσαρμοστούν βιολογικά σε αυτήν.

Ωστόσο, η αναφερόμενη μελέτη έδειξε ότι αυτή η προσαρμογή στη λακτόζη ήταν περισσότερο αποτέλεσμα φυσικής επιλογής. Το εξηγούμε σε άλλη ενότητα.

• Μπορεί να σας ενδιαφέρει: «Η θεωρία της βιολογικής εξέλιξης: τι είναι και τι εξηγεί»

ένζυμο λακτάσης σε ενήλικες

Πρώτον, φαίνεται σκόπιμο να εξηγήσουμε σε τι συνίσταται αυτή η προσαρμογή. Έχουμε ήδη σχολιάσει ότι οι ενήλικες άνθρωποι, καταρχήν, δεν πρέπει να είναι προετοιμασμένοι να αφομοιώσουν τη λακτόζη, καθώς το γάλα είναι η τροφή των νεαρών θηλαστικών. Ωστόσο, έχουμε ήδη δει ότι αυτό δεν ισχύει. Πώς προέκυψε αυτή η προσαρμογή;

Η λακτόζη είναι ένας τύπος ένωσης σακχάρου που βρίσκεται στο γάλα.. Καθώς αποτελείται από δύο σάκχαρα, τη γλυκόζη και τη γαλακτόζη, χρειάζεται ένα ειδικό ένζυμο για τον διαχωρισμό και των δύο συστατικών, στοιχείο που δεν διαθέτει το πεπτικό σύστημα ενός ενήλικου θηλαστικού. Ανίκανη να αφομοιωθεί, η λακτόζη αποθηκεύεται στο παχύ έντερο. Όταν το φορτίο λακτόζης είναι υψηλό, εμφανίζεται μια σειρά από προβλήματα, όπως διάρροια, μετεωρισμός, φούσκωμα και κοιλιακή δυσφορία.

Στους απογόνους των θηλαστικών, υπάρχει ένας τύπος ενζύμου, το ένζυμο λακτάση, το οποίο παράγεται στο λεπτό έντερο. και είναι ικανό να «διασπάσει» αυτή τη διπλή ζάχαρη σε δύο απλά σάκχαρα, τα οποία απορροφώνται εύκολα από τον βλεννογόνο εντερικός. Κανονικά, όπως έχουμε ήδη αναφέρει, αυτό το ένζυμο δεν υπάρχει στους ενήλικες, επομένως η λακτόζη γίνεται πρακτικά δύσπεπτη από τον οργανισμό.

Ωστόσο, σχολιάσαμε στην εισαγωγή ότι, Επί του παρόντος, το 90% των ενήλικων ανθρώπων έχουν το ένζυμο λακτάση στο πεπτικό τους σύστημα, πράγμα που σημαίνει ότι η πέψη του γάλακτος που δεν έχει υποστεί ζύμωση δεν αποτελεί πρόβλημα. Τι γίνεται όμως με το υπόλοιπο 10%; Γιατί ορισμένοι άνθρωποι εξελίχθηκαν προς την αφομοίωση της λακτόζης, ενώ άλλοι παρέμειναν δυσανεκτικοί στη λακτόζη;

• Σχετικό άρθρο: «Βασικός μεταβολισμός: τι είναι, πώς μετριέται και γιατί μας επιτρέπει να επιβιώσουμε»

Μια φυσική επιλογή;

Η μελέτη του University College, του Πανεπιστημίου του Μπούργκος και του Πανεπιστημίου του Μπρίστολ έθεσε την πιθανότητα αυτή η ασυνήθιστη προσαρμογή να οφείλεται στη φυσική επιλογή. Δεδομένου ότι, σύμφωνα με την ανάλυση των σκελετικών υπολειμμάτων, αυτό το γονίδιο άρχισε να υπάρχει μόνο μετά τη γέννηση της γεωργίας, μπορούμε να συμπεράνουμε ότι, όταν οι καλλιέργειες ήταν φτωχές και, ως εκ τούτου, σημειώθηκαν λιμοί, οι άνθρωποι κατέφευγαν στο γάλα για να παρέχουν θρεπτικά συστατικά απαραίτητη.

Σε υγιή άτομα, η κατανάλωση γάλακτος χωρίς το απαραίτητο γονίδιο για την πέψη του προκαλεί ενοχλήσεις όπως αυτές που ήδη αναφέραμε, αλλά δεν οδηγεί απαραίτητα σε θάνατο. Ωστόσο, εάν ένα άτομο που είναι διατροφικά ελλιπές (και επομένως πολύ πιο ευάλωτο σε ασθένειες) καταναλώνουν λακτόζη χωρίς να έχουν το ένζυμο λακτάση στο πεπτικό τους σύστημα, διάρροια συνεπής μπορεί να προκαλέσουν μια κατάσταση αφυδάτωσης που, σε αυτή την περίπτωση, μπορεί να έχει θανατηφόρες επιπλοκές.

Αυτή είναι η γνώμη του José Miguel Carretero, ερευνητή στο Πανεπιστήμιο του Burgos, παρών σε αυτό έργο και στο οποίο, το 2014 και με επικεφαλής τον Mark Thomas, ανέλυσε τα λείψανα του Portalón de Cueva Mayor, στο Αταπουέρκα. Η Carretero διαβεβαιώνει ότι η προσαρμογή στη λακτόζη θα ήταν επομένως μια υπερτροφοδοτούμενη φυσική επιλογή, σύμφωνα με την οποία τα άτομα που έφτασαν στην αναπαραγωγική ηλικία ήταν αυτοί που είχαν αναπτύξει το γονίδιο για την πέψη του γάλακτος, αφού όσοι είχαν δυσανεξία πέθαναν πολύ νωρίτερα λόγω επιπλοκών που προέρχονταν από μισαλλοδοξία.

Σύμφωνα με αυτή τη θεωρία, μόνο μέσω αυτής της φυσικής επιλογής θα μπορούσε αυτή η περίεργη γενετική μετάλλαξη, γνωστή ως επιμονή στη λακτάση, σε πληθυσμούς της Ευρώπης, της Ασίας, της Μέσης Ανατολής και της Αφρικής σε μια περίοδο περίπου 10.000 ετών.

• Μπορεί να σας ενδιαφέρει: "Η επιρροή του Δαρβίνου στην Ψυχολογία, σε 5 σημεία"

Μια ιλιγγιωδώς γρήγορη προσαρμογή

Αυτή η μελέτη δεν είναι η πρώτη (και πιθανώς δεν θα είναι η τελευταία) που αναλύει την εξέλιξη της προσαρμογής στη λακτόζη σε ενήλικες ανθρώπους. Το 2020, μια άλλη μελέτη με επικεφαλής το Πανεπιστήμιο Johannes Gutenberg του Mainz (Γερμανία) ανέλυσε τα σκελετικά υπολείμματα περισσότερων από 130 ανθρώπων, που βρέθηκαν στη λάσπη του ποταμού Tollense, βόρεια του Βερολίνου.

Αυτά τα υπολείμματα, εκτός από την παροχή πληροφοριών για το γονίδιο, ανακάλυψαν μια πολύ σχετική πληροφορία κατά τη μελέτη της ευρωπαϊκής προϊστορίας: στην κοιλάδα Tollense, γύρω στο έτος 1300 π. C., μια σημαντική μάχη μεταξύ φυλών που ήταν πιθανότατα ο πιο τεράστιος πόλεμος στην Ευρώπη την Εποχή του Χαλκού. Μεταξύ των οστών που βρέθηκαν ήταν θραύσματα που περιείχαν ακόμη αιχμές βελών, καθώς και θρυμματισμένα κρανία.

Όμως, εκτός της ιστορίας, αυτά τα υπολείμματα παρείχαν σημαντικές πληροφορίες σχετικά με την επιμονή της λακτάσης στους ενήλικες και την εξέλιξή της με την πάροδο του χρόνου. Ανακαλύφθηκε ότι μόνο ένα στα οκτώ από τα άτομα που αναλύθηκαν είχαν αυτό το γονίδιο; πολύ χαμηλότερο ποσοστό από αυτό που έχουμε σήμερα.

Με άλλα λόγια, η προσαρμογή στη λακτόζη εξελίχθηκε με ιλιγγιώδη ταχύτητα, αφού μόνο σε 120 γενιές (που είναι αυτές που χωρίζουν αυτά τα υπολείμματα της κοιλάδας Tollense των σημερινών ανθρώπων) το ποσοστό των ατόμων με ανεκτικότητα σε αυτή τη ζάχαρη αυξήθηκε σε εννέα σε κάθε δέκα. Μια ταχεία και εξαιρετικά αποτελεσματική εξέλιξη που επέτρεψε στους ενήλικους ανθρώπους να επιβιώσουν σε περιόδους ασθενειών και πείνας.