Comment la tolérance au lactose s'est-elle propagée chez l'homme ?

De nos jours, de nombreuses personnes souffrent de ce qu'on appelle l'intolérance au lactose. Il s'agit de l'incapacité à digérer ce type de sucre, présent dans le lait non fermenté, et qui entraîne des problèmes tels que des diarrhées fréquentes, des flatulences et des gênes abdominales.

Biologiquement, il serait naturel que tous les humains adultes manifestent cette intolérance, puisque la capacité de transformer le lactose n'est présente que chez les jeunes mammifères. Au cours de leur développement, et notamment entre l'enfance et l'adolescence, l'enzyme qui permet une bonne assimilation des les sucres composés du lactose disparaissent naturellement, puisque les mammifères adultes ne sont pas censés avoir besoin de consommer du lait pour survivre.

Pourquoi, alors, 90 % des humains adultes peuvent-ils actuellement digérer le lactose sans problème? Ce phénomène curieux, absent chez le reste des mammifères, a généré plusieurs théories au sein de la communauté scientifique. ¿Comment et pourquoi les humains ont évolué pour pouvoir générer l'enzyme lactase

(qui permet l'assimilation du lactose) à leur stade adulte ?

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Tolérance au lactose: histoire d'une adaptation

Au cours des dernières années, diverses études ont été menées dans le but de faire la lumière sur cette question. Pourquoi la capacité de transformer le lactose est-elle si courante chez les humains adultes, alors que chez aucune autre espèce cela n'est possible à l'âge adulte ?

L'une des études les plus récentes est celle qui a été réalisée en 2022, promue par une équipe interdisciplinaire de l'University College London, de l'Université de Burgos et de l'Université de Bristol. Le projet a bénéficié d'une technique pionnière, développée par Richard Evershed et son équipe (Université de Bristol): l'analyse des contenants trouvés dans les vestiges archéologiques qui contenaient des traces de graisse laitier. L'étude de plus de 7 000 échantillons a montré que la consommation de lait était répandue en Europe il y a environ 9 000 ans, dès l'implantation de l'agriculture, et que, par conséquent, l'apparition du gène qui permet l'assimilation du lactose chez l'adulte doit être apparue il y a environ 10 000 ans.

La théorie la plus répandue jusqu'alors prétendait que cette adaptation génétique serait une conséquence de l'extension de la consommation de lait au cours de la préhistoire. A une époque où les nutriments nécessaires à la survie n'étaient pas toujours garantis, le lait présentait une alternative parfaite, car riche en sucres et en protéines. Et si la consommation de cet aliment s'est généralisée, inévitablement les individus ont dû s'y adapter biologiquement.

Cependant, l'étude citée a montré que cette adaptation au lactose était davantage le résultat de la sélection naturelle. Nous l'expliquons dans une autre section.

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enzyme lactase chez l'adulte

Dans un premier temps, il semble opportun d'expliquer en quoi consiste cette adaptation. Nous avons déjà dit que les êtres humains adultes, en principe, ne devraient pas être préparés à digérer le lactose, puisque le lait est la nourriture des jeunes mammifères. Cependant, nous avons déjà vu que ce n'est pas le cas. Comment est née cette adaptation ?

Le lactose est un type de composé de sucre présent dans le lait.. Étant composé de deux sucres, le glucose et le galactose, une enzyme spéciale est nécessaire pour séparer les deux composants, un élément que le système digestif d'un mammifère adulte ne possède pas. Indigeste, le lactose est stocké dans le gros intestin. Lorsque la charge en lactose est élevée, une série de problèmes surviennent, tels que diarrhée, flatulences, ballonnements et inconfort abdominal.

Chez les descendants de mammifères, un type d'enzyme est présent, l'enzyme lactase, qui est produite dans l'intestin grêle. et est capable de « scinder » ce sucre double en deux sucres simples, facilement absorbés par la muqueuse intestinal. Normalement, comme nous l'avons déjà mentionné, cette enzyme n'est pas présente chez l'adulte, le lactose devient donc pratiquement indigeste par l'organisme.

Cependant, nous avons fait remarquer dans l'introduction que, actuellement, 90% des humains adultes ont l'enzyme lactase dans leur système digestif, ce qui signifie que la digestion du lait non fermenté ne représente pas un problème. Mais qu'arrive-t-il aux 10 % restants? Pourquoi certains humains ont-ils évolué vers l'assimilation du lactose, alors que d'autres sont restés intolérants au lactose ?

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Une sélection naturelle ?

L'étude menée par l'University College, l'Université de Burgos et l'Université de Bristol a soulevé la possibilité que cette adaptation inhabituelle soit due à la sélection naturelle. Etant donné que, d'après l'analyse des restes osseux, ce gène n'a commencé à être présent qu'après la naissance de l'agriculture, on peut en déduire que, lorsque les récoltes étaient mauvaises et que, par conséquent, des famines se produisaient, les humains recouraient au lait pour fournir des nutriments nécessaire.

Chez les individus sains, la consommation de lait dépourvu du gène nécessaire à sa digestion provoque des gênes telles que celles que nous avons déjà évoquées, mais elle n'entraîne pas nécessairement la mort. Cependant, si une personne déficiente sur le plan nutritionnel (et donc beaucoup plus vulnérable aux maladies) consomment du lactose sans avoir l'enzyme lactase dans leur système digestif, diarrhée conséquent ils peuvent provoquer un état de déshydratation tel que, dans ce cas, il peut avoir des complications mortelles.

C'est l'avis de José Miguel Carretero, chercheur à l'Université de Burgos, présent à cette projet et dans lequel, en 2014 et dirigé par Mark Thomas, il a analysé les restes du Portalón de Cueva Mayor, en Atapuerca. Carretero assure que l'adaptation au lactose serait donc une sélection naturelle turbocompressée, selon laquelle les individus ayant atteint l'âge de procréer ce sont eux qui avaient développé le gène pour digérer le lait, puisque ceux qui étaient intolérants mouraient beaucoup plus tôt en raison de complications dérivées de leur intolérance.

Selon cette théorie, ce n'est que par cette sélection naturelle que cette curieuse mutation génétique, connue sous le nom de persistance de la lactase, dans des populations d'Europe, d'Asie, du Moyen-Orient et d'Afrique sur une période d'environ 10 000 ans.

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Une adaptation d'une rapidité vertigineuse

Cette étude n'est pas la première (et ne sera probablement pas la dernière) à analyser l'évolution de l'adaptation au lactose chez l'homme adulte. En 2020, une autre étude menée par l'université Johannes Gutenberg de Mayence (Allemagne) a analysé les restes squelettiques de plus de 130 personnes, retrouvés dans la vase de la rivière Tollense, au nord de Berlin.

Ces restes, en plus de fournir des informations sur le gène, ont permis de découvrir une information très pertinente lors de l'étude de la préhistoire européenne: dans la vallée de Tollense, vers l'an 1300 a. C., une bataille importante entre clans qui était probablement la guerre la plus énorme en Europe à l'âge du bronze. Parmi les ossements retrouvés figuraient des fragments contenant encore des pointes de flèches, ainsi que des crânes brutalement écrasés.

Mais, histoire à part, ces restes ont fourni des informations importantes sur la persistance de la lactase chez les adultes et son évolution dans le temps. On a découvert que seulement un sur huit des individus analysés avait ce gène; un pourcentage beaucoup plus faible que celui que nous avons actuellement.

Autrement dit, l'adaptation au lactose a évolué à une vitesse vertigineuse, puisque, en seulement 120 générations (qui sont celles qui séparent ces restes de la vallée de Tollense des humains actuels) le pourcentage d'individus tolérants à ce sucre est passé à neuf sur chaque dix. Une évolution rapide et très efficace qui a permis aux humains adultes de survivre aux périodes de maladie et de famine.