Kako se tolerancija na laktozu proširila među ljudima?

U današnje vrijeme ima mnogo ljudi koji pate od takozvane intolerancije na laktozu. Riječ je o nemogućnosti probave ove vrste šećera, prisutne u nefermentiranom mlijeku, a koja dovodi do problema kao što su česti proljev, nadutost i nelagoda u trbuhu.

Biološki, bilo bi prirodno da svi odrasli ljudi pokažu ovu intoleranciju, budući da je sposobnost prerade laktoze prisutna samo kod mladih sisavaca. Kako se razvijaju, a posebno između djetinjstva i adolescencije, enzim koji omogućuje pravilnu asimilaciju Šećeri laktoznih spojeva nestaju prirodno, budući da odrasli sisavci ne bi trebali konzumirati mlijeko preživjeti.

Zašto onda 90% odraslih ljudi trenutno može probaviti laktozu bez problema? Ovaj neobični fenomen, odsutan kod ostalih sisavaca, generirao je nekoliko teorija u znanstvenoj zajednici. ¿Kako i zašto su ljudi evoluirali da bi mogli generirati enzim laktazu (koji omogućuje asimilaciju laktoze) u njihovoj odrasloj fazi?

• Povezani članak: "Netolerancija na laktozu: što je to, vrste i uzroci ovog stanja"

Tolerancija na laktozu: priča o prilagodbi

Posljednjih godina provedena su razna istraživanja koja imaju za cilj rasvijetliti ovo pitanje. Zašto je sposobnost prerade laktoze tako česta kod odraslih ljudi, kada ni kod jedne druge vrste to nije moguće u odrasloj dobi?

Jedna od najnovijih studija je ona koja je provedena 2022. godine, a promovirao ju je interdisciplinarni tim sa Sveučilišta u Londonu, Sveučilišta u Burgosu i Sveučilišta u Bristolu. Projekt je iskoristio pionirsku tehniku ​​koju su razvili Richard Evershed i njegov tim (Sveučilište u Bristol): analiza posuda pronađenih u arheološkim ostacima koje su sadržavale tragove masti mliječni proizvodi. Pokazalo je to istraživanje više od 7000 uzoraka konzumacija mlijeka bila je raširena u Europi prije otprilike 9000 godina, od uspostave poljoprivrede, te da se, dakle, pojava gena koji omogućuje asimilaciju laktoze kod odraslih osoba morala pojaviti prije otprilike 10.000 godina.

Dotad najraširenija teorija tvrdila je da je ova genetska prilagodba nastala kao posljedica proširenja konzumacije mlijeka tijekom prapovijesti. U vrijeme kada nutrijenti potrebni za preživljavanje nisu uvijek bili zajamčeni, mlijeko je predstavljalo savršenu alternativu, jer je bogato šećerima i proteinima. A ako se konzumacija ove hrane proširila, pojedinci su se neizbježno morali biološki prilagoditi tome.

Međutim, navedena studija je pokazala da je ta prilagodba na laktozu više rezultat prirodne selekcije. Objašnjavamo to u drugom odjeljku.

• Možda će vas zanimati: "Teorija biološke evolucije: što je to i što objašnjava"

enzima laktaze kod odraslih

Prvo, čini se prikladnim objasniti od čega se sastoji ova prilagodba. Već smo komentirali da odrasla ljudska bića u načelu ne bi trebalo pripremati za probavu laktoze, jer je mlijeko hrana mladih sisavaca. Međutim, već smo vidjeli da to nije tako. Kako je došlo do ove adaptacije?

Laktoza je vrsta spoja šećera koji se nalazi u mlijeku.. Budući da se sastoji od dva šećera, glukoze i galaktoze, potreban je poseban enzim za razdvajanje obje komponente, element koji probavni sustav odraslog sisavca ne posjeduje. Ne može se probaviti, laktoza se skladišti u debelom crijevu. Kada je opterećenje laktozom veliko, javlja se niz problema, poput proljeva, nadutosti, nadutosti i nelagode u trbuhu.

U potomstvu sisavaca prisutna je vrsta enzima, enzim laktaza, koji se proizvodi u tankom crijevu. i sposoban je "razdvojiti" ovaj dvostruki šećer u dva jednostavna šećera, koje sluznica lako apsorbira crijevni. Normalno, kao što smo već spomenuli, ovaj enzim nije prisutan kod odraslih, tako da laktoza postaje praktički neprobavljiva za tijelo.

Međutim, u uvodu smo komentirali da, Trenutno 90% odraslih ljudi ima enzim laktazu u probavnom sustavu, što znači da probava nefermentiranog mlijeka ne predstavlja problem. Ali što se događa s preostalih 10%? Zašto su neki ljudi evoluirali prema asimilaciji laktoze, dok su drugi ostali intolerantni na laktozu?

• Povezani članak: "Bazalni metabolizam: što je to, kako se mjeri i zašto nam omogućuje preživljavanje"

Prirodna selekcija?

Studija University Collegea, Sveučilišta u Burgosu i Sveučilišta u Bristolu ukazala je na mogućnost da je ova neobična prilagodba posljedica prirodne selekcije. S obzirom da je, prema analizi skeletnih ostataka, ovaj gen počeo biti prisutan tek nakon rođenja poljoprivrede, možemo zaključiti da su ljudi, kada su usjevi bili loši i zbog toga nastupila glad, pribjegavali mlijeku kako bi osigurali hranjive tvari potrebno.

Kod zdravih osoba konzumacija mlijeka bez gena potrebnog za njegovu probavu uzrokuje tegobe poput onih koje smo već spomenuli, ali ne mora nužno dovesti do smrti. Međutim, ako osoba koja je nutritivno manjkava (i samim tim mnogo ranjivija na bolesti) konzumiraju laktozu bez enzima laktaze u probavnom sustavu, proljev posljedično oni mogu uzrokovati stanje dehidracije tako da, u ovom slučaju, može imati kobne komplikacije.

Ovo je mišljenje Joséa Miguela Carretera, istraživača sa Sveučilišta u Burgosu, koji je nazočan ovome projekt u kojem je 2014. godine pod vodstvom Marka Thomasa analizirao ostatke Portalón de Cueva Mayor, u Atapuerca. Carretero uvjerava da bi prilagodba na laktozu stoga bila turbo prirodna selekcija, prema kojoj jedinke koje su dosegle reproduktivnu dob oni su bili ti koji su razvili gen za probavu mlijeka, budući da su oni koji su bili intolerantni umrli puno ranije zbog komplikacija koje su proizašle iz netrpeljivost.

Prema ovoj teoriji, samo kroz ovu prirodnu selekciju mogla bi ova neobična genetska mutacija, poznata kao postojanost laktaze, u populacijama Europe, Azije, Bliskog istoka i Afrike u razdoblju od oko 10 000 godina.

• Možda će vas zanimati: "Darwinov utjecaj na psihologiju, u 5 točaka"

Vrtoglavo brza adaptacija

Ova studija nije prva (i vjerojatno neće biti posljednja) koja analizira evoluciju prilagodbe na laktozu kod odraslih ljudi. Godine 2020. još jedna studija koju je vodilo Sveučilište Johannes Gutenberg u Mainzu (Njemačka) analizirala je kosturne ostatke više od 130 ljudi, pronađene u mulju rijeke Tollense, sjeverno od Berlina.

Ti su ostaci, osim što daju informaciju o genu, otkrili vrlo relevantan podatak za proučavanje europske prapovijesti: u dolini Tollense oko 1300. godine. st., važna bitka između klanova koja je najvjerojatnije bila najveći rat u Europi u brončanom dobu. Među pronađenim kostima bili su fragmenti koji su još sadržavali vrhove strijela, kao i tupo smrskane lubanje.

No, priču na stranu, ovi ostaci dali su značajne informacije o postojanosti laktaze kod odraslih i njezinoj evoluciji tijekom vremena. Otkriveno je da samo jedan od osam analiziranih pojedinaca imao je ovaj gen; puno niži postotak nego što trenutno imamo.

Drugim riječima, prilagodba na laktozu evoluirala je vrtoglavom brzinom, budući da je u samo 120 generacija (koje su one koje razdvajaju) ovi ostaci doline Tollense današnjih ljudi) postotak pojedinaca tolerantnih na ovaj šećer porastao je na devet od svake deset. Brza i vrlo učinkovita evolucija koja je odraslim ljudima omogućila da prežive vremena bolesti i gladi.