Lactose-intolerantie en lactase-persistentie: kun je melk drinken?

In totaal heeft 65% van de menselijke bevolking vandaag de dag lactose intolerantie (LI): het drinken van dierlijke melk maakt ze ziek, met symptomen zoals krampen en een opgeblazen gevoel. Dat is het typische patroon voor de meeste zoogdieren: ze kunnen geen dierlijke melk meer verteren als ze eenmaal over zijn op vast voedsel.

De andere 35% van de menselijke bevolking kan na het spenen veilig dierlijke melk consumeren, dat wil zeggen ze hebben lactase persistentie (LP), en archeologen geloven dat dit een genetische eigenschap is die zich tussen 7.000 en 9.000 jaar heeft ontwikkeld geleden onder verschillende zuivelgemeenschappen in plaatsen als Noord-Europa, Oost-Afrika en Noord India.

Lactase-persistentie, het vermogen om als volwassene melk te drinken en het tegenovergestelde van lactose-intolerantie, is een eigenschap die bij mensen is ontstaan ​​als direct gevolg van onze domesticatie van andere zoogdieren. Lactose is het belangrijkste koolhydraat (disaccharide

Zoogdieren kunnen lactose normaal gesproken niet in zijn normale toestand verwerken en daarom is een natuurlijk enzym genaamd lactase (of lactase-florizine-hydrolase, LPH) bij alle zoogdieren bij de geboorte aanwezig. Lactase breekt het lactosekoolhydraat af in bruikbare delen (glucose en galactose). Naarmate het zoogdier ouder wordt en verder gaat dan moedermelk naar andere soorten voedsel (wordt gespeend), neemt de productie van lactase af: uiteindelijk worden de meeste volwassen zoogdieren lactose-intolerant.

Bij ongeveer 35% van de menselijke bevolking blijft dat enzym echter na het spenen werken: mensen met dat werkende enzym als volwassene kunnen veilig dierlijke melk consumeren: de lactase persistentie (LP) eigenschap. De andere 65% van de bevolking is lactose-intolerant en kan geen melk drinken zonder nadelige gevolgen: de onverteerde lactose zit in de dunne darm en veroorzaakt de verschillende ernst van diarree, krampen, een opgeblazen gevoel en chronische winderigheid.

Hoewel het waar is dat 35% van de wereldbevolking de eigenschap lactase-persistentie heeft, hangt de waarschijnlijkheid dat je die hebt grotendeels af van de geografie, van waar jij en je voorouders woonden. Dit zijn schattingen, gebaseerd op vrij kleine steekproefomvang.

• Oost- en Zuid-Europa: 15-54% heeft een LP-enzym
• Midden- en West-Europa: 62–86%
• Britse eilanden en Scandinavië: 89-96%
• Noord-India: 63%
• Zuid-India: 23%
• Oost-Azië, indianen: zeldzaam
• Afrika: fragmentarisch, met de hoogste percentages geassocieerd met vee herders
• Midden-Oosten: fragmentarisch, met hoogste percentages geassocieerd met kameelherders

De reden voor de geografische variatie in lactasepersistentie heeft te maken met de oorsprong. Aangenomen wordt dat LP is ontstaan ​​door de domesticatie van zoogdieren en de daaropvolgende introductie van melkveehouderij.

Met melkveehouderij - het houden van vee, schapen, geiten en kamelen voor hun melk en melkproducten - begon met geiten, ongeveer 10.000 jaar geleden in wat nu Turkije is. Kaas, een zuivelproduct met een verlaagd lactosegehalte, werd ongeveer 8000 jaar geleden voor het eerst uitgevonden in diezelfde buurt in West-Azië. Door kaas te maken, wordt de lactoserijke wei uit de wrongel verwijderd. Uit de bovenstaande tabel blijkt dat het hoogste percentage mensen dat veilig melk kan consumeren afkomstig is uit de Britse eilanden en Scandinavië, en niet uit West-Azië waar melkveehouderij is uitgevonden. Geleerden geloven dat dit komt omdat het vermogen om veilig melk te consumeren een genetisch geselecteerd voordeel was als reactie op melkconsumptie, ontwikkeld gedurende 2000 tot 3000 jaar.

Genetische studies uitgevoerd door Yuval Itan en collega's suggereren dat het Europese lactase-persistentie-gen (genaamd -13.910 * T voor zijn locatie op het lactase-gen bij Europeanen) lijkt te zijn ontstaan ​​ongeveer 9.000 jaar geleden, als gevolg van de verspreiding van melkveehouderij in Europa. -13.910: T wordt gevonden in populaties in heel Europa en Azië, maar niet elke lactase-persistente persoon heeft het -13.910 * T-gen - bij Afrikaanse pastoralisten wordt het lactase-persistentie-gen -14.010 * C genoemd. Andere recentelijk geïdentificeerde LP-genen zijn -22.018: G> A in Finland; en -13.907: G en -14.009 in Oost-Afrika enzovoort: er zijn ongetwijfeld andere, nog niet geïdentificeerde genvarianten. Ze zijn echter waarschijnlijk allemaal ontstaan ​​als gevolg van een beroep op de melkconsumptie door volwassenen.

De calciumassimilatiehypothese suggereert dat lactase-persistentie in Scandinavië mogelijk een boost heeft gekregen omdat in hooggelegen gebieden het zonlicht afnam laat niet voldoende synthese van vitamine D door de huid toe, en het halen van dierlijke melk zou een nuttige vervanging zijn geweest voor recente immigranten naar de regio.

Aan de andere kant, studies van DNA-sequenties van Afrikaanse veeherders geven aan dat de mutatie van -14.010 * C ongeveer 7.000 jaar geleden plaatsvond, op een plek waar een tekort aan vitamine D zeker geen probleem was.

De lactase / lactose-theorieën stellen het grotere debat over de komst van de landbouw in Scandinavië op de proef, een debat over twee groepen mensen genoemd naar hun keramische stijlen, de Trechterbekercultuur (afgekort TRB van zijn Duitse naam, Tricherrandbecher) en de Pitted Ware-cultuur (PWC). Over het algemeen geloven geleerden dat de PWC jager-verzamelaars waren die ongeveer 5500 jaar geleden in Scandinavië woonden toen de TRB-landbouwers uit het Middellandse-Zeegebied naar het noorden migreerden. Het debat draait om de vraag of de twee culturen zijn samengevoegd of dat de TRB de PWC heeft vervangen.

DNA-onderzoeken (inclusief de aanwezigheid van het LP-gen) op PWC-begrafenissen in Zweden geven aan dat de PWC-cultuur een andere genetische achtergrond had dan die van moderne Scandinavische populaties: moderne Scandinaviërs hebben veel hogere percentages van het T-allel (74 procent) vergeleken met PWC (5 procent), wat de vervanging van TRB ondersteunt hypothese.

Twee studies uit 2014 (Breton et al. en Macholdt et al.) onderzochten lactasepersistentie-allelen bij Zuid-Afrikaanse Khoisan-jager-verzamelaars en pastoralistische groepen, onderdeel van een recente herbeoordeling van de traditionele concepten van de Khoisan en de verbreding van toepassingen voor het uiterlijk van LP. "Khoisan" is een verzamelnaam voor mensen die niet-Bantu-talen spreken met klikmedeklinkers en omvat zowel Khoe, bekend om ongeveer 2000 jaar geleden veeherders te zijn geweest, en San vaak beschreven als het prototypische (misschien zelfs stereotiep) jager-verzamelaars. Van beide groepen wordt vaak aangenomen dat ze gedurende de prehistorie grotendeels geïsoleerd zijn gebleven.

Maar de aanwezigheid van LP-allelen, samen met ander recent geïdentificeerd bewijs zoals gedeelde elementen van Bantu-talen onder Khoisan-mensen en recente archeologische ontdekkingen van schapen pastoralisme in Leopard Cave in Namibië, heeft aan geleerden gesuggereerd dat Afrikaanse Khoisan niet geïsoleerd waren, maar afstammen van meerdere migraties van mensen uit andere delen van Afrika. Het werk omvatte een uitgebreide studie van LP-allelen in moderne Zuid-Afrikaanse bevolkingsgroepen, afstammelingen van jager-verzamelaars, vee en schapen herders en agropastoralisten; ze ontdekten dat Khoe (hoedende groepen) de Oost-Afrikaanse versie van het LP-allel (-14010 * C) in middenfrequenties, wat aangeeft dat ze waarschijnlijk gedeeltelijk afstammen van herders uit Kenia en Tanzania. Het LP-allel is afwezig, of in zeer lage frequenties, onder Bantu-sprekers in Angola en Zuid-Afrika en onder San-jager-verzamelaars.

De studies concluderen dat het pastoralisme minstens 2000 jaar geleden werd gebracht door een kleine groep Oosters Afrikaanse migranten naar zuidelijk Afrika, waar ze werden geassimileerd en hun praktijken werden overgenomen door lokale Khoe groepen.

De genetische varianten die (sommige) mensen in staat stellen veilig melk van zoogdieren te consumeren, zijn ongeveer 10.000 jaar geleden ontstaan ​​tijdens het huiselijk proces. Door die variaties konden populaties met het gen hun voedingsrepertoire verbreden en meer melk in hun dieet opnemen. Die selectie behoort tot de sterkste in het menselijk genoom, met een sterke invloed op de reproductie en overleving van de mens.

Onder die hypothese lijkt het echter logisch dat populaties met hogere niveaus van melkafhankelijkheid (zoals nomadische herders) hogere LP-frequenties zouden moeten hebben, maar dat is niet altijd waar. Langdurige herders in Azië hebben vrij lage frequenties (Mongolen 12 procent; Kazachs 14-30 procent). Sami-rendierjagers hebben een lagere LP-frequentie dan de rest van de Zweedse bevolking (40-75 procent versus 91 procent). Dat kan zijn omdat verschillende zoogdieren verschillende lactoseconcentraties hebben, of er is een tot nu toe nog niet ontdekte gezondheidsaanpassing aan melk.

Bovendien hebben sommige onderzoekers gesuggereerd dat het gen alleen ontstond in tijden van ecologische stress, wanneer melk een a moest zijn een groter deel van het dieet, en het zou voor individuen moeilijker kunnen zijn om de nadelige gevolgen van melk te overleven situatie.

Bronnen:

• Breton, Gwenna, et al. "Lactase Persistence Alleles Reveal Partial East African Ancestry of Southern African Khoe Pastoralists." Huidige biologie 24.8 (2014): 852-8. Afdrukken.
• Burger, J., et al. "EENafwezigheid van het lactase-persistentie-geassocieerde allel bij vroege neolithische Europeanen." Proceedings van de National Academy of Sciences 104.10 (2007): 3736-41. Afdrukken.
• Dunne, Julie, et al. "Eerste zuivelfabriek in het Groene Sahara Afrika in het vijfde millennium voor Christus." Natuur 486.7403 (2012): 390-94. Afdrukken.
• Gerbault, Pascale, et al. "Evolutie van lactasepersistentie: een voorbeeld van menselijke nicheconstructie." Filosofische transacties van de Royal Society B: Biological Sciences 366.1566 (2011): 863-77. Afdrukken.
• Itan, Yuval, et al. "De oorsprong van lactasepersistentie in Europa." PLOS Computational Biology 5.8 (2009): e1000491. Afdrukken.
• Jones, Bryony Leigh, et al. "Diversiteit van lactasepersistentie bij Afrikaanse melkdrinkers." Menselijke genetica 134.8 (2015): 917-25. Afdrukken.
• Leonardi, Michela, et al. "De evolutie van lactasepersistentie in Europa. Een synthese van archeologisch en genetisch bewijs." International Dairy Journal 22.2 (2012): 88-97. Afdrukken.
• Liebert, Anke, et al. "Wereldwijde distributies van lactasepersistentie-allelen en de complexe effecten van recombinatie en selectie." Menselijke genetica 136.11 (2017): 1445-53. Afdrukken.
• Malmström, Helena, et al. "Hoge frequentie van lactose-intolerantie bij een prehistorische jager-verzamelpopulatie in Noord-Europa." BMC Evolutionaire biologie 10.89 (2010). Afdrukken.
• Ranciaro, Alessia, et al. "Genetische oorsprong van lactasepersistentie en de verspreiding van pastoralisme in Afrika." The American Journal of Human Genetics 94.4 (2014): 496–510. Afdrukken.
• Salque, Mélanie, et al. "Vroegste bewijs voor het maken van kaas in het zesde millennium voor Christus in Noord-Europa." Natuur 493.7433 (2013): 522–25. Afdrukken.
• Ségurel, Laure en Céline Bon. "Over de evolutie van lactasepersistentie bij mensen." Jaaroverzicht van genomica en menselijke genetica 18.1 (2017): 297–319. Afdrukken.