Odwrócenie nietolerancji laktozy może sprawić, że dorośli znów będą mogli cieszyć się koktajlem mlecznym. JAKOBCZUK WIACHESŁAW / Shutterstock.com

Po dzieciństwie około dwóch trzecich światowej populacji ludzkiej traci zdolność trawienia mleka. O ile nam wiadomo, 100% ssaków innych niż ludzie również traci tę zdolność po odstawieniu od piersi. Ciągła zdolność do trawienia laktozy, głównego cukru w ​​mleku, do wieku dorosłego jest biologiczną nieprawidłowością.

Laktoza nie może być bezpośrednio wchłaniana w przewodzie pokarmowym i zamiast tego musi zostać rozbita na dwa mniejsze cukry składowe przez enzym zwany laktazą. Zwykle aktywność genu odpowiedzialnego za produkcję laktazy, LCT, spada po okresie niemowlęcym. Nowe dowody sugerują, że ten spadek następuje nie z powodu zmiany kodu genetycznego, ale dlatego, że DNA modyfikowany chemicznie tak, że gen laktazy jest wyłączony. Takie modyfikacje, które wpływają na aktywność genów, pozostawiając nienaruszoną sekwencję DNA, nazywane są epigenetycznymi. Modyfikacja epigenetyczna, która wyłącza gen laktazy nie dzieje się w osoby tolerujące laktozę. To nowe odkrycie daje ważny wgląd w to, jak nietolerancja laktozy rozwija się wraz z wiekiem lub po urazie przewodu pokarmowego.

Jestem mikrobiologiem, i zainteresowałem się przyczynami nietolerancji laktozy, ponieważ dotyka ona bliskiego przyjaciela. Jest pochodzenia norweskiego i, jak większość Norwegów, genetycznie toleruje laktozę. Ale stał się na stałe nietolerancja laktozy w wieku 45 lat po długiej kuracji antybiotykowej.

Istnieją inne przypadki ludzi, którzy powinni być w stanie trawić laktozę ze względu na ich genetykę, ale tracą tę zdolność w późnym okresie życia, albo spontanicznie, albo gdy jelito cienkie jest uszkodzone przez chorobę lub inne urazy. W większości przypadków nietolerancja laktozy ustępuje, gdy przyczyna jest leczona, ale niektórzy ludzie stają się trwale nietolerujący laktozy.

Wydaje się możliwe, a nawet prawdopodobne, że taki uraz przewodu pokarmowego może wywołać tę samą zmianę epigenetyczną, która normalnie wyłącza gen laktazy w dzieciństwie. Naukowcy odkryli inne takie przypadki środowiskowe zmiany epigenetyczne, chociaż potrzeba więcej badań, aby ustalić trwałość i konsekwencje tych zmian.

Enzym laktaza rozkłada cukier laktozę na dwa mniejsze cukry, które mogą być wchłaniane w jelicie cienkim. http://www.evo-ed.com, CC BY-NC

Nietolerancja laktozy jest głównie spowodowana genami

Podczas gdy zdolność do wytwarzania enzymu laktazy utrzymuje się do dorosłości tylko u około 35% dorosłych na całym świecie, to proporcja różni się znacznie w zależności od grupy etnicznej. W USA odsetek osób z tolerancją laktozy wynosi ok 64%, odzwierciedlając mieszankę grup etnicznych zamieszkujących kraj.

Zdolność dorosłych do trawienia laktozy pojawiła się u ludzi stosunkowo niedawno. Specyficzne zmiany genetyczne – znane jako polimorfizmy pojedynczego nukleotydu, SNP – przenoszące trwałość laktazy, powstały niezależnie w różnych populacjach mniej więcej w tym samym czasie, co udomowienie przez nie zwierząt mlecznych. Żaden z tych SNP nie znajduje się w samym genie laktazy, ale zamiast tego znajduje się w pobliskim regionie DNA kontrolować jego działalność. Naukowcy próbują dowiedzieć się, w jaki sposób te zmiany wpływają na zachowanie tego genu.

Ten SNP, zlokalizowany 13910 par zasad przed genem laktazy, ma parę zasad DNA C:G zastąpioną przez T:A. Zmiana najwyraźniej zapobiega metylacji DNA w tym miejscu, więc gen laktazy pozostaje aktywny. http://www.evo-ed.com, CC BY-NC

Niedawno naukowcy wykazali, że jeden z SNP zmienia poziom modyfikacja epigenetyczna DNA w regiony kontrolne genu laktazy. W szczególności SNP zapobiega przyłączaniu się do DNA małych jednostek chemicznych, zwanych grupami metylowymi (które składają się z jednego atomu węgla i trzech atomów wodoru). Grupy metylowe są szczególnie ważne w regulowaniu aktywności genów, ponieważ po dodaniu do DNA wyłączają gen.

Badania te sugerują, że po wczesnym dzieciństwie gen laktazy jest zwykle wyłączany przez metylację DNA. Jednak SNP, które zmieniają sekwencję DNA w regionie kontrolnym, zapobiegają tej metylacji. To z kolei powoduje wytwarzanie laktazy, ponieważ gen jest utrzymywany.

Do tej pory pięć różnych SNP zostało silnie powiązanych z trwałością laktazy, a kolejne 10 lub więcej znaleziono w izolowanych populacjach. Szacowane czasy pojawienia się tych SNP w różnych kulturach wahają się od 3,000 (Tanzania) do 12,000 XNUMX (Finlandia) lat temu. To, że cecha utrzymywała się i rozprzestrzeniała w tych populacjach, wskazuje, że zdolność do trawienia mleka po okresie niemowlęcym miała znaczącą przewagę selektywną.

Bakterie kwasu mlekowego mogą trawić cukier laktozę i wytwarzać kwas mlekowy jako produkt uboczny. Dr Horst Neve, Max Rubner-Institut, CC BY-SA

Twój mikrobiom i nietolerancja laktozy

Objawy Nietolerancja laktozy obejmują biegunkę, ból brzucha, skurcze, wzdęcia i wzdęcia, z których wszystkie wynikają z braku rozkładu laktozy w jelicie cienkim. Gdy niestrawiona laktoza przedostaje się do jelita grubego, woda dostaje się w celu zmniejszenia stężenia laktozy, powodując biegunkę. Laktoza jest ostatecznie zjadana przez mikroorganizmy w jelicie grubym, wytwarzając jako produkty uboczne różne gazy, które powodują wzdęcia, skurcze i wzdęcia.

Ostatnie badania wykazały, że objawy nietolerancji laktozy mogą zostać złagodzone u niektórych osób wg zmieniając populację drobnoustrojów jelitowych, zwany mikrobiomem, aby zachęcić bakterie trawiące laktozę. W szczególności bakterie, zwane „bakteriami kwasu mlekowego”, jedzą laktozę, ale wytwarzają produkt uboczny kwas mlekowy zamiast gazu. Kwas mlekowy nie ma wartości odżywczych, ale nie wywołuje przykrych objawów nietolerancji laktozy. Ten adaptacja mikrobiomu jelitowego może być sposób, w jaki niektóre starożytne populacje pasterskie bez genetycznych dowodów na trwałość laktazy tolerowały dietę bogatą w produkty mleczne.

Spożywanie bakterii kwasu mlekowego jako probiotyku może złagodzić objawy nietolerancji laktozy, ale bakterie te mogą nie przetrwać w jelicie grubym. Obiecującą nową strategią jest „karmienie” bakterii kwasu mlekowego złożonym cukrem, który mogą strawić, ale ludzie nie. We wstępnych badaniach klinicznych zgłoszono osoby stosujące ten „prebiotyk”. poprawiona tolerancja laktozy i miał odpowiedni zmiany w ich mikrobiomie jelitowym. Większe badania kliniczne są w toku.

Jest więc nadzieja dla osób z nietolerancją laktozy, że prawdziwe lody mogą ponownie znaleźć się w menu.

O autorze

Patricia L. Foster, emerytowany profesor biologii, Indiana University

Artykuł został opublikowany ponownie Konwersacje na licencji Creative Commons. Przeczytać oryginalny artykuł.

Powiązane książki

at Rynek wewnętrzny i Amazon