אי סבילות ללקטוז והתמדה בלקטאז: האם אתה יכול לשתות חלב?

בסך הכל 65% מהאוכלוסייה האנושית כיום אי סבילות ללקטוז (LI): שתיית חלב מן החי מחלה אותם, עם תסמינים הכוללים התכווצויות ונפיחות. זה הדפוס האופייני לרוב היונקים: הם מפסיקים את היכולת לעכל חלב מן החי לאחר שהם עברו למזון מוצק.

35% האחרים מאוכלוסיית האדם יכולים לצרוך בבטחה חלב מן החי לאחר הגמילה, כלומר יש להם התמדה בלקטאז (LP) וארכיאולוגים מאמינים שזו תכונה גנטית שהתפתחה בין 7,000-9,000 שנה לפני כמה קהילות מחלבות במקומות כמו צפון אירופה, מזרח אפריקה וצפון הודו.

התמדה בלקטאז, היכולת לשתות חלב כמבוגר וההפך מאי סבילות ללקטוז, היא תכונה שעלתה אצל בני אדם כתוצאה ישירה מביותנו ביונקים אחרים. לקטוז הוא הפחמימה העיקרית (דיסכריד סוכר) בבעלי חיים חלבכולל בני אדם, פרות, כבשים, גמליםסוסים וכלבים. למעשה, אם ישות היא יונק, האימהות נותנות חלב, וחלב האם הוא מקור האנרגיה העיקרי עבור תינוקות אנושיים וכל היונקים הצעירים מאוד.

יונקים אינם יכולים בדרך כלל לעבד לקטוז במצבו הרגיל, ולכן קיים אנזים טבעי הנקרא לקטאז (או לקטאז-פלוריזין-הידרולאז, LPH) בכל היונקים בלידתם. הלקטאז מפרק את הפחמימה הלקטוזית לחלקים שמישים (גלוקוז וגלקטוז). ככל שהיונק מתבגר ועובר מעבר לחלב האם לסוגי מזון אחרים (נגמלים), ייצור הלקטאז פוחת: בסופו של דבר, רוב היונקים הבוגרים הופכים לחסרי סובלנות ללקטוז.

עם זאת, בערך 35% מהאוכלוסייה האנושית, אנזים זה ממשיך לעבוד עד לנקודת הגמילה: אנשים שיש להם אנזים עובד זה כמבוגרים יכולים לצרוך חלב מן החי בבטחה: התמדת הלקטאז (LP) תכונה. שאר 65% מהאוכלוסייה האנושית אינם סובלניים ללקטוז ואינם יכולים לשתות חלב ללא תופעות שליליות: הלא מעוכלים לקטוז יושב במעי הדק וגורם לחומרת שונה של שלשול, התכווצויות, נפיחות וכרונית גזים במערכת העיכול.

אמנם נכון ש- 35% מאוכלוסיית העולם סובלת מתכונת ההתמדה בלקטאז, אך הסבירות שיש לך תלויה במידה רבה בגיאוגרפיה, במקום בו אתה ואבותיך חיו. אלה אומדנים, המבוססים על גדלי מדגם קטנים למדי.

• מזרח ודרום אירופה: 15–54% הם בעלי אנזים LP
• מרכז ומערב אירופה: 62–86%
• האיים הבריטיים וסקנדינביה: 89–96%
• צפון הודו: 63%
• דרום הודו: 23%
• מזרח אסיה, אמריקאים ילידים: נדיר
• אפריקה: דביקה, עם האחוזים הגבוהים ביותר הקשורים לבקר פסטורליסטים
• מזרח תיכון: דביק, עם האחוזים הגבוהים ביותר הקשורים לפסטורליסטים בגמלים

הסיבה לשונות הגיאוגרפית בהתמדה בלקטאז קשורה למקורותיה. על פי ההערכה, ה- LP נוצר בגלל ביות של יונקים והכנסתו לאחר מכן של מחלבת.

החלבה - גידול בקר, כבשים, עזים וגמלים לחלב ומוצריו - החלה עם עזיםלפני כעשרת אלפים שנה במה שיש כיום טורקיה. גבינה, מוצר חלב לקטוז מופחת, הומצאה לראשונה לפני כ 8,000 שנה, באותה שכונה במערב אסיה - מה שהופך את הגבינה מוציאה את הגבינה העשירה בלקטוזה מהקרם. הטבלה שלעיל מעלה כי האחוז הגבוה ביותר של אנשים שיכולים לצרוך חלב בבטחה הם מהאיים הבריטיים וסקנדינביה, לא במערב אסיה בה הומצא מחלבות. החוקרים מאמינים כי הסיבה לכך היא שהיכולת לצרוך חלב בבטחה הייתה יתרון שנבחר מבחינה גנטית כתגובה לצריכת חלב, שהתפתח במשך 2,000–3,000 שנה.

מחקרים גנטיים שנערכו על ידי יובל איתן ועמיתיהם טוענים כי הגן האירופי להתמדת לקטאז (נקרא -13,910 * T עבורו נראה כי מיקום הגן לקטאז אצל אירופאים נוצר לפני כ- 9,000 שנה, כתוצאה מהתפשטות המחלבות אל אירופה. -13.910: T נמצא באוכלוסיות בכל רחבי אירופה ואסיה, אך לא לכל אדם מתמשך לקטאז יש את ה -13,910 * T - אצל פסטורליסטים אפריקנים הגן להתמדת לקטאז נקרא -14,010 * C. גנים LP אחרים שזוהו לאחרונה כוללים -22.018: G> A בפינלנד; ו- -13.907: G ו- -14.009 במזרח אפריקה וכן הלאה: אין ספק גרסאות גנים אחרות שטרם זוהו. עם זאת, ככל הנראה, כולם קמו כתוצאה מהסתמכות על צריכת חלב על ידי מבוגרים.

מהשערת הטמעת הסידן עולה כי התמדה של לקטאז עשויה הייתה להשיג דחיפה בסקנדינביה מכיוון שבאזורים בקווי רוחב נמוכים הפחיתו את אור השמש אינו מאפשר סינתזה מספקת של ויטמין D דרך העור, וקבלת חלב חלב מן החי הייתה מהווה תחליף שימושי לעולים האחרונים אזור.

מצד שני, מחקרים על רצפי DNA של פסטורליסטים בקר אפריקאים מצביעים על כך שהמוטציה של -14,010 * C התרחשה לפני כ- 7,000 שנה, במקום בו חוסר בוויטמין D בהחלט לא היווה בעיה.

מערכת התיאוריות של הלקטאז / הלקטוז בוחנת את הוויכוח הגדול יותר על הגעת החקלאות לסקנדינביה, ויכוח על שתי קבוצות אנשים שנקראו על ידי סגנונות הקרמיקה שלהם, תרבות כוסות משפך (קיצור TRB משמו הגרמני, Tricherrandbecher) ותרבות ה- Pitted Ware (PWC). בדרך כלל, החוקרים מאמינים כי ה- PWC היו לקטים של ציידים שחיו בסקנדינביה לפני כ -5,500 שנה כשחקלאי TRB מאזור הים התיכון היגרו לצפון. הדיון מתרכז בשאלה אם שתי התרבויות התמזגו או שה- TRB החליף את ה- PWC.

מחקרי DNA (כולל נוכחות של הגן LP) על קבורות PWC בשבדיה מצביעים על כך שלתרבות ה- PWC היה רקע גנטי שונה מזה של המודרני אוכלוסיות סקנדינביה: בסקנדינבים המודרניים יש אחוזים גבוהים בהרבה מאלל ה- T (74 אחוז) בהשוואה ל- PWC (5 אחוזים), התומכים בתחליף TRB השערה.

שני מחקרים משנת 2014 (ברטון ואח '. ו- Macholdt et al.) בדקו את האללים להתמדה בלקטאז בקרב קבוצות הציידים-לקטים של הצ'ויסאן הדרומיים באפריקה, חלק מהערכה מחודשת של התפיסות המסורתיות של ה- Khoisan והרחבת היישומים למראה ה- LP. "Khoisan" הוא מונח קולקטיבי עבור אנשים הדוברים שפות שאינן בנטו עם עיצורי קליקים וכולל את שניהם Khoe, הידוע היו רועי בקר מלפני כ -2,000 שנה וסן תיארה לעתים קרובות כאב-טיפוס (אולי אפילו סטריאוטיפי) ציידים-לקטים. משערים כי שתי הקבוצות נותרו מבודדות ברובן במהלך הפרהיסטוריה.

אולם נוכחותם של אללים LP, יחד עם עדויות אחרות שזוהו לאחרונה כמו יסודות משותפים של שפות בנטו בקרב אנשי Kisisan ותגליות ארכיאולוגיות אחרונות של כבשים פסטורליות במערת הנמר בנמיביה, הציעה למלומדים כי Khoisan האפריקני לא היו מבודדים, אלא במקום זאת הם נצרו מהגירה מרובה של אנשים מאזורים אחרים של אפריקה. העבודה כללה מחקר מקיף של אללים LP באוכלוסיות מודרניות בדרום אפריקה, צאצאי לקטים-לקטים, בקר ו כבשים פסטורליסטים ואגרופסטורליסטים; הם גילו כי Khoe (קבוצות רועים) נשאה את הגרסה המזרח אפריקאית של האלל LP (-14010 * צ) ב- תדרים בינוניים, המעידים כי ככל הנראה הם צאצאים בחלקם מפסטורליסטים מקניה ו טנזניה. האלל LP נעדר, או בתדרים נמוכים מאוד, בקרב דוברי הבנטו באנגולה ודרום אפריקה ובקרב ציידים לקטים.

המחקרים מסכמים שלפחות 2000 שנה, הפסטורליות הובאה על ידי קבוצה קטנה של מזרחיות מהגרים אפריקאים לדרום אפריקה, שם הם הוטמעו והתנהגויותיהם אומצו על ידי Khoe המקומי קבוצות.

הווריאציות הגנטיות המאפשרות (לחלק) אנשים לצרוך חלב יונקים בבטחה קמו לפני כעשרת אלפים שנה עם התהליך הביתי. וריאציות אלה אפשרו לאוכלוסיות עם הגן להרחיב את הרפרטואר התזונתי שלהן, ולשלב בתזונה יותר חלב. בחירה זו היא בין החזקות ביותר בגנום האנושי, עם השפעה חזקה על ההתרבות וההישרדות האנושית.

עם זאת, תחת השערה זו נראה הגיוני שאוכלוסיות עם רמות גבוהות יותר של תלות בחלב (כמו רועים נוודים) צריכות להיות בעלות תדרי LP גבוהים יותר: אך זה לא תמיד נכון. לעדרים לטווח ארוך באסיה תדרים נמוכים למדי (מונגולים 12 אחוז; הקזחים 14–30 אחוזים). לציידי האיילים הסאמיים תדירות LP נמוכה יותר משאר האוכלוסייה השוודית (40-75 אחוז לעומת 91 אחוז). זה יכול להיות מכיוון שיונקים שונים יש ריכוזים שונים של לקטוז, או יתכן שיש התאמה בריאותית כלשהי שטרם זוהתה לחלב.

בנוסף, כמה חוקרים הציעו כי הגן נוצר רק בתקופות של לחץ אקולוגי, כאשר חלב היה צריך להיות חלק גדול יותר מהתזונה, וייתכן שהיה קשה יותר לאנשים לשרוד את ההשפעות החולות של חלב תחת אלה נסיבות.

מקורות:

• ברטון, גוונה ואח '. "התמדה בלקטאז אללים חושפים שושלת מזרח אפריקאית חלקית של פסטורליסטים של דרום אפריקה." ביולוגיה נוכחית 24.8 (2014): 852-8. הדפס.
• בורגר, ג'יי, ואח '. "אbsence של אלל הקשורה לקטאז-התמדה באירופה הנאוליתית המוקדמת." הליכי האקדמיה הלאומית למדעים 104.10 (2007): 3736-41. הדפס.
• דאן, ג'ולי ואח '. "מחלבות ראשונות באפריקה של הסהרה הירוקה באלף החמישי לפני הספירה." טבע 486.7403 (2012): 390-94. הדפס.
• גרבו, פסקייל ואח '. "התפתחות התמדה בלקטאז: דוגמה לבניית נישה אנושית." עסקאות פילוסופיות של החברה המלכותית ב ': מדעים ביולוגיים 366.1566 (2011): 863-77. הדפס.
• איתן, יובל ואח '. "מקורות ההתמדה בלקטאז באירופה." PLOS ביולוגיה חישובית 5.8 (2009): e1000491. הדפס.
• ג'ונס, בריוני ליי ואח '. "המגוון של התמדה בלקטאז אצל שתו חלב אפריקאים." גנטיקה אנושית 134.8 (2015): 917-25. הדפס.
• לאונרדי, מיכאלה ואח '. "התפתחות ההתמדה בלקטאז באירופה. סינתזה של עדויות ארכיאולוגיות וגנטיות." כתב העת הבינלאומי לחלב 22.2 (2012): 88-97. הדפס.
• ליברט, אנקה ואח '. "התפלגויות עולמיות של אללים להתמדת לקטאז וההשפעות המורכבות של רקומבינציה ובחירה." גנטיקה אנושית 136.11 (2017): 1445-53. הדפס.
• מלמסטרום, הלנה ואח '. "תדירות גבוהה של אי סבילות ללקטוז בקרב אוכלוסיית ציידים-אוספים פרהיסטוריים בצפון אירופה." ביולוגיה אבולוציונית BMC 10.89 (2010). הדפס.
• Ranciaro, Alessia, et al. "מקורות גנטיים של התמדה בלקטאז והתפשטות הפסטורליות באפריקה." כתב העת האמריקני לגנטיקה אנושית 94.4 (2014): 496–510. הדפס.
• Salque, Mélanie, et al. "עדויות מוקדמות להכנת גבינות באלף השישי לפני הספירה בצפון אירופה." טבע 493.7433 (2013): 522–25. הדפס.
• Ségurel, Laure ו- Céline Bon. "על התפתחות ההתמדה בלקטאז אצל בני אדם." סקירה שנתית של גנומיקה וגנטיקה אנושית 18.1 (2017): 297–319. הדפס.