Изменение непереносимости лактозы может позволить взрослым снова насладиться молочным коктейлем. YAKOBCHUK VIACHESLAV / Shutterstock.com

После детства около двух третей населения мира теряет способность переваривать молоко, Насколько нам известно, 100% нечеловеческих млекопитающих также теряют эту способность после отъема. Сохраняющаяся способность переваривать лактозу, основной сахар в молоке, во взрослом возрасте является биологической аномалией.

Лактоза не может быть непосредственно абсорбирована в кишечном тракте, и вместо этого она должна расщепляться на два более мелких составляющих сахара ферментом, называемым лактазой. Обычно активность гена, продуцирующего лактазу, LCT, снижается после младенчества. Новые данные свидетельствуют о том, что это снижение происходит не потому, что генетический код изменился, а потому, что ДНК химически модифицированный таким образом ген лактазы выключен, Такие модификации, которые влияют на активность гена, оставляя последовательность ДНК без изменений, называются эпигенетическими. Эпигенетическая модификация, которая выключает ген лактазы не бывает в толерантные к лактозе, Это новое открытие дает важное понимание того, как непереносимость лактозы развивается с возрастом или после травмы кишечного тракта.

Я микробиологи я заинтересовался причинами непереносимости лактозы, потому что она поражает близкого друга. Он норвежского происхождения и, как и большинство норвежцев, генетически устойчив к лактозе. Но он стал навсегда непереносимость лактозы в возрасте 45 после длительного приема антибиотиков.

Есть и другие случаи, когда люди могли бы переваривать лактозу из-за своей генетики, но теряли эту способность в позднем возрасте, как спонтанно, так и когда тонкая кишка повреждена болезнью или другими травмами, В большинстве случаев непереносимость лактозы исчезает при лечении основной причины, но некоторые люди становятся постоянно непереносимыми к лактозе.

Кажется возможным, даже вероятным, что такая травма пищеварительного тракта может вызвать такое же эпигенетическое изменение, которое обычно отключает ген лактазы в детстве. Ученые нашли другие случаи такого вызванные окружающей средой эпигенетические изменения, хотя необходимы дополнительные исследования, чтобы установить постоянство и последствия этих изменений.

Фермент лактаза расщепляет сахарную лактозу на два меньших сахара, которые могут всасываться в тонкой кишке. http://www.evo-ed.com, CC BY-NC

Непереносимость лактозы в основном из-за ваших генов

Хотя способность продуцировать фермент лактазу сохраняется во взрослой жизни только у 35% взрослых во всем мире, это пропорция широко варьируется среди этнических групп, В США доля толерантных к лактозе людей составляет около 64%, отражая смесь этнических групп, населяющих страну.

Способность взрослых переваривать лактозу появилась у людей сравнительно недавно. Специфические генетические изменения - известные как однонуклеотидные полиморфизмы, SNPs - переносящие устойчивость к лактазе, возникли независимо в различных популяциях примерно в то же время, что и приручение молочных животных. Ни один из этих SNP не находится в самом гене лактазы, но вместо этого находится в соседней области ДНК, которая контролировать свою деятельность, Ученые пытаются выяснить, как эти изменения оказывают свое влияние на поведение этого гена.

Этот SNP, расположенный пары оснований 13910 перед геном лактазы, имеет пару оснований ДНК C: G, замененную на T: A. Это изменение, по-видимому, препятствует метилированию ДНК в этом месте, и поэтому ген лактазы остается активным. http://www.evo-ed.com, CC BY-NC

Недавно исследователи показали, что один из SNPs изменяет уровень эпигенетическая модификация ДНК в области контроля гена лактазы, В частности, SNP предотвращает присоединение к ДНК небольших химических единиц, называемых метильными группами (которые состоят из одного углерода и трех атомов водорода). Метильные группы особенно важны в регуляции активности генов, потому что, когда они добавляются в ДНК, они выключают ген.

Эти исследования предполагают, что после раннего детства ген лактазы обычно отключается метилированием ДНК. Однако SNP, которые изменяют последовательность ДНК в контрольной области, предотвращают это метилирование. Это, в свою очередь, приводит к выработке лактазы, потому что ген сохраняется.

На сегодняшний день, пять разных SNP были тесно связаны с сохранением лактазы, и еще один 10 или около того были обнаружены в изолированных популяциях. Расчетное время появления этих SNP в разных культурах варьируется от 3,000 (Танзания) в 12,000 (Финляндия) лет назад, То, что эта черта сохранялась и распространялась в этих популяциях, указывает на то, что способность переваривать молоко после младенчества имела значительное избирательное преимущество.

Молочнокислые бактерии могут переваривать сахарную лактозу и производить молочную кислоту в качестве побочного продукта. Доктор Хорст Неве, Макс Рубнер-Институт, CC BY-SA

Ваша непереносимость микробиома и лактозы

Симптомы непереносимость лактозы включают диарею, боль в животе, судороги, вздутие живота и метеоризм, все из которых являются результатом неспособности расщепить лактозу в тонкой кишке. По мере того, как непереваренная лактоза попадает в толстую кишку, вода поступает для снижения концентрации лактозы, вызывая диарею. В конечном итоге лактозу едят микроорганизмы в толстой кишке, образуя в качестве побочных продуктов различные газы, которые вызывают вздутие живота, спазмы и метеоризм.

Недавние исследования показали, что симптомы непереносимости лактозы могут быть уменьшены у некоторых людей изменение популяции их кишечных микробов, называемый микробиом, для стимулирования расщепления лактозы бактерий. В частности, бактерии, называемые «молочнокислые бактерии», едят лактозу, но вместо газа вырабатывают побочный продукт - молочную кислоту. Хотя молочная кислота не имеет питательной ценности, она не вызывает неприятных симптомов непереносимости лактозы. это адаптация кишечного микробиома может быть, как некоторые древние пасторальные популяции, не имеющие генетических доказательств стойкости лактазы, переносили диету, богатую молочными продуктами.

Проглатывание молочнокислых бактерий в качестве пробиотика может облегчить симптомы непереносимости лактозы, но эти бактерии могут не сохраняться в толстой кишке. Новая многообещающая стратегия состоит в том, чтобы «кормить» молочнокислые бактерии сложным сахаром, который они могут переваривать, но люди не могут. В начальных клинических испытаниях субъекты, использующие этот «пребиотик», сообщили улучшенная толерантность к лактозе и имел соответствующий сдвиг в их кишечном микробиоме. Большие клинические испытания продолжаются.

Так что у людей с непереносимостью лактозы есть надежда, что в меню снова может оказаться настоящее мороженое.

Об авторе

Патриция Л. Фостер, почетный профессор биологии, Университет Индианы

Эта статья переиздана из Беседа под лицензией Creative Commons. Прочтите оригинал статьи.

Книги по этой теме

at Внутренний рынок самовыражения и Amazon