مثير للإعجاب

اللاكتوز التعصب واستمرار اللاكتاز

اللاكتوز التعصب واستمرار اللاكتاز

ما مجموعه 65 ٪ من السكان اليوم عدم تحمل اللاكتوز (LI): شرب حليب الحيوانات يجعلهم مرضى ، مع أعراض بما في ذلك التشنجات والانتفاخ. هذا هو النمط المعتاد لمعظم الثدييات: فهي تتوقف عن القدرة على هضم حليب الحيوانات بمجرد انتقالها إلى الأطعمة الصلبة.

يمكن أن يستهلك 35٪ من السكان البشر حليب الحيوانات بأمان بعد الفطام ، أي أن لديهم استمرار اللاكتاز (LP) ، ويعتقد علماء الآثار أن هذه سمة وراثية تطورت منذ ما بين 7000 إلى 9000 عام بين العديد من مجتمعات الألبان في أماكن مثل شمال أوروبا وشرق إفريقيا وشمال الهند.

الأدلة والخلفية

إن استمرار اللاكتاز ، والقدرة على شرب الحليب كشخص بالغ وعكس عدم تحمل اللاكتوز ، هي سمة نشأت عند البشر كنتيجة مباشرة لتدجيننا من الثدييات الأخرى. اللاكتوز هو الكربوهيدرات الرئيسية (سكر ديساكهاريد) في حليب الحيوانات ، بما في ذلك البشر والأبقار والأغنام والإبل والخيول والكلاب. في الواقع ، إذا كان كائنًا من الثدييات ، فإن الأمهات يعطون الحليب ، وحليب الأم هو مصدر الطاقة الرئيسي للرضع البشر وجميع الثدييات الصغيرة جدًا.

لا يمكن للثدييات عادة معالجة اللاكتوز في حالته العادية ، لذلك يوجد إنزيم طبيعي يسمى لاكتاز (أو لاكتاز-فلوريزين-هيدرولاز ، LPH) في جميع الثدييات عند الولادة. يقوم اللاكتاز بتكسير الكربوهيدرات اللاكتوزية إلى أجزاء قابلة للاستخدام (الجلوكوز والجالاكتوز). مع نضوج الثدييات وانتقالها من حليب الأم إلى أنواع الطعام الأخرى (المفطومة) ، يتناقص إنتاج اللاكتاز: في نهاية المطاف ، تصبح معظم الثدييات البالغة لا تحمل اللاكتوز.

ومع ذلك ، في حوالي 35٪ من البشر ، يستمر هذا الإنزيم في تجاوز نقطة الفطام: يمكن للأشخاص الذين لديهم هذا الإنزيم العامل كبالغين أن يستهلكوا الحليب الحيواني بأمان: سمة استمرار اللاكتاز. 65 ٪ من السكان الآخرين يعانون من عدم تحمل اللاكتوز ولا يمكنهم شرب الحليب بدون آثار مرضية: يقع اللاكتوز غير المهضوم في الأمعاء الدقيقة ويسبب شدة مختلفة للإسهال والتشنجات والانتفاخ وانتفاخ البطن المزمن.

تواتر سمة LP في عدد السكان

في حين أن 35٪ من سكان العالم يتمتعون بسمات استمرار اللاكتاز ، فإن احتمال أن يكون لديك يعتمد إلى حد كبير على الجغرافيا ، وعلى المكان الذي تعيش فيه أنت وأجدادك. هذه تقديرات تستند إلى أحجام عينة صغيرة إلى حد ما.

  • شرق وجنوب أوروبا: 15-54 ٪ لديهم إنزيم LP
  • أوروبا الوسطى والغربية: 62-86 ٪
  • الجزر البريطانية والدول الاسكندنافية: 89-96٪
  • شمال الهند: 63 ٪
  • جنوب الهند: 23 ٪
  • شرق آسيا ، الأمريكيين الأصليين: نادر
  • أفريقيا: غير مكتمل ، مع أعلى النسب المئوية المرتبطة بالرعاة الماشية
  • الشرق الأوسط: غير مكتمل ، مع أعلى النسب المرتبطة بالرعاة الإبل

سبب التباين الجغرافي في استمرار اللاكتاز يتعلق بأصوله. يُعتقد أن LP قد نشأ بسبب تدجين الثدييات ، وما تلاه من إدخال الألبان.

الألبان واستمرار اللاكتاز

بدأ إنتاج الماعز - تربية الأبقار والأغنام والماعز والإبل من أجل منتجات الألبان والحليب الخاصة بهم - قبل حوالي 10،000 عام في تركيا التي تسمى اليوم. تم اختراع الجبن ، وهو أحد منتجات الألبان المخفّضة من اللاكتوز ، لأول مرة منذ حوالي 8000 عام ، في نفس الحي في غرب آسيا - مما يجعل الجبن يزيل مصل اللبن الغني باللاكتوز من الرقائق. يوضح الجدول أعلاه أن أعلى نسبة من الأشخاص الذين يمكنهم تناول الحليب بأمان هم من الجزر البريطانية والدول الاسكندنافية ، وليس في غرب آسيا حيث تم اختراع الألبان. يعتقد الباحثون أن السبب في ذلك هو أن القدرة على استهلاك الحليب بأمان كانت ميزة مختارة وراثياً استجابةً لاستهلاك الحليب الذي تم تطويره على مدار 2000 إلى 2000 عام.

تشير الدراسات الوراثية التي أجراها يوفال إيتان وزملاؤه إلى أن جين ثبات اللاكتاز الأوروبي (المسمى -13،910 * تي لموقعه على جين اللاكتاز في الأوروبيين) قد ظهر منذ حوالي 9000 عام ، نتيجة لانتشار الألبان في أوروبا. -13.910: يوجد T في المجموعات السكانية في جميع أنحاء أوروبا وآسيا ، ولكن ليس كل شخص ثابت من اللاكتاز لديه -13،910 * T جين - في الرعاة الأفارقة يطلق على جين استمرار اللاكتاز -14،010 * C. تتضمن جينات LP الأخرى التي تم تحديدها مؤخرًا -22.018: G> A في فنلندا ؛ و -13.907: G و -14.009 في شرق إفريقيا وما إلى ذلك: لا يوجد شك في المتغيرات الجينية الأخرى غير المحددة. ومع ذلك ، فقد نشأت جميعها نتيجة لاعتماد البالغين على استهلاك الحليب.

فرضية استيعاب الكالسيوم

تشير فرضية استيعاب الكالسيوم إلى أن ثبات اللاكتاز ربما يكون قد حصل على دفعة في الدول الاسكندنافية لأنه في المناطق ذات خطوط العرض العليا ، لا يسمح ضوء الشمس الخفيف بتوليف كافٍ لفيتامين (د) عبر الجلد ، وكان الحصول عليه من حليب الحيوان بديلاً مفيدًا عن الحالة الأخيرة المهاجرين إلى المنطقة.

من ناحية أخرى ، تشير دراسات تسلسل الحمض النووي لرعاة الماشية الأفارقة إلى أن طفرة -14،010 * سي حدثت قبل حوالي 7000 عام ، في مكان لم يكن فيه نقص فيتامين (د) مشكلة بالتأكيد.

TRB و PWC

تختبر مجموعة نظريات اللاكتاز / اللاكتوز النقاش الأوسع حول وصول الزراعة إلى الدول الاسكندنافية ، نقاش حول مجموعتين من الناس تم تسميتهم من خلال أنماطهم الخزفية ، ثقافة فنيل بيكير (اختصار TRB من اسمها الألماني ، ترايكراندربيتشر) و Pitted Ware الثقافة (PWC). بشكل عام ، يعتقد العلماء أن PWC كانوا من جامعي الصيادين الذين عاشوا في الدول الاسكندنافية قبل حوالي 5500 عام عندما هاجر مزارعو TRB من منطقة البحر المتوسط ​​إلى الشمال. يدور النقاش حول ما إذا كانت الثقافتان قد اندمجتا أم أن TRB حلت محل PWC.

تشير دراسات الحمض النووي (بما في ذلك وجود جين LP) على مدافن PWC في السويد إلى أن ثقافة PWC لها خلفية وراثية مختلفة عن تلك الموجودة في السكان الاسكندنافيين الحديثين: لدى الدول الاسكندنافية الحديثة نسب مئوية أعلى بكثير من T allele (74 بالمائة) مقارنة مع PWC (5 في المئة) ، ودعم فرضية استبدال TRB.

رعاة الخويسان وهنتر جامتر

بحثت دراستان في عام 2014 (بريتون وآخرون وماكولدت وآخرون) أليلات ثبات اللاكتاز بين جامعي هواة جمع الخواصين والمجموعات الرعوية في الجنوب الأفريقي ، وهي جزء من إعادة تقييم حديثة للمفاهيم التقليدية للخييسان وتوسيع نطاق التطبيقات لظهور LP. "Khoisan" هو مصطلح جماعي للأشخاص الذين يتحدثون بلغات غير البانتو باستخدام حروف العلة ، ويتضمن كل من Khoe ، المعروف أنهما من رعاة الماشية منذ حوالي 2000 عام ، وكثيراً ما يوصف San بأنه جامعي الصياد النموذجيين (وربما حتى الصور النمطية) . غالبًا ما يُفترض أن كلا المجموعتين قد ظلتا معزولتين إلى حد كبير خلال فترة ما قبل التاريخ.

لكن وجود أليلات LP ، إلى جانب أدلة أخرى تم تحديدها مؤخرًا مثل العناصر المشتركة في لغات البانتو بين أهل خوازان والاكتشافات الأثرية الأخيرة لرعي الأغنام في كهف ليوبارد في ناميبيا ، قد اقترح للعلماء أن الخويسان الإفريقيين لم يكونوا معزولين ، ولكن بدلاً من ذلك كانوا ينحدر من هجرات متعددة من الناس من أجزاء أخرى من أفريقيا. تضمن العمل دراسة شاملة للأليلات LP في سكان الجنوب الأفريقي الحديث ، وأحفاد جامعي الصياد ، ورعاة الماشية والأغنام والرعاة الزراعيين ؛ وجدوا أن خو (مجموعات الرعي) حملت نسخة شرق إفريقيا من أليل LP (-14010 * C) في ترددات متوسطة ، مما يشير إلى أنهم من المحتمل أن ينحدرون جزئيًا من الرعاة من كينيا وتنزانيا. أليل LP غائب ، أو بترددات منخفضة للغاية ، بين متحدثي البانتو في أنغولا وجنوب إفريقيا وبين جامعي سان هنتر.

وخلصت الدراسات إلى أنه قبل 2000 عام على الأقل ، تم جلب الرعي من قبل مجموعة صغيرة من المهاجرين من شرق إفريقيا إلى جنوب إفريقيا ، حيث تم استيعابهم وممارساتهم من قبل مجموعات الخو المحلية.

لماذا استمرار اللاكتاز؟

ظهرت المتغيرات الوراثية التي تسمح (لبعض) الأشخاص باستهلاك حليب الثدييات بأمان قبل حوالي 10،000 عامًا أثناء إجراء العملية المحلية. هذه الاختلافات سمحت للسكان الذين لديهم الجين بتوسيع ذخيرتهم الغذائية ، ودمج المزيد من الحليب في نظامهم الغذائي. هذا الاختيار هو من بين الأقوى في الجينوم البشري ، مع تأثير قوي على التكاثر البشري والبقاء.

ومع ذلك ، في ظل هذه الفرضية ، يبدو من المنطقي أن يكون لدى السكان الذين لديهم مستويات أعلى من الاعتماد على الحليب (مثل رعاة البدو) ترددات LP أعلى: لكن هذا ليس صحيحًا دائمًا. لدى الرعاة على المدى الطويل في آسيا ترددات منخفضة جدًا (المغول 12 بالمائة ، الكازاخستانيون 14-30 بالمائة). يمتلك صيادو الرنة من سامي ترددًا منخفضًا مقارنةً بباقي السكان السويديين (40-75 بالمائة مقابل 91 بالمائة). قد يكون ذلك لأن الثدييات المختلفة لها تركيزات مختلفة من اللاكتوز ، أو قد يكون هناك بعض التكيف الصحي الذي لم يتم اكتشافه بعد مع الحليب.

بالإضافة إلى ذلك ، اقترح بعض الباحثين أن الجين لم ينشأ إلا في أوقات الإجهاد البيئي ، عندما كان يجب أن يكون اللبن جزءًا أكبر من النظام الغذائي ، وربما كان من الأصعب على الأفراد تحمل الآثار الضارة للحليب في ظل هذه الظروف.

مصادر:

  • بريتون ، جوينا ، وآخرون. "الأليلات استمرار اللاكتاز تكشف عن أصول جزئية من شرق أفريقيا من رعاة خو جنوب أفريقيا." علم الأحياء الحالي 24.8 (2014): 852-8. طباعة.
  • برغر ، جيه ، وآخرون. "غياب أليل اللاكتاز المرتبط بالإصرار في أوائل العصر الحجري الحديث الأوروبيين." وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم 104.10 (2007): 3736-41. طباعة.
  • دن ، جولي ، وآخرون. "الألبان الأولى في أفريقيا جنوب الصحراء في الألفية الخامسة قبل الميلاد". طبيعة 486.7403 (2012): 390-94. طباعة.
  • Gerbault ، باسكال ، وآخرون. "تطور ثبات اللاكتاز: مثال للبناء المتخصص للبشرية." المعاملات الفلسفية للجمعية الملكية ب: العلوم البيولوجية 366.1566 (2011): 863-77. طباعة.
  • إيتان ، يوفال ، وآخرون. "أصول استمرار اللاكتاز في أوروبا." البيولوجيا الحاسوبية PLOS 5.8 (2009): e1000491. طباعة.
  • جونز ، براوني لي ، وآخرون. "تنوع لاكتاز الثبات في من يشربون الحليب في أفريقيا". علم الوراثة البشرية 134.8 (2015): 917-25. طباعة.
  • ليوناردي وميشيلا وآخرون. "تطور ثبات اللاكتاز في أوروبا. توليفة من الأدلة الأثرية والجينية." مجلة الألبان الدولية 22.2 (2012): 88-97. طباعة.
  • ليبرت ، أنك ، وآخرون. "التوزيعات العالمية لأليلات لاكتاز الثبات والتأثيرات المعقدة للتأليف والاختيار." علم الوراثة البشرية 136.11 (2017): 1445-53. طباعة.
  • مالمستروم ، هيلينا ، وآخرون. "ارتفاع وتيرة عدم تحمل اللاكتوز في مجتمع هنتر- ما قبل التاريخ في شمال أوروبا." البيولوجيا التطورية BMC 10.89 (2010). طباعة.
  • رانشيارو ، أليسيا ، وآخرون. "الأصول الوراثية لاستمرارية اللاكتاز وانتشار الرعي في إفريقيا". المجلة الأمريكية لعلم الوراثة البشرية 94.4 (2014): 496-510. طباعة.
  • Salque ، Mélanie ، وآخرون. "دليل مبكر على صنع الجبن في الألفية السادسة قبل الميلاد في شمال أوروبا". طبيعة 493.7433 (2013): 522-25. طباعة.
  • سيجوريل ، لور ، وسيلين بون. "على تطور اللاكتاز الثبات في البشر." الاستعراض السنوي لعلم الجينوم وعلم الوراثة البشرية 18.1 (2017): 297-319. طباعة.