At vende laktoseintolerancen kan gøre det muligt for voksne at nyde en milkshake igen. YAKOBCHUK VIACHESLAV / Shutterstock.com

Efter barndommen, omkring to tredjedele af verdens menneskelige befolkning mister evnen til at fordøje mælk. Så vidt vi ved, mister 100 % af ikke-menneskelige pattedyr også denne evne efter fravænning. Den vedvarende evne til at fordøje laktose, det vigtigste sukker i mælk, til voksenalderen er en biologisk abnormitet.

Laktose kan ikke absorberes direkte i tarmkanalen og skal i stedet nedbrydes til sine to mindre komponentsukkere af et enzym kaldet lactase. Normalt falder aktiviteten af ​​det gen, der producerer laktase, LCT, efter spædbarnsalderen. Nye beviser tyder på, at dette fald ikke sker, fordi den genetiske kode er ændret, men fordi DNA'et er det kemisk modificeret så at lactasegenet er slukket. Sådanne modifikationer, der påvirker genaktivitet, mens de efterlader DNA-sekvensen intakt, kaldes epigenetiske. Den epigenetiske modifikation, der slukker for laktasegenet sker ikke i laktose-tolerante individer. Dette nye fund giver et vigtigt indblik i, hvordan laktoseintolerance udvikler sig med alderen eller efter traumer i tarmkanalen.

Jeg er mikrobiolog, og jeg blev interesseret i årsagerne til laktoseintolerance, fordi det rammer en nær ven. Han er af norsk afstamning og er som de fleste nordmænd genetisk laktosetolerant. Men han blev permanent laktose intolerant i en alder af 45 efter en lang kur med antibiotika.

Der er andre tilfælde af mennesker, der burde være i stand til at fordøje laktose på grund af deres genetik, men mister denne evne sent i livet, enten spontant eller når tyndtarmen er beskadiget af sygdom eller andre traumer. I de fleste tilfælde forsvinder laktoseintolerancen, når den underliggende årsag behandles, men nogle mennesker bliver permanent laktoseintolerante.

Det forekommer muligt, endda sandsynligt, at et sådant traume i fordøjelseskanalen kan udløse den samme epigenetiske ændring, som normalt slukker for laktasegenet i barndommen. Forskere har fundet andre tilfælde af sådanne miljøfremkaldte epigenetiske ændringer, selvom der er behov for mere forskning for at fastslå persistensen og konsekvenserne af disse ændringer.

Laktaseenzymet nedbryder sukkerlaktosen til to mindre sukkerarter, der kan optages i tyndtarmen. http://www.evo-ed.com, CC BY-NC

Laktoseintolerance skyldes for det meste dine gener

Mens evnen til at producere lactase-enzymet vedvarer i voksenalderen hos kun omkring 35 % af voksne på verdensplan, andelen varierer meget blandt etniske grupper. I USA er andelen af ​​laktose-tolerante mennesker ca 64 %, hvilket afspejler blandingen af ​​etniske grupper, der befolker landet.

Voksnes evne til at fordøje laktose dukkede op hos mennesker relativt for nylig. Specifikke genetiske ændringer - kendt som single-nucleotid polymorphisms, SNP'er - der formidler lactase-persistens, opstod uafhængigt i forskellige populationer omkring samme tid som deres domesticering af malkedyr. Ingen af ​​disse SNP'er er i selve lactasegenet, men er i stedet i en nærliggende region af DNA'et, som kontrollere sin aktivitet. Forskere har forsøgt at finde ud af, hvordan disse ændringer udøver deres indflydelse på dette gens adfærd.

Denne SNP, der er placeret 13910 basepar foran lactasegenet, har DNA-baseparret C:G erstattet af en T:A. Ændringen forhindrer tilsyneladende DNA'et i at blive methyleret på dette sted, og derfor forbliver lactasegenet aktivt. http://www.evo-ed.com, CC BY-NC

For nylig har forskere vist, at en af ​​SNP'erne ændrer niveauet af epigenetisk modifikation af DNA'et i lactasegenkontrolregionerne. Specifikt forhindrer SNP små kemiske enheder, kaldet methylgrupper (som består af et kulstof- og tre hydrogenatomer) i at blive knyttet til DNA'et. Methylgrupper er især vigtige til regulering af genaktivitet, fordi når de føjes til DNA'et, slukker de for genet.

Disse undersøgelser antyder, at efter den tidlige barndom er lactasegenet normalt lukket af ved DNA-methylering. SNP'erne, der ændrer DNA-sekvensen i kontrolregionen, forhindrer imidlertid denne methylering i at ske. Dette resulterer igen i produktionen af ​​laktase, fordi genet holdes på.

Til dato, fem forskellige SNP'er er blevet stærkt forbundet med lactase-persistens, og yderligere 10 eller deromkring er blevet fundet i isolerede populationer. De estimerede tidspunkter for fremkomst af disse SNP'er i forskellige kulturer spænder fra 3,000 (Tanzania) til 12,000 (Finland) år siden. At træk vedvarende og spredte sig i disse populationer indikerer, at evnen til at fordøje mælk efter spædbarnsalderen havde en betydelig selektiv fordel.

Mælkesyrebakterier kan fordøje sukkeret laktose og producere mælkesyre som et biprodukt. Dr. Horst Neve, Max Rubner-instituttet, CC BY-SA

Dit mikrobiom og laktoseintolerance

Symptomerne på laktoseintolerance omfatter diarré, mavesmerter, kramper, oppustethed og luft i maven, som alle skyldes manglende nedbrydning af laktose i tyndtarmen. Når ufordøjet laktose bevæger sig ind i tyktarmen, kommer der vand ind for at reducere laktosekoncentrationen, hvilket producerer diarré. Laktosen bliver til sidst spist af mikroorganismer i tyktarmen og producerer, som biprodukter, forskellige gasser, der forårsager oppustethed, kramper og luft i maven.

Nylige undersøgelser har vist, at symptomer på laktoseintolerance kan lindres hos nogle mennesker ved ændrer populationen af ​​deres tarmmikrober, kaldet mikrobiomet, for at fremme laktose-fordøjende bakterier. Specifikt spiser bakterier, kaldet "mælkesyrebakterier", laktosen, men producerer biproduktet mælkesyre i stedet for gas. Mens mælkesyre ikke har nogen næringsværdi, producerer den ikke de ubehagelige symptomer på laktoseintolerance. Det her tilpasning af tarmens mikrobiom kan være, hvordan nogle gamle pastorale populationer uden genetiske beviser for laktase-persistens tolererede en mejeri-rig kost.

Indtagelse af mælkesyrebakterier som et probiotikum kan lindre symptomerne på laktoseintolerance, men disse bakterier fortsætter muligvis ikke i tyktarmen. En lovende ny strategi er at "fodre" mælkesyrebakterierne med et komplekst sukker, som de kan fordøje, men mennesker kan ikke. I indledende kliniske forsøg rapporterede forsøgspersoner, der brugte dette "præbiotikum". forbedret laktosetolerance og havde en tilsvarende skift i deres tarmmikrobiom. Større kliniske forsøg er i gang.

Så der er håb for laktoseintolerante om, at rigtig is kan komme på menuen igen.

Om forfatteren

Patricia L. Foster, professor emerita i biologi, Indiana University

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs oprindelige artikel.

Relaterede bøger

at InnerSelf Market og Amazon