Съдържание
- Лактоза и лактаза
- Условия за ензимна функция
- Генетика на лактазната персистенция
- Произход на лактазната устойчивост
По-голямата част от световното население е до известна степен непоносимост към лактоза. Сред хората от европейски произход и в някои части на Африка, обаче, способността за усвояване на лактозата в млякото и млечните продукти е много често срещана. Тази способност е породена от генетична мутация, която кара тези, които я носят, да продължат да произвеждат ензим, наречен лактаза, добре в зряла възраст.
Лактоза и лактаза
И човешкото, и кравето мляко са богати на захар, наречена лактоза. Лактозата е дизахарид, молекула, получена чрез комбиниране на две по-малки захарни молекули, наречени глюкоза и галактоза. Във водата лактозната захар има тенденция да се разгражда до глюкоза и галактоза, но тази реакция е много бавна. Ензимът лактаза действа като катализатор, за да улесни реакцията и да я накара да се случи много бързо. Този ензим е съставен от четири отделни субединици, които се обединяват и образуват един единствен функциониращ ензим. Всяка субединица е дълга верига от аминокиселини, нанизани заедно. Като цяло, ако преброите броя на аминокиселините във всяка верига, има 4 092 аминокиселинни единици в протеина.
Условия за ензимна функция
Ензимът лактаза постига оптималните си резултати само ако присъства магнезий и той функционира най-добре, когато рН е близо до 6. Когато ензимът е напълно наситен - с други думи, когато концентрацията на лактоза е толкова висока, че увеличаването й още повече увеличете скоростта на реакцията - тя може да разгради 60 молекули лактоза в секунда. Механизмът, чрез който улеснява реакцията, включва две глутаматни аминокиселини, разположени по такъв начин, че след като молекулата лактоза се придържа към ензима, тези аминокиселини си сътрудничат, като я разделят на две.
Генетика на лактазната персистенция
Като бебета, всички хора произвеждат ензима лактаза в червата си. Повечето хора обаче престават да произвеждат ензима в ранна детска възраст. Единична мутация, близка до гена за този ензим, ви позволява да продължите да произвеждате лактаза в зряла възраст - и по този начин да усвоявате лактозата дори като възрастен. Тази черта се нарича лактазна персистентност, а хората, които я липсват, се казва, че имат непоносимост към лактоза, въпреки че степента и тежестта на лактозната непоносимост варира значително при хората.
Произход на лактазната устойчивост
Хората започват да отглеждат млечни продукти само преди около 10 000 години. Съществува силна зависимост между популярността на млекопроизводството в даден регион и честотата на мутацията на лактазна персистенция. Двата региона, където лактазната персистенция е най-честа, са Европа и някои африкански страни, и двата региона, където млекопроизводството се практикува от хилядолетия. Това означава, че лактазната устойчивост е скорошно еволюционно нововъведение и че има силна естествена селекция, благоприятстваща тази мутация, което означава, че в региони, където се практикува млекопроизводството, хората, които могат да усвояват млечни продукти, са много по-склонни да оцелеят и да имат деца. Защо способността да се яде млечна е била толкова полезна остава неясна.