Περιεχόμενο
- Λακτόζη και Λακτάση
- Συνθήκες για τη λειτουργία των ενζύμων
- Γενετική της επιμονής της γαλακτάσης
- Προέλευση της αντοχής της λακτάσης
Η πλειοψηφία του παγκόσμιου πληθυσμού είναι σε κάποιο βαθμό δυσανεξία στη λακτόζη. Μεταξύ των ευρωπαίων κατοίκων και σε ορισμένες περιοχές της Αφρικής, ωστόσο, η ικανότητα πέψης της λακτόζης στο γάλα και τα γαλακτοκομικά προϊόντα είναι πολύ κοινή. Αυτή η ικανότητα προκαλείται από μια γενετική μετάλλαξη που προκαλεί σε εκείνους που την φέρνουν να συνεχίσουν να παράγουν ένα ένζυμο που ονομάζεται λακτάση και στην ενηλικίωση.
Λακτόζη και Λακτάση
Τόσο το ανθρώπινο όσο και το αγελαδινό γάλα είναι πλούσιο σε μια ζάχαρη που λέγεται λακτόζη Η λακτόζη είναι ένας δισακχαρίτης, ένα μόριο που παράγεται συνδυάζοντας δύο μικρότερα μόρια σακχάρων που ονομάζονται γλυκόζη και γαλακτόζη. Στο νερό, το σάκχαρο λακτόζης τείνει να διασπαστεί σε γλυκόζη και γαλακτόζη, αλλά αυτή η αντίδραση είναι πολύ αργή. Το ένζυμο λακτάση δρα ως καταλύτης για να διευκολύνει την αντίδραση και να το κάνει να συμβαίνει πολύ γρήγορα. Αυτό το ένζυμο αποτελείται από τέσσερις ξεχωριστές υπομονάδες που συναντώνται για να σχηματίσουν ένα και μόνο ένζυμο λειτουργίας. Κάθε υπομονάδα είναι μία μακρά αλυσίδα αμινοξέων που έχουν αρθρωθεί μαζί. Συνολικά, εάν μετρήσετε τον αριθμό των αμινοξέων σε κάθε αλυσίδα, υπάρχουν 4.092 μονάδες αμινοξέων στην πρωτεΐνη.
Συνθήκες για τη λειτουργία των ενζύμων
Το ένζυμο λακτάσης επιτυγχάνει τη βέλτιστη απόδοση του μόνο αν υπάρχει μαγνήσιο και λειτουργεί καλύτερα όταν το pH είναι κοντά στο 6. Όταν το ένζυμο είναι πλήρως κορεσμένο - με άλλα λόγια, όταν η συγκέντρωση της λακτόζης είναι τόσο υψηλή που η αύξηση της δεν έχει να αυξήσει τον ρυθμό αντίδρασης - μπορεί να διασπάσει 60 μόρια λακτόζης ανά δευτερόλεπτο. Ο μηχανισμός με τον οποίο διευκολύνει την αντίδραση περιλαμβάνει δύο γλουταμινικά αμινοξέα που βρίσκονται με τέτοιο τρόπο ώστε όταν το μόριο λακτόζης κολλά στο ένζυμο, αυτά τα αμινοξέα συνεργάζονται για να το χωρίσουν σε δύο.
Γενετική της επιμονής της γαλακτάσης
Ως βρέφη, όλοι οι άνθρωποι παράγουν το ένζυμο λακτάσης στα έντερα τους. Οι περισσότεροι άνθρωποι, εντούτοις, παύουν να παράγουν το ένζυμο στην πρώιμη παιδική ηλικία. Μία μόνο μετάλλαξη κοντά στο γονίδιο για αυτό το ένζυμο σας επιτρέπει να συνεχίσετε να παράγετε λακτάση στην ενηλικίωση - και έτσι να χωνέψετε τη λακτόζη ακόμα και ως ενήλικας. Αυτό το χαρακτηριστικό ονομάζεται επιμονή της λακτάσης και οι άνθρωποι που δεν την έχουν, λέγεται ότι είναι ανεκτικοί στη λακτόζη, αν και η έκταση και η σοβαρότητα της δυσανεξίας στη λακτόζη ποικίλλει σημαντικά μεταξύ των ατόμων.
Προέλευση της αντοχής της λακτάσης
Οι άνθρωποι άρχισαν να καλλιεργούν γαλακτοκομικά μόνο πριν από 10.000 χρόνια. Υπάρχει έντονη συσχέτιση μεταξύ της δημοτικότητας της γαλακτοκομικής καλλιέργειας σε μια δεδομένη περιοχή και της συχνότητας της μετάλλαξης της επίμονης λακτάσης. Οι δύο περιοχές όπου η παραμονή λακτάσης είναι πιο συχνή είναι η Ευρώπη και ορισμένες αφρικανικές χώρες, και στις δύο περιοχές όπου η γαλακτοκομική καλλιέργεια ασκείται για χιλιετίες. Αυτό συνεπάγεται ότι η επιμονή της λακτάσης είναι μια πρόσφατη εξελικτική καινοτομία και ότι υπήρξε έντονη φυσική επιλογή που ευνοεί αυτή τη μετάλλαξη, πράγμα που σημαίνει ότι σε περιοχές όπου η γαλακτοκομική καλλιέργεια ασκείται, οι άνθρωποι που θα μπορούσαν να αφομοιώσουν τα γαλακτοκομικά προϊόντα ήταν πολύ πιθανότερο να επιβιώσουν και να έχουν παιδιά. Γιατί η ικανότητα να τρώνε γαλακτοκομικά είναι τόσο ευεργετική παραμένει ασαφής.