2015. július 29., szerda

Tetten ért evolúció – tejcukor-tolerancia

Egy régi reklám szerint a tej élet, erő és egészség. Pedig ez csak az 5 évnél fiatalabbakra és az emberiség kb. egyharmadára igaz. A kétharmados többség számára a tej hasmenést, puffadást és egyéb kellemetlenséget jelent. A kellemetlen tüneteket a tejben található cukor, a tejcukor, vagy laktóz, fermentációs termékei okozzák, amit a vastagbél bakteriális bélflórája termel. Ezt nevezzük tejcukor-érzékenységnek. Talán meglepő lehet, de éppen a tejcukor-érzékenység a „normális”, vagy ősi állapot, hisz az ember evolúciója során kizárólag a csecsemők találkoztak a tejjel, mint táplálékkal, anyatej formájában. A csecsemők tápcsatornájában képződik egy enzim, a laktáz, amely képes a tejcukor elbontására, így ők gond nélkül képesek megemészteni a tejet. Az anyatejről való leválasztás után azonban feleslegessé válik a laktáz funkciója, ezért 4-5 éves korban a laktáz gén működése fokozatosan leáll. Evvel együtt megszűnik a tejcukor-emésztési képesség és kezdetét veszi a tejfóbia, avagy tejcukor-érzékenységi periódus, amely az egyén egész életét végigkíséri.

Azonban 10-12 ezer évvel ezelőtt egyes népcsoportokban elkezdődött az állatok háziasítása, majd tenyésztése, és a húson kívül bizonyos állatok (tehén, kecske, juh) tejét is fogyasztani kezdték. Ez az újfajta táplálkozási szokás egy érdekes genetikai változás, mutáció elterjedéséhez vezetett: a tejcukor lebontásáért felelős laktáz gén működése nem áll le 4-5 éves korban, hanem felnőtt korban is aktív marad és tejcukor-toleranciát eredményez. A vizsgálatokból megállapítható, hogy ez az evolúciós újdonság a Közép- és Észak-Európában 6-8000 évvel ezelőtt élő pásztorkodó népcsoportokban jelent meg. Más vizsgálatok szerint a Kelet-afrikai szarvasmarha-tenyésztő, valamint az Arab–félszigeti tevetenyésztők között is megjelentek hasonló mutációk. Ezek leszármazottai alkotják a mai humán populáció egyharmadát, akik felnőtt korukban is aktív laktáz génnel rendelkeznek. Földrajzi eloszlásuk meglehetősen egyenlőtlen, mert például az angolok, hollandok és a svédek több mint 90-95 százaléka tejcukor-toleráns. Viszont Észak-Európától délre haladva a mutáció előfordulása fokozatosan csökken a kontinensen. A magyar népesség mintegy kétharmada tejcukor-toleráns, de a spanyoloknak csak a fele. Olyan népcsoportokban, amelyekben a pásztorkodás nem terjedt el, mint például számos ázsiai népcsoport, vagy az ausztrál és amerikai őslakosok, a felnőttek több mint 90-95 százaléka tejcukor-érzékeny.

Ma már többet tudunk a tejcukor-toleranciát eredményező mutációk molekuláris természetéről is. Az európai populációban a laktáz gén (LCT) szabályozó régiójában következett be egy citozin –> timin báziscsere, amely magától a géntől elég messze, 13910 bázispárra található (C/T13910). Érdekes, hogy a nem európai eredetű tejcukor-toleranciát ettől eltérő mutációk okozzák, de a kimutatott báziscserék, C/G13907, T/G13915 és G/C14010, nagyon közel találhatók az európai eredetű mutációhoz. Ezért akár még az is elképzelhető, hogy ezek a változások egyetlen, eddig még ismeretlen szabályozó fehérje, vagy represszor kötőhelyét érintik.

Csupán egyetlen tisztázatlan kérdés vár még a kutatókra: a tejcukor-tolerancia megjelenése óta eltelt 6-8000 év - ami evolúciós mértékkel egy pillanat csupán - önmagában nem indokolja mai széleskörű elterjedtségét, noha nyilvánvaló, hogy ez a mutáció, egy új tápanyagforrás hasznosíthatóságával, szelekciós előnyt nyújtott hordozóinak. Ne feledjük azonban, hogy a tejfogyasztás sajt és joghurt formájában még tejcukor-érzékenyek számára is lehetséges volt, mivel ezek tejcukor-tartalma alacsony. Tehát valami más, speciális körülménynek is szerepet kellett játszania abban, hogy a laktáz mutációt hordozó egyedek a tejcukor-érzékenyekkel szemben jóval nagyobb ütemben szaporodtak. Kutatók elképzelése szerint ezt a plusz körülményt a periodikusan ismétlődő éhínségek és a hűvösebb klíma együttesen eredményezte. 

Elképzelésük szerint, az Észak-Európában letelepedő farmerek növénytermesztéssel és állattenyésztéssel foglalkoztak. Hosszú időn keresztül a növényi eredetű táplálék jobb esetben szezonálisan volt elérhető, rosszabb esetben még így sem, mivel gyakran előfordult, hogy a mediterrán vidéken őshonos gabonafélék, a rövid vegetációs idő miatt, nem értek be. Ilyenkor éhínség söpört végig ezekben a népcsoportokban. Ugyanakkor az állattenyésztés általánossá válásával a tej évszakoktól függetlenül állandó és biztosabb táplálékforrássá vált, aminek a fogyasztása az éhínségek idején minden bizonnyal fokozódott. Alultáplált, legyengült szervezetű és tejcukor-érzékeny emberek esetében a tejfogyasztás bizony nem csak kellemetlen közérzethez, hanem akár halálhoz is vezetett. Evvel szemben a laktáz mutációt hordozókat a tejfogyasztás segítette a túlélésben és így át tudták adni ezt a kedvező mutációt utódaiknak, tehát a tejcukor-tolerancia generációról generációra gyakoribb lett ezekben a népcsoportokban. Bármi is segítette elterjedését, a tejcukor-tolerancia egy olyan evolúciós újdonság, amelynek elterjedése ma is tart, és kitűnő példája a gén – kultúra koevolúciónak.