อ่าน 20 นาที
ความคงอยู่ของแลคเตส
การคงอยู่ ของ เอนไซม์ แลคเตส หรือความทนทานต่อแลคโตสคือการทำงานอย่างต่อเนื่อง ของเอนไซม์ แลคเตส ในวัยผู้ใหญ่ ทำให้สามารถย่อยแลคโตสในนมได้ ในสัตว์
ความคงอยู่ของแลคเตส
การคงอยู่ ของ เอนไซม์ แลคเตส หรือความทนทานต่อแลคโตสคือการทำงานอย่างต่อเนื่อง ของเอนไซม์ แลคเตส ในวัยผู้ใหญ่ ทำให้สามารถย่อยแลคโตสในนมได้ ในสัตว์ เลี้ยงลูกด้วยนมส่วนใหญ่การทำงานของเอนไซม์จะลดลงอย่างมากหลังหย่านม[ 1 ]อย่างไรก็ตาม ในประชากรมนุษย์บางกลุ่ม การคงอยู่ของเอนไซม์แลคเตสได้พัฒนาขึ้น เมื่อไม่นานมานี้ [ 2 ]เพื่อเป็นการปรับตัวต่อการบริโภคนมและผลิตภัณฑ์นมที่ไม่ใช่นมมนุษย์หลังจากวัยทารก[ 3 ]การคงอยู่ของเอนไซม์แลคเตสมีอัตราสูงมากในชาวยุโรปเหนือ ทั่วโลก คนส่วนใหญ่ไม่มี เอนไซม์แลคเตส ที่คงอยู่[ 1 ]และได้รับผลกระทบจากภาวะไม่ทนต่อแลคโตส ในระดับต่างๆ เมื่อเป็นผู้ใหญ่ อย่างไรก็ตาม การคงอยู่ของเอนไซม์แลคเตสและภาวะไม่ทนต่อแลคโตสอาจเกิดขึ้นพร้อมกันได้
การกระจายตัวทั่วโลกของฟีโนไทป์

การกระจายตัวของฟีโนไทป์ การคงอยู่ของแลคเตส (LP) หรือความสามารถในการย่อยแลคโตสไปจนถึงวัยผู้ใหญ่ ไม่ได้เป็นเนื้อเดียวกันทั่วโลก ความถี่ของการคงอยู่ของแลคเตสมีความแปรปรวนสูง ในยุโรป การกระจายตัวของฟีโนไทป์การคงอยู่ของแลคเตสเป็นแบบคลินัล (แปรผันตามภูมิศาสตร์) โดยมีความถี่ตั้งแต่ 15–54% ในภาคตะวันออกเฉียงใต้ไปจนถึง 89–96% ในภาคตะวันตกเฉียงเหนือ[ 4 ]ตัวอย่างเช่น คาดการณ์ว่า ชาวกรีก เพียง 17% และชาวซาร์ดิเนีย 14% เท่านั้น ที่จะมีฟีโนไทป์นี้ ในขณะที่คาดการณ์ว่าประมาณ 80–100% ของผู้คนในยุโรปเหนือและยุโรปกลางจะสามารถย่อยแลคเตสได้[ 5 ]ในทำนองเดียวกัน ความถี่ของการคงอยู่ของแลคเตสมีลักษณะเป็นลำดับขั้นในอินเดีย: การศึกษาในปี 2011 ในบุคคล 2,284 คน พบว่าความชุกของ LP ใน ชุมชน RorของHaryanaทางตะวันตกเฉียงเหนืออยู่ที่ 48.95% ลดลงเหลือ 1.5% ในชาวอันดามันทางตะวันออกเฉียงใต้ และ 0.8% ในชุมชนชาวทิเบต-พม่าทางตะวันออกเฉียงเหนือ[ 6 ] [ 7 ]
ความถี่สูงของการคงอยู่ของแลคเตสยังพบได้ในบางพื้นที่ในแอฟริกาใต้ทะเลทรายซาฮารา[ 8 ] [ 9 ] และในตะวันออกกลาง[ 10 ] [ 11 ] แต่สถานการณ์ที่พบบ่อยที่สุดคือการคงอยู่ของแลคเตสในระดับปานกลางถึงต่ำ: ระดับปานกลาง (11–32%) ในเอเชียกลาง[ 12 ]ระดับต่ำ (≤5%) ในชาวอเมริกันพื้นเมือง ชาวเอเชียตะวันออก ประชากรชาวจีนส่วนใหญ่[ 2 ]และประชากรชาวแอฟริกันบางกลุ่ม[ 4 ] [ 5 ] [ 12 ]
ในแอฟริกา การกระจายตัวของความสามารถในการย่อยแลคเตสมีลักษณะ "ไม่สม่ำเสมอ" [ 13 ] [ 14 ] [ 4 ]พบความแปรผันของความถี่สูงในประชากรที่อยู่ใกล้เคียงกัน เช่น ระหว่างชาวเบจาและชาวนิโลเตสจากซูดาน[ 15 ]ทำให้การศึกษาการกระจายตัวของความสามารถในการย่อยแลคเตสทำได้ยากขึ้น[ 5 ]พบเปอร์เซ็นต์ของฟีโนไทป์ความสามารถในการย่อยแลคเตสสูงใน ประชากร เลี้ยงสัตว์ แบบดั้งเดิม เช่นชาวฟูลานีและชาวเบดูอิน[ 4 ] [ 16 ]
การคงอยู่ของแลคเตสพบได้ทั่วไปในชาวงูนิและประชากรเลี้ยงสัตว์อื่นๆ บางกลุ่มในแอฟริกาใต้ อันเป็นผลมาจากการบริโภคผลิตภัณฑ์นมในอาหารของพวกเขา อย่างไรก็ตาม การคงอยู่ของแลคเตสในหมู่ชาวงูนิพบได้น้อยกว่าในประชากรยุโรปเหนือ เนื่องจากตามประเพณีแล้ว การบริโภคผลิตภัณฑ์นมของพวกเขาส่วนใหญ่มาในรูปแบบของอะมาซี (รู้จักกันในภาษาแอฟริกันว่า มาส) ซึ่งมีแลคโตสน้อยกว่านมสดดิบอันเป็นผลมาจากกระบวนการหมัก[ 17 ] [ 16 ] [ 18 ] [ 19 ] [ 20 ]
พันธุศาสตร์

การศึกษาหลายชิ้นบ่งชี้ว่าการมีอยู่ของ ฟีโนไทป์สองแบบคือ "แลคเตสคงอยู่" (ฟีโนไทป์ที่ได้มา) และ "แลคเตสไม่คงอยู่" ( ภาวะขาดแลคเตส ) นั้นถูกกำหนดโดยพันธุกรรม และการคงอยู่ของแลคเตสไม่จำเป็นต้องขึ้นอยู่กับการบริโภคแลคโตสหลังจากช่วงให้นมบุตร[ 21 ] [ 22 ]
ฟีโนไทป์ที่คงอยู่ของแลคเตสเกี่ยวข้องกับ การแสดงออก ของ mRNA ที่สูง กิจกรรมของแลคเตสที่ สูงและด้วยเหตุนี้จึงมีความสามารถในการย่อยแลคโตส ในขณะที่ฟีโนไทป์ที่ไม่คงอยู่ของแลคเตสเกี่ยวข้องกับการแสดงออกของ mRNA ที่ต่ำและกิจกรรมของแลคเตสที่ต่ำ[ 23 ]เอนไซม์แลคเตสถูกเข้ารหัสโดยยีนLCT [ 21 ]
ภาวะพร่องเอนไซม์แลคเตสเป็นที่ทราบกันว่าถ่ายทอดทางพันธุกรรมแบบด้อยและแบบออโตโซม ซึ่งหมายความว่าบุคคลที่มีฟีโนไทป์ที่ไม่คงอยู่จะเป็นโฮโมไซกัสและได้รับอัลลีลที่ มีกิจกรรมแลคเตสต่ำสองสำเนา (อัลลีลบรรพบุรุษ) จากพ่อแม่ของพวกเขา ซึ่งอาจเป็นโฮโมไซกัสหรืออย่างน้อยก็ เป็น เฮเทอโรไซกัสสำหรับอัลลีลนั้น[ 21 ]จำเป็นต้องมีอัลลีลที่มีกิจกรรมสูงเพียงหนึ่งเดียวเพื่อให้มีแลคเตสคงอยู่[ 21 ] [ 22 ]การคงอยู่ของแลคเตสมีพฤติกรรมเหมือนลักษณะเด่น เนื่องจากระดับกิจกรรมของแลคเตสครึ่งหนึ่งก็เพียงพอที่จะแสดงให้เห็นถึงการย่อยแลคโตสอย่างมีนัยสำคัญ[ 1 ] การปิดกั้นการถอดรหัส แบบซิสแอคติ้งของยีนแลคเตสเป็นสาเหตุของฟีโนไทป์พร่องเอนไซม์แลคเตส[ 21 ] [ 22 ]นอกจากนี้ การศึกษายังแสดงให้เห็นว่าพบเพียงแปดกรณีที่พ่อแม่ของเด็กที่มีแลคเตสคงอยู่มีภาวะพร่องเอนไซม์แลคเตสทั้งคู่[ 1 ]แม้ว่าปัจจัยทางพันธุกรรมและโภชนาการที่หลากหลายจะเป็นตัวกำหนดการแสดงออกของแลคเตส แต่ก็ยังไม่พบหลักฐานใดๆ เกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงการแสดงออกของแลคเตสแบบปรับตัวได้ภายในแต่ละบุคคลเพื่อตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงระดับการบริโภคแลคโตส[ 1 ]ฟีโนไทป์ที่แตกต่างกันสองแบบของภาวะพร่องแลคเตส ได้แก่ ฟีโนไทป์ I ซึ่งมีลักษณะเฉพาะคือการสังเคราะห์สารตั้งต้น LPH ลดลง และฟีโนไทป์ II ซึ่งเกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์สารตั้งต้นอย่างเพียงพอ แต่การเปลี่ยนโปรตีนไปเป็นโมเลกุลที่สมบูรณ์ลดลง[ 24 ] เอนไซม์แลคเตสมีไซต์ที่ออกฤทธิ์สองไซต์ซึ่งย่อยสลายแลคโตส ไซต์แรกอยู่ที่ Glu1273 และไซต์ที่สองอยู่ที่ Glu1749 ซึ่งย่อยสลายแลคโตสแยกกันเป็นโมเลกุลสองชนิดที่แตกต่างกัน[ 1 ]
การกลายพันธุ์อย่างน้อยหกรายการ ( โพลีมอร์ฟิซึมของนิวคลีโอไทด์เดี่ยว – SNPs) เกี่ยวข้องกับการแสดงออกของแลคเต ส [ 25 ] การกลายพันธุ์ เหล่านี้ทั้งหมดตั้งอยู่ในบริเวณของยีนMCM6ต้นน้ำของLCTบริเวณนี้ถือเป็นบริเวณตัวเร่งการถอดรหัสของLCT [ 26 ] [ 27 ] [ 28 ] ตัวแปรทางพันธุกรรมที่ระบุได้ตัวแรกที่เกี่ยวข้องกับการคงอยู่ของแลคเตสคือ C/T*−13910 [ 29 ]อัลลีลบรรพบุรุษคือ C และอัลลีลที่ได้มา – ที่เกี่ยวข้องกับการคงอยู่ของแลคเตส – คือ T ในการศึกษาเดียวกันนี้ พบว่าตัวแปรอีกตัวหนึ่งมีความสัมพันธ์กับฟีโนไทป์ในกรณีส่วนใหญ่เช่นกัน: G*/A-22018
อัลลีลอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องกับการคงอยู่ของแลคเตสได้รับการระบุแล้ว ได้แก่ G/C*-14010, [ 16 ] C/G*-13907, [ 16 ] [ 14 ] [ 30 ]และ T/G*-13915 [ 31 ]ตัวแปรนี้ถูกอธิบายว่าเป็นส่วนหนึ่งของอัลลีลผสมที่มี T/C*3712 อยู่ด้วย[ 28 ]ตัวแปรทั้งสามนี้แพร่หลายในบางประชากร มีการรายงานตัวแปรที่หายากในงานวิจัยบางชิ้น เช่น G/A*14107 ในกลุ่ม Xhosa [ 32 ]และกลุ่ม Fulani (จากมาลี); [ 25 ]และ C/T*13906 ในกลุ่ม Fulani (จากมาลี) [ 25 ]
อัลลีลที่ทำให้เกิดการคงอยู่ของเอนไซม์แลคเตสมีการกระจายตัวทางภูมิศาสตร์ที่แตกต่างกัน ในประชากรยุโรปและประชากรที่มีเชื้อสายยุโรป อัลลีลเหล่านี้เกือบทั้งหมดมีความสัมพันธ์กับการมีอยู่ของตัวแปร −13,910 C/T ในบริเวณตัวเร่งปฏิกิริยาของยีนแลคเตส ( LCT )
สิ่งนี้แตกต่างจากการกระจายตัวของอัลลีลที่ทำให้เกิดความสามารถในการย่อยแลคโตสในส่วนอื่นๆ ของโลก โดยเฉพาะในแอฟริกาและตะวันออกกลาง ซึ่งมีอัลลีลหลายชนิดอยู่ร่วมกัน
อัลลีล T/G*-13915 พบมากในประชากรจากแอฟริกาตะวันออกและเหนือ และตะวันออกกลาง อัลลีล G/C*-14010 ถูกระบุในแอฟริกาตะวันออก[ 33 ]อัลลีล C/G*13907 ได้รับการอธิบายในซูดานและเอธิโอเปีย[ 16 ] [ 30 ] [ 34 ]อัลลีล "ยุโรป" T*13910 ยังพบในประชากรบางกลุ่มจากแอฟริกา รวมถึงชาวฟูลานี (จากมาลี[ 25 ]ซูดาน[ 35 ]และแคเมรูน[ 30 ] ) และชาวโคเอจากแอฟริกาใต้[ 19 ] [ 20 ]อัลลีลนี้ยังพบในเอเชียกลางด้วย[ 12 ]
ยังไม่ทราบแน่ชัดว่าตัวแปรต่างๆ ที่อธิบายไว้ข้างต้นควบคุม การแสดงออก ของ LCT อย่างไร ตัวแปรที่ระบุได้จนถึงขณะนี้ยังไม่พบว่าเป็นสาเหตุเฉพาะของการคงอยู่ของแลคเตส และเป็นไปได้ว่าอาจมีอัลลีลอื่นๆ ที่ยังไม่ถูกค้นพบ[ 36 ]หากเรามุ่งเน้นไปที่ "ตัวแปรยุโรป" ตำแหน่ง −13910 มีหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาบนโปรโมเตอร์ของแลคเตส (โปรโมเตอร์ช่วยอำนวยความสะดวกในการถอดรหัส ยีน LCT ) T−13910 เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่มากกว่า C−13910 ดังนั้นจึงคิดว่าตัวแปรนี้เป็นสาเหตุของความแตกต่างในการแสดงออกของแลคเตส[ 37 ]แม้ว่าจะยังไม่พบหลักฐานเพียงพอที่จะพิสูจน์ว่าการคงอยู่ของแลคเตสเกิดจาก C−13910→T−13910 เพียงอย่างเดียว[ 21 ]
นอกจากนี้ จากการศึกษาวิจัยหนึ่งที่เกี่ยวข้องกับประชากรชาวฟินแลนด์ พบว่ายีนแลคเตสมีการแสดงออกสูงขึ้นเมื่อ G−22018 รวมกับ T-13910 [ 21 ]
ข้อได้เปรียบเชิงวิวัฒนาการ
การคงอยู่ของแลคเตสเป็นตัวอย่างในตำราของการคัดเลือกโดยธรรมชาติในมนุษย์: มีรายงานว่ามีแรงกดดันในการคัดเลือกที่แข็งแกร่งกว่ายีนของมนุษย์ที่รู้จักอื่นๆ[ 21 ]อย่างไรก็ตาม เหตุผลเฉพาะเจาะจงว่าทำไมการคงอยู่ของแลคเตสจึงให้ประโยชน์ในการคัดเลือก "ยังคงเปิดให้คาดเดา" [ 38 ]
มีหลักฐานหลายชิ้นที่แสดงให้เห็นถึงการคัดเลือกเชิงบวกที่เกิดขึ้นกับอัลลีล T*-13910 ได้แก่ ตั้งอยู่ในช่วงโฮโมไซโกซิตี้ประมาณ 1 Mb; [ 39 ]ความแรงของการคัดเลือกนั้นคล้ายคลึงกับที่ประเมินไว้สำหรับความต้านทานต่อมาลาเรีย[ 2 ] การอนุมาน แฮพลอไทป์ดำเนินการกับข้อมูลจากประชากรในเอเชียกลาง ตรวจพบการคัดเลือกที่นั่นเช่นกัน แม้ว่าจะอ่อนกว่าในประชากรยุโรป[ 12 ]ดังนั้น แม้ว่า T*13910 อาจไม่ใช่สาเหตุของการคงอยู่ของแลคเตส แต่ก็ได้รับการคัดเลือกในระหว่างประวัติศาสตร์วิวัฒนาการของมนุษย์
ตัวแปรอื่นๆ ก็ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าอยู่ภายใต้การคัดเลือกเช่นกัน อัลลีล C*-14010 ตั้งอยู่บนช่วงโฮโมไซโกซิตี้ที่ยาวเป็นพิเศษ (> 2 Mb) [ 16 ]
อัลลีลผสม G*-13915 และ C*-3712 ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าตั้งอยู่บนช่วงโฮโมไซโกซิตี้ที่ยาว (1.1 Mb [ 16 ]ถึง 1.3 Mb [ 28 ] )
ความสามารถในการย่อยแลคโตสไม่ใช่ความแปลกใหม่ทางวิวัฒนาการในประชากรมนุษย์ สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมเกือบทั้งหมดเริ่มต้นชีวิตด้วยความสามารถในการย่อยแลคโตส ลักษณะนี้เป็นประโยชน์ในช่วงวัยทารก เนื่องจากนมเป็นแหล่งโภชนาการหลัก เมื่อหย่านมและเริ่มรับประทานอาหารอื่น นมก็จะไม่ถูกบริโภคอีกต่อไป ส่งผลให้ความสามารถในการย่อยแลคโตสไม่ได้ให้ประโยชน์ด้านความเหมาะสมที่ชัดเจนอีกต่อไป[ 40 ]สิ่งนี้เห็นได้ชัดจากการตรวจสอบยีนแลคเตสของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ( LCT ) ซึ่งการแสดงออกจะลดลงหลังจากหย่านม ส่งผลให้การผลิตเอนไซม์แลคเตสลดลง[ 40 ]เมื่อเอนไซม์เหล่านี้ถูกผลิตในปริมาณน้อย จะทำให้เกิดภาวะแลคเตสไม่คงอยู่ (LNP) [ 35 ]
ความสามารถในการย่อยนมสดตลอดช่วงวัยผู้ใหญ่ถูกกำหนดโดยพันธุกรรมด้วยตัวแปรต่างๆ ซึ่งตั้งอยู่เหนือ ยีน LCTและแตกต่างกันไปในแต่ละประชากร[ 41 ]ตัวแปรเหล่านี้พบได้ในความถี่สูงมากในบางประชากรและแสดงให้เห็นถึงสัญญาณของการคัดเลือก มีสมมติฐานที่น่าสนใจสองข้อที่มีทฤษฎีที่แตกต่างกันซึ่งพยายามอธิบายว่าเหตุใดฟีโนไทป์การคงอยู่ของแลคเตสจึงได้รับการคัดเลือกในเชิงบวก[ 4 ]ข้อแรกที่เรียกว่าสมมติฐานทางวัฒนธรรมและประวัติศาสตร์ระบุว่าสาเหตุหลักของ LP คือการนำผลิตภัณฑ์อาหารที่ทำจากนมเข้ามาในอาหาร[ 4 ]ในขณะที่สมมติฐานสาเหตุย้อนกลับโต้แย้งว่าการบริโภคนมได้รับการยอมรับจากสังคมที่มีความถี่ของ LP สูงอยู่แล้ว[ 4 ]
การปรับตัวทางวัฒนธรรม
ประชากรผู้เลี้ยงสัตว์มักมีระดับการคงอยู่ของเอนไซม์แลคเตสสูง ตามสมมติฐานหนึ่ง การคงอยู่ของเอนไซม์แลคเตสมีข้อได้เปรียบทางโภชนาการในประชากรผู้เลี้ยงสัตว์ เนื่องจากนมมีแคลอรีและความหนาแน่นทางโภชนาการสูง[ 2 ] [ 16 ]บุคคลที่แสดงฟีโนไทป์ที่คงอยู่ของเอนไซม์แลคเตสจะมีข้อได้เปรียบทางโภชนาการอย่างมีนัยสำคัญ[ 35 ]ซึ่งหมายความว่าพวกเขาจะมีการแข่งขันน้อยลงสำหรับทรัพยากรโดยการได้รับแหล่งอาหารรองคือนม[ 42 ]
นมในฐานะแหล่งโภชนาการอาจมีข้อได้เปรียบมากกว่าเนื้อสัตว์ เนื่องจากสามารถผลิตได้เร็วกว่าเนื้อสัตว์ นอกจากนี้ นมยังโดยทั่วไปมีการปนเปื้อนน้อยกว่าน้ำ ซึ่งช่วยลดการสัมผัสกับเชื้อโรคหรือปรสิต[ 43 ]
ในทางตรงกันข้าม สำหรับสังคมที่ไม่ได้มีส่วนร่วมในพฤติกรรมการเลี้ยงสัตว์ ไม่มีข้อได้เปรียบเชิงคัดเลือกสำหรับการคงอยู่ของแลคเตส และจีโนไทป์และฟีโนไทป์ของการคงอยู่ของแลคเตสยังคงหายาก[ 1 ]
ตัวอย่างเช่น ในเอเชียตะวันออก แหล่งข้อมูลทางประวัติศาสตร์ยังยืนยันว่าชาวจีนไม่ได้บริโภคนม ในขณะที่ชนเผ่าเร่ร่อนที่อาศัยอยู่ตามชายแดนทางเหนือและตะวันตกบริโภคนม ซึ่งสะท้อนให้เห็นถึงการกระจายตัวของภาวะไม่ทนต่อแลคโตสในปัจจุบัน ประเทศจีนเป็นที่รู้จักกันดีว่าเป็นสถานที่ที่มีภาวะไม่ทนต่อแลคโตสต่ำ ในขณะที่ในมองโกเลียและทุ่งหญ้าสเตปป์ของเอเชียนมและผลิตภัณฑ์จากนมเป็นแหล่งโภชนาการหลัก อย่างไรก็ตาม ชาวทุ่งหญ้าสเตปป์ ในเอเชียตะวันออก ในปัจจุบัน ส่วนใหญ่บริโภคนมหมัก ที่เรียกว่า คูมิสซึ่งแทบไม่มีแลคโตสเลย เนื่องจากแลคโตสถูกทำลายไปเกือบหมดในระหว่าง กระบวนการ หมักทำให้ผลิตภัณฑ์นี้ปลอดภัยสำหรับการดื่มสำหรับทุกคนที่มีภาวะไม่ทนต่อแลคโตส[ 44 ]
มีการเสนอสถานการณ์สองแบบสำหรับสมมติฐานนี้: อย่างแรกคือ การคงอยู่ของเอนไซม์แลคเตสพัฒนาขึ้นและได้รับการคัดเลือกหลังจากเริ่มมีการปฏิบัติแบบเลี้ยงสัตว์ (สมมติฐานทางวัฒนธรรมและประวัติศาสตร์) หรืออย่างที่สองคือ การเลี้ยงสัตว์แพร่กระจายเฉพาะในประชากรที่มีการคงอยู่ของเอนไซม์แลคเตสในความถี่สูงอยู่แล้ว (สมมติฐานสาเหตุย้อนกลับ) มีข้อยกเว้นสำหรับสมมติฐานนี้ เช่น ชาวฮัดซา (แทนซาเนีย) ซึ่งเป็นกลุ่มนักล่าและเก็บเกี่ยว ที่มีฟีโนไทป์การคงอยู่ของเอนไซม์แลคเตสถึง 50% [ 16 ]
ประโยชน์ของการมีเอนไซม์แลคเตสคงอยู่เมื่อเป็นผู้ใหญ่
การบริโภคแลคโตสได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีประโยชน์ต่อมนุษย์ที่มีเอนไซม์แลคเตสคงอยู่จนถึงวัยผู้ใหญ่ ตัวอย่างเช่น การศึกษา British Women's Heart and Health Study ปี 2009 [ 45 ]ได้ตรวจสอบผลกระทบต่อสุขภาพของผู้หญิงจากอัลลีลที่เข้ารหัสสำหรับเอนไซม์แลคเตสคงอยู่ โดยที่อัลลีล C บ่งชี้ถึงการไม่มีเอนไซม์แลคเตสคงอยู่ และอัลลีล T บ่งชี้ถึงการมีเอนไซม์แลคเตสคงอยู่ การศึกษาพบว่าผู้หญิงที่เป็นโฮโมไซกัสสำหรับอัลลีล C มีสุขภาพแย่กว่าผู้หญิงที่มีอัลลีล C และ T และผู้หญิงที่มีอัลลีล T สองตัว ผู้หญิงที่เป็น CC รายงานว่ามีกระดูกสะโพกและข้อมือหักมากขึ้นโรคกระดูกพรุน มากขึ้น และต้อกระจก มากขึ้น กว่ากลุ่มอื่นๆ[ 46 ]พวกเธอยังมีส่วนสูงเฉลี่ยสั้นกว่าผู้หญิงคนอื่นๆ 4-6 มม. และมีน้ำหนักน้อยกว่าเล็กน้อยด้วย[ 46 ]นอกจากนี้ ยังพบว่าปัจจัยต่างๆ เช่น ลักษณะทางเมตาบอลิซึม สถานะทางเศรษฐกิจและสังคม วิถีชีวิต และภาวะเจริญพันธุ์ ไม่มีความสัมพันธ์กับผลการวิจัย ซึ่งแสดงให้เห็นว่าการปรับปรุงสุขภาพของผู้หญิงเหล่านี้เป็นผลมาจากการบริโภคผลิตภัณฑ์นมและแสดงให้เห็นถึงความคงอยู่ของเอนไซม์แลคเตส
สมมติฐานการดูดซึมแคลเซียม
ความเป็นไปได้อีกประการหนึ่งคือสมมติฐานการดูดซึมแคลเซียม[ 14 ] [ 46 ]แลคโตสส่งเสริมการดูดซึมแคลเซียมในลำไส้ ช่วยรักษาแคลเซียมให้อยู่ในรูปที่ละลายได้ ซึ่งอาจเป็นประโยชน์ในภูมิภาคที่มีแสงแดดน้อย ซึ่งวิตามินดีซึ่งจำเป็นต่อการขนส่งแคลเซียมเป็นปัจจัยจำกัด ยีนที่ทำให้เกิดความคงทนของแลคเตสได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีความสัมพันธ์กับระดับวิตามินดีที่สูงขึ้น[ 47 ]
พบว่าความสัมพันธ์ระหว่างความถี่ของการคงอยู่ของแลคเตสและละติจูดในประชากร 33 กลุ่มในยุโรปเป็นไปในทิศทางบวกและมีนัยสำคัญ ในขณะที่ความสัมพันธ์ระหว่างการคงอยู่ของแลคเตสและลองจิจูดไม่มีนัยสำคัญ ซึ่งแสดงให้เห็นว่าการดูดซึมแลคโตสในระดับสูงนั้นมีประโยชน์ในพื้นที่ที่มีแสงแดดน้อยในยุโรปเหนือ[ 48 ]
การดูดซึมแคลเซียมที่เพิ่มขึ้นช่วยป้องกันโรคกระดูกอ่อนและโรคกระดูกพรุน[ 1 ]
สมมติฐานเกี่ยวกับสภาพภูมิอากาศแห้งแล้ง
มีการเสนอสมมติฐานเฉพาะสำหรับสภาพอากาศแห้งแล้ง: [ 49 ]ที่นี่ นมไม่เพียงแต่เป็นแหล่งสารอาหาร แต่ยังเป็นแหล่งของเหลว ซึ่งอาจเป็นประโยชน์อย่างยิ่งในช่วงการระบาดของโรคทางเดินอาหาร เช่น อหิวาตกโรค (ในกรณีที่น้ำปนเปื้อน) ประชากรมนุษย์มีความแตกต่างกันในความชุกของความคงอยู่ของเอนไซม์แลคเตสตามพันธุกรรม ความทนทานต่อแลคโตสตามลักษณะทางฟีโนไทป์ และการบริโภคนมเป็นประจำ[ 50 ]ความสามารถของแต่ละบุคคลในการดูดซึมนมนั้นแพร่หลายภายใต้เงื่อนไขสามประการ
- ในพื้นที่ละติจูดสูงที่มีรังสีอัลตราไวโอเลตบีไม่เพียงพอ จะทำให้เกิดภาวะขาดแคลเซียมและวิตามินดี
- ในพื้นที่แห้งแล้งซึ่ง ขาดแคลนน้ำจืดนมจึงกลายเป็นแหล่งน้ำที่จำเป็นอย่างยิ่ง
- สภาพแวดล้อมแบบชนบทที่การเลี้ยงวัวทำให้มีน้ำนมอุดมสมบูรณ์[ 50 ]
การคงอยู่ของเอนไซม์แลคเตสและความต้านทานต่อมาลาเรีย
การศึกษาหนึ่งชี้ให้เห็นว่าการคงอยู่ของแลคเตสได้รับการคัดเลือกควบคู่ไปกับความต้านทานต่อมาลาเรียในชาวฟูลานีจากมาลี[ 25 ] กลไกที่เสนอ ได้แก่ ข้อได้เปรียบทางโภชนาการของนม ปริมาณกรด p -aminobenzoic ต่ำเมื่อเทียบกับอาหารที่ไม่มีนม การรับประทานสารปรับภูมิคุ้มกันที่มีอยู่ในนม
การขาดเอนไซม์แลคเตสในประชากรที่พึ่งพานมเป็นหลัก
แม้ว่าจะมีการกล่าวถึงข้อได้เปรียบเชิงเลือกของการคงอยู่ของเอนไซม์แลคเตส แต่ก็มีการศึกษาในกลุ่มชาติพันธุ์ที่ประชากรแม้จะพึ่งพาการบริโภคนมอย่างมาก แต่ปัจจุบันกลับมีอัตราการคงอยู่ของเอนไซม์แลคเตสต่ำ[ 14 ]การศึกษาในกลุ่มบุคคล 303 คนจากเผ่าเบจาและ 282 คนจากเผ่าไนโลติกต่างๆ ในซูดาน พบความแตกต่างอย่างชัดเจนระหว่างการกระจายตัวของฟีโนไทป์ของเอนไซม์แลคเตสในประชากรทั้งสองกลุ่ม การคงอยู่ของเอนไซม์แลคเตสถูกกำหนดโดยการทดสอบลมหายใจด้วยไฮโดรเจนความถี่ของผู้ที่ดูดซึมแลคโตสไม่ได้อยู่ที่ 18.4% ในสมาชิกของเผ่าเบจาที่มีอายุมากกว่า 30 ปี และ 73.3% ในสมาชิกของเผ่าไนโลติกที่มีอายุมากกว่า 30 ปี[ 15 ]
ประวัติวิวัฒนาการ
ตามสมมติฐานวิวัฒนาการร่วมของยีนและวัฒนธรรม ความสามารถในการย่อยแลคโตสจนถึงวัยผู้ใหญ่ (การคงอยู่ของแลคเตส) กลายเป็นข้อได้เปรียบสำหรับมนุษย์หลังจากการประดิษฐ์การเลี้ยงสัตว์และการเลี้ยงสัตว์สายพันธุ์ต่างๆ ที่สามารถให้แหล่งนมได้อย่างสม่ำเสมอ ประชากร นักล่าและเก็บเกี่ยวในยุคก่อนการปฏิวัติยุคหินใหม่ ส่วนใหญ่ ไม่สามารถย่อยแลคโตสได้[ 51 ] [ 52 ]เช่นเดียวกับนักล่าและเก็บเกี่ยวในปัจจุบัน การศึกษาทางพันธุกรรมชี้ให้เห็นว่าอัลลีลที่เก่าแก่ที่สุดที่เกี่ยวข้องกับการคงอยู่ของแลคเตสเพิ่งมีระดับที่น่าสังเกตในประชากรมนุษย์ในช่วง 10,000 ปีที่ผ่านมา[ 53 ] [ 2 ]ซึ่งสอดคล้องกับการเริ่มต้นของการเลี้ยงสัตว์ ซึ่งเกิดขึ้นในช่วงการเปลี่ยนผ่านของยุคหินใหม่ ดังนั้น การคงอยู่ของแลคเตสจึงมักถูกยกมาเป็นตัวอย่างของวิวัฒนาการของมนุษย์เมื่อไม่นานมานี้[ 16 ]และเนื่องจากการคงอยู่ของแลคเตสเป็นลักษณะทางพันธุกรรม แต่การเลี้ยงสัตว์เป็นลักษณะทางวัฒนธรรม จึงเกิดวิวัฒนาการร่วมกันระหว่างยีนและวัฒนธรรม ใน ภาวะพึ่งพาอาศัยกันระหว่างมนุษย์และสัตว์ ซึ่งเริ่มต้นขึ้นพร้อมกับ การมาถึงของเกษตรกรรม[ 54 ]
ขึ้นอยู่กับประชากร สมมติฐานข้อใดข้อหนึ่งเกี่ยวกับข้อได้เปรียบเชิงเลือกของการคงอยู่ของแลคเตสอาจมีความเกี่ยวข้องมากกว่า: ในยุโรปเหนือ สมมติฐานการดูดซึมแคลเซียมอาจเป็นหนึ่งในปัจจัยที่นำไปสู่ค่าสัมประสิทธิ์การคัดเลือกที่แข็งแกร่ง[ 55 ]ในขณะที่ในประชากรแอฟริกา ซึ่งการขาดวิตามินดีไม่ใช่ปัญหาใหญ่ การแพร่กระจายของอัลลีลมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับแคลอรี่และสารอาหารที่เพิ่มขึ้นจากการเลี้ยงสัตว์[ 2 ]
มีการระบุ เครื่องหมายทางพันธุกรรมหลายตัวสำหรับการคงอยู่ของแลคเตส และเครื่องหมายเหล่านี้แสดงให้เห็นว่าการคงอยู่ของแลคเตสมีต้นกำเนิดหลายแห่งในส่วนต่างๆ ของโลก (กล่าวคือ เป็นตัวอย่างของวิวัฒนาการแบบบรรจบกัน ) โดยเฉพาะอย่างยิ่ง มีการตั้งสมมติฐาน[ 56 ]ว่าตัวแปร T*13910 ปรากฏขึ้นอย่างน้อยสองครั้งโดยอิสระ อันที่จริง มันถูกสังเกตพบในแฮปโลไทป์ที่แตกต่างกันสองแบบ ได้แก่ H98 ซึ่งพบได้บ่อยกว่า (ในหมู่ชาวฟินแลนด์และชาวฟูลานี) และ H8 H12 ซึ่งเกี่ยวข้องกับประชากรที่จำกัดทางภูมิศาสตร์ เวอร์ชันทั่วไปนั้นค่อนข้างเก่ากว่า ตัวแปร H98 ซึ่งพบได้บ่อยที่สุดในหมู่ชาวยุโรป คาดว่ามีอัตราความถี่สูงขึ้นอย่างมีนัยสำคัญเมื่อประมาณ 7,500 ปีที่แล้วในบอลข่าน ตอนกลาง และยุโรปกลางซึ่งเป็นสถานที่และช่วงเวลาที่สอดคล้องกับวัฒนธรรมเครื่องปั้นดินเผาเชิงเส้นและวัฒนธรรมสตาร์เชโวทาง โบราณคดี
ตัวแปร T*13910 ยังพบในชาวแอฟริกาเหนือด้วย ดังนั้นจึงอาจมีต้นกำเนิดมาก่อน 7500 ปีก่อน ในตะวันออกใกล้แต่เกษตรกรยุคแรกไม่มีความสามารถในการย่อยแลคเตสในระดับสูงและไม่ได้บริโภคนมดิบในปริมาณมาก[ 57 ]
ต่อไปนี้เป็นสมมติฐานบางประการเกี่ยวกับประวัติวิวัฒนาการของการคงอยู่ของเอนไซม์แลคเตสในภูมิภาคต่างๆ ของโลก
ยุโรป
สำหรับยุโรป แบบจำลองที่เสนอสำหรับการแพร่กระจายของภาวะคงอยู่ของแลคเตสเป็นการผสมผสานกระบวนการคัดเลือกและกระบวนการทางประชากรศาสตร์[ 45 ] [ 33 ] [ 4 ] [ 14 ]บางการศึกษาใช้แนวทางการสร้างแบบจำลองเพื่อตรวจสอบบทบาทของการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรม[ 4 ]ตามแบบจำลองบางแบบ การแพร่กระจายของภาวะคงอยู่ของแลคเตสในยุโรปสามารถอธิบายได้เป็นหลักจากการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมรูปแบบหนึ่ง[ 45 ]หลักฐานยังสามารถมาจากสาขาอื่นๆ เช่น บันทึกทางประวัติศาสตร์ที่เป็นลายลักษณ์อักษร: นักเขียนชาวโรมันบันทึกไว้ว่าผู้คนในยุโรปเหนือ โดยเฉพาะอย่างยิ่งบริเตนและเยอรมนีดื่มนมที่ไม่ผ่านกระบวนการแปรรูป ซึ่งสอดคล้องกับการกระจายตัวของภาวะไม่ทนต่อแลคโตสในยุโรปสมัยใหม่ โดยที่ผู้คนในบริเตน เยอรมนี และสแกนดิเนเวียมีความทนทานสูง และผู้คนในยุโรปใต้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งอิตาลี มีความทนทานต่ำกว่า[ 38 ]ความทนทานที่ต่ำกว่าในยุโรปใต้สามารถอธิบายได้ด้วยการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมเพียงอย่างเดียว แต่ความทนทานที่สูงกว่าในยุโรปเหนืออาจเป็นผลมาจากการคัดเลือกเชิงบวก[ 4 ]รายงานปี 2017 โดย23AndMeระบุว่า 40.4% ของลูกค้าที่ระบุตนเองว่าเป็นชาวยุโรปมีอัลลีลกลายพันธุ์ 13910C/T เพียงชุดเดียว และอีก 42% มีอัลลีลที่ทำให้เกิดความคงอยู่ของแลคเตสสองชุด[ 58 ]
การสแกนจีโนมทั่วทั้งระบบในปี 2015 เพื่อหาการคัดเลือกโดยใช้ DNA ที่รวบรวมจากชาวเอเชียตะวันตกโบราณ 230 คนที่อาศัยอยู่ระหว่างปี 6500 ถึง 300 ก่อนคริสตกาล พบว่าการปรากฏตัวครั้งแรกสุดของอัลลีลที่รับผิดชอบต่อการคงอยู่ของแลคเตสเกิดขึ้นในบุคคลที่อาศัยอยู่ในยุโรปตอนกลางระหว่างปี 2450 ถึง 2140 ก่อนคริสตกาล[ 59 ]
การศึกษา ทางโบราณคดีพันธุศาสตร์ในปี 2021 พบว่าการคงอยู่ของแลคเตสเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วในยุคเหล็กตอนต้นของบริเตนซึ่งเป็นเวลาหนึ่งพันปีก่อนที่มันจะแพร่หลายในแผ่นดินใหญ่ของยุโรป ซึ่งแสดงให้เห็นว่านมกลายเป็นอาหารที่สำคัญมากในบริเตนในเวลานั้น[ 60 ]
เอเชียกลาง
ในเอเชียกลาง โพลีมอร์ฟิซึมที่เป็นสาเหตุของการคงอยู่ของแลคเตสจะเหมือนกับในยุโรป (T*13910, rs4988235) ซึ่งบ่งชี้ถึงการแพร่กระจายทางพันธุกรรมระหว่างสองภูมิภาคทางภูมิศาสตร์[ 12 ]
มีการระบุว่าอัลลีลที่รับผิดชอบต่อภาวะคงอยู่ของแลคเตส (T*13910) อาจเกิดขึ้นในเอเชียกลางโดยพิจารณาจากความถี่ที่สูงขึ้นของภาวะคงอยู่ของแลคเตสในหมู่ชาวคาซัคซึ่งมีสัดส่วนของกลุ่มยีน "ตะวันตก" ต่ำที่สุด ที่อนุมานได้จากการวิเคราะห์การผสมผสานจากข้อมูลไมโครแซทเทลไลต์ออโตโซม[ 12 ]ซึ่งในทางกลับกัน อาจเป็นหลักฐานทางพันธุกรรมทางอ้อมของการเลี้ยงม้าในยุคแรกเพื่อผลิตผลิตภัณฑ์นม ดังที่ได้รับการยืนยันเมื่อเร็ว ๆ นี้จากซากโบราณสถาน[ 12 ] [ 61 ]ในชาวคาซัคซึ่งเลี้ยงสัตว์ตามประเพณี ความถี่ของภาวะคงอยู่ของแลคเตสอยู่ที่ประมาณ 25–32% ซึ่งมีเพียง 40.2% เท่านั้นที่มีอาการ และ 85–92% ของบุคคลเป็นพาหะของอัลลีล T*13910 [ 12 ]
เอเชียใต้
ในเอเชียใต้ โพลีมอร์ฟิซึมที่เป็นสาเหตุหลักของการคงอยู่ของแลคเตสเหมือนกับในยุโรป (T*13910, rs4988235) ซึ่งบ่งชี้ถึงการแพร่กระจายทางพันธุกรรมระหว่างสองภูมิภาคทางภูมิศาสตร์ การศึกษาในปี 2012 ในกลุ่มบุคคล 2284 คนทั่วภูมิภาค ระบุความถี่เฉลี่ยของอัลลีลที่ 10.3% แม้ว่าความชุกจะแตกต่างกันไปตั้งแต่ 0.8% ในกลุ่มผู้พูดภาษาธิเบต-พม่า ไปจนถึง 18.4% ในกลุ่มผู้พูดภาษาอินโด-ยุโรป โดยทางตะวันตกของอินเดียมีอุบัติการณ์ของอัลลีลที่ได้มาสูงที่สุด นอกจากนี้ ประมาณ 3.4% ของประชากรมีอัลลีลอื่นที่รู้จัก[ 62 ]
แอฟริกา
สถานการณ์มีความซับซ้อนมากขึ้นในแอฟริกาซึ่งพบตัวแปรการคงอยู่ของแลคเตสหลักทั้งห้าตัว[ 63 ] [ 16 ] [ 18 ] [ 19 ]
การปรากฏของอัลลีล T*13910 ในกลุ่มคนเลี้ยงสัตว์ Khoe เกิดจากการไหลของยีนจากยุโรป อย่างไรก็ตาม การปรากฏของอัลลีลอื่นๆ บ่งชี้ถึงการไหลของยีนจากแอฟริกาตะวันออก[ 18 ]
มีการตั้งสมมติฐานว่าตัวแปร G*13915 แพร่กระจายมาจากตะวันออกกลาง[ 63 ]โดยเกี่ยวข้องกับการเลี้ยงอูฐอาหรับ[ 28 ]
รุ่น G-14009 มีฐานอยู่ในเอธิโอเปีย[ 64 ]
ตัวแปร G*13907 มีความเข้มข้นในกลุ่ม ผู้พูดภาษา แอฟริกาเอเชียในแอฟริกาตะวันออกเฉียงเหนือ[ 63 ]
ปัจจุบันอัลลีล C*14010 พบได้บ่อยที่สุดในกลุ่มคนเลี้ยงสัตว์ที่อาศัยอยู่ในแอฟริกาตะวันออก ซึ่งเชื่อกันว่าแพร่กระจายไปพร้อมกับการเลี้ยงสัตว์ไปยังบางส่วนของแอฟริกาตอนใต้[ 63 ] [ 18 ] [ 19 ] [ 65 ]ในที่สุด เชื่อกันว่าตัวแปรการคงอยู่ของแลคเตส C*14010 มาจากทะเลทรายซาฮาราในพื้นที่ที่เคยมีประชากรพูดภาษาแอฟโฟรเอเชียอาศัยอยู่มาก่อน ข้อสรุปนี้ได้มาจากการมีอยู่ของคำยืมที่เกี่ยวข้องกับการเลี้ยงสัตว์และการรีดนมที่มีต้นกำเนิดจากภาษาแอฟโฟรเอเชียใน ภาษา ไนโล-ซาฮาราและไนเจอร์-คองโก ต่างๆ รวมถึงการปรากฏครั้งแรกของไขมันนมแปรรูปบนเครื่องปั้นดินเผาที่พบใน แหล่งโบราณคดี Tadrart Acacusในลิเบีย (กำหนดอายุด้วยคาร์บอนกัมมันตรังสีประมาณ 7,500 ปีก่อนคริสตกาล ซึ่งใกล้เคียงกับอายุโดยประมาณของตัวแปร C*14010) [ 66 ]
กระบวนการวิวัฒนาการที่ขับเคลื่อนการแพร่กระจายอย่างรวดเร็วของความสามารถในการย่อยแลคโตสในประชากรบางกลุ่มยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด[ 1 ]ในกลุ่มประชากรบางกลุ่มที่อาศัยอยู่ในแอฟริกาตะวันออก ความสามารถในการย่อยแลคโตสเพิ่มขึ้นจากน้อยมากจนเกือบจะพบได้ทั่วไปในเวลาเพียง 3,000 ปี ซึ่งบ่งชี้ถึงแรงกดดันในการคัดเลือก ที่รุนแรงมาก [ 16 ] บางการศึกษายังเสนอว่าการคัดเลือกความสามารถในการย่อยแลคโต สไม่ได้รุนแรงอย่างที่คิด ( การคัดเลือกแบบอ่อน ) และความรุนแรงของการคัดเลือกจะแตกต่างกันไปมาก ขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมเฉพาะ[ 14 ] หลังจากการเลี้ยงสัตว์ มนุษย์ได้รับความสามารถในการย่อยแลคโตสหลังจากหย่านมตั้งแต่ยังเป็นทารก ซึ่งเป็นข้อได้เปรียบที่สำคัญสำหรับมนุษย์ผ่านการคัดเลือกโดยธรรมชาติโดยการสร้างความแปรปรวนทางพันธุกรรม[ 67 ]
เกษตรกรยุคหินใหม่ซึ่งอาจอาศัยอยู่ในแอฟริกาตะวันออกเฉียงเหนือและตะวันออกใกล้อาจเป็นประชากรต้นกำเนิดของตัวแปรการคงอยู่ของแลคเตส รวมถึง –13910*T และอาจถูกแทนที่โดยการอพยพของผู้คนในภายหลัง[ 68 ]ชาวฟูลานีในแอฟริกาตะวันตกตอนใต้ทะเลทราย ซา ฮารา ชาวทัวเร็กในแอฟริกาเหนือและเกษตรกรชาวยุโรปซึ่งเป็นลูกหลานของเกษตรกรยุคหินใหม่เหล่านี้ มีตัวแปรการคงอยู่ของแลคเตส –13910*T ร่วมกัน [ 68 ]แม้ว่าชาวฟูลานีและชาวทัวเร็กจะเลี้ยงสัตว์ด้วยตัวแปรนี้ แต่เมื่อเปรียบเทียบกับตัวแปรของชาวทัวเร็ก ตัวแปร –13910*T ของชาวฟูลานีได้ผ่านช่วงเวลาการแยกแฮปโลไทป์ที่ยาวนานกว่า[ 68 ]สาย พันธุ์การคงอยู่ของแลคเตสของชาว ฟูลานี –13910*T อาจแพร่กระจายไปพร้อมกับการเลี้ยง ปศุสัตว์ ระหว่าง 9686 ปีก่อนคริสตกาล และ 7534 ปีก่อนคริสตกาล อาจจะประมาณ 8500 ปีก่อนคริสตกาล ซึ่งยืนยันกรอบเวลาดังกล่าวสำหรับชาวฟูลานี โดยอย่างน้อยที่สุด 7500 ปีก่อนคริสตกาล มีหลักฐานว่าคนเลี้ยงสัตว์มีส่วนร่วมในการรีดนมในทะเลทรายซาฮาราตอน กลาง [ 68 ]
สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมชนิดอื่นๆ
การดูดซึม แลคโตสบกพร่องเป็นเรื่องปกติในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่โตเต็มวัย และการคงอยู่ของเอนไซม์แลคเตสเป็นปรากฏการณ์ที่อาจเชื่อมโยงกับปฏิสัมพันธ์ของมนุษย์ในรูปแบบของการบริโภคผลิตภัณฑ์นม สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมส่วนใหญ่จะสูญเสียความสามารถในการย่อยแลคโตสเมื่อพวกมันโตพอที่จะหาแหล่งอาหารของตัวเองได้โดยปราศจากแม่[ 69 ]หลังจากการหย่านมหรือการเปลี่ยนจากการกินนมไปเป็นการบริโภคอาหารประเภทอื่น ความสามารถในการผลิตเอนไซม์แลคเตสจะลดลงตามธรรมชาติเนื่องจากไม่จำเป็นอีกต่อไป ตัวอย่างเช่น ในช่วงเวลาที่ลูกหมูในงานวิจัยหนึ่งมีอายุตั้งแต่ 5 ถึง 18 วัน มันสูญเสียความสามารถในการดูดซึมแลคโตสไป 67% [ 70 ]ในขณะที่มนุษย์เกือบทุกคนสามารถย่อยแลคโตสได้ตามปกติในช่วง 5 ถึง 7 ปีแรกของชีวิต[ 69 ]สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมส่วนใหญ่จะหยุดผลิตเอนไซม์แลคเตสเร็วกว่านั้นมาก วัวสามารถหย่านมจากนมแม่ได้เมื่ออายุ 6 เดือนถึง 1 ปี[ 71 ]ลูกแกะมักจะหย่านมเมื่ออายุประมาณ 16 สัปดาห์[ 72 ]
ปัจจัยรบกวน
มีตัวอย่างปัจจัยบางประการที่สามารถทำให้เกิดฟีโนไทป์การคงอยู่ของแลคเตสได้ แม้ว่าจะไม่มีตัวแปรทางพันธุกรรมใด ๆ ที่เกี่ยวข้องกับ LP บุคคลอาจขาดอัลลีลสำหรับการคงอยู่ของแลคเตส แต่ยังคงสามารถทนต่อผลิตภัณฑ์นมที่แลคโตสถูกย่อยสลายโดยกระบวนการหมักได้ (เช่น ชีส โยเกิร์ต) [ 73 ]นอกจากนี้ แบคทีเรียในลำไส้ใหญ่ที่แข็งแรงยังอาจช่วยในการย่อยสลายแลคโตส ทำให้ผู้ที่ไม่มีพันธุกรรมสำหรับการคงอยู่ของแลคเตสสามารถได้รับประโยชน์จากการบริโภคนมได้[ 73 ] [ 74 ]
การทดสอบความทนต่อแลคโตส
การทดสอบความทนทานต่อแลคโตสอาจดำเนินการโดยให้ผู้เข้ารับการทดสอบอดอาหารข้ามคืน จากนั้นจึงเก็บตัวอย่างเลือดเพื่อกำหนดระดับกลูโคสพื้นฐาน จากนั้นจึงให้ผู้เข้ารับการทดสอบดื่มสารละลายแลคโตส และตรวจสอบระดับกลูโคสในเลือดทุก 20 นาที เป็นเวลาหนึ่งชั่วโมง ผู้เข้ารับการทดสอบที่มีระดับกลูโคสในเลือดสูงขึ้นอย่างมีนัยสำคัญจะถือว่ามีความทนทานต่อแลคโตส[ 20 ]
การทดสอบลมหายใจด้วยไฮโดรเจนมักใช้เพื่อตรวจหาภาวะไม่ทนต่อแลคโตส[ 75 ]
ลิงก์ภายนอก
- ความถี่ของจีโนไทป์ที่คงอยู่ของเอนไซม์แลคเตสทั่วโลก
- ความถี่ของฟีโนไทป์การคงอยู่ของแลคเตสทั่วโลก
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ความคงอยู่ของแลคเตส
การคงอยู่ ของ เอนไซม์ แลคเตส หรือความทนทานต่อแลคโตสคือการทำงานอย่างต่อเนื่อง ของเอนไซม์ แลคเตส ในวัยผู้ใหญ่ ทำให้สามารถย่อยแลคโตสในนมได้ ในสัตว์
การกระจายตัวทั่วโลกของฟีโนไทป์
การกระจายตัวของ ฟีโนไทป์ การคงอยู่ของแลคเตส (LP) หรือความสามารถในการย่อยแลคโตสไปจนถึงวัยผู้ใหญ่ ไม่ได้เป็นเนื้อเดียวกันทั่วโลก ความถี่ของการคงอยู่ของแลคเตสมีความแปรปรวนสูง ในยุโรป การกระจายตัวของฟีโนไทป์การคงอยู่ของแลคเตสเป็น แบบคลินัล (แปรผันตามภูมิศาสตร์)...
พันธุศาสตร์
การศึกษาหลายชิ้นบ่งชี้ว่าการมีอยู่ของ ฟีโนไทป์ สองแบบคือ "แลคเตสคงอยู่" (ฟีโนไทป์ที่ได้มา) และ "แลคเตสไม่คงอยู่" ( ภาวะขาดแลคเตส ) นั้นถูกกำหนดโดยพันธุกรรม และการคงอยู่ของแลคเตสไม่จำเป็นต้องขึ้นอยู่กับการบริโภคแลคโตสหลังจากช่วงให้นมบุตร [ 21 ] [ 22 ]
ข้อได้เปรียบเชิงวิวัฒนาการ
การคงอยู่ของแลคเตสเป็นตัวอย่างในตำราของ การคัดเลือกโดยธรรมชาติ ในมนุษย์: มีรายงานว่ามีแรงกดดันในการคัดเลือกที่แข็งแกร่งกว่ายีนของมนุษย์ที่รู้จักอื่นๆ [ 21 ] อย่างไรก็ตาม เหตุผลเฉพาะเจาะจงว่าทำไมการคงอยู่ของแลคเตสจึงให้ประโยชน์ในการคัดเลือก...