De meerderheid van de wereldbevolking is tot op zekere hoogte lactose-intolerant. Onder mensen van Europese afkomst en in bepaalde delen van Afrika is echter het vermogen om de lactose te verteren in melk en zuivelproducten heel gebruikelijk. Dit vermogen wordt veroorzaakt door een genetische mutatie die ervoor zorgt dat degenen die het dragen, doorgaan met het produceren van een enzym dat lactase tot ver in de volwassenheid wordt genoemd.

Lactose en lactase

Zowel menselijke als koeienmelk zijn rijk aan een suiker genaamd lactose. Lactose is een disaccharide, een molecuul dat wordt gemaakt door twee kleinere suikermoleculen genaamd glucose en galactose te combineren. In water heeft de lactosesuiker de neiging om af te breken tot glucose en galactose, maar deze reactie is erg traag. Het enzym lactase werkt als een katalysator om de reactie te vergemakkelijken en het zeer snel te laten gebeuren. Dit enzym bestaat uit vier afzonderlijke subeenheden die samen een enkel functionerend enzym vormen. Elke subeenheid is een lange keten van aan elkaar geregen aminozuren. In totaal, als u het aantal aminozuren in elke keten optelt, zijn er 4.092 aminozuureenheden in het eiwit.

Voorwaarden voor enzymfunctie

Het lactase-enzym bereikt alleen zijn optimale prestaties als magnesium is aanwezig en het werkt het best wanneer de pH dicht bij 6 ligt. Wanneer het enzym volledig verzadigd is - met andere woorden, wanneer de lactoseconcentratie zo hoog is dat het verder verhogen de reactiesnelheid niet verhoogt - het is kan 60 moleculen lactose per seconde afbreken. Het mechanisme waarmee het de reactie vergemakkelijkt omvat twee aminozuren van glutamaat die zodanig zijn gesitueerd dat zodra het lactosemolecuul aan het enzym kleeft, deze aminozuren samenwerken om het in tweeën te splitsen.

Genetica van Lactase Persistentie

Als baby's produceren alle mensen het lactase-enzym in hun darmen. De meeste mensen stoppen echter met de productie van het enzym in de vroege kinderjaren. Een enkele mutatie in de buurt van het gen voor dit enzym stelt je in staat om lactase te blijven produceren in de volwassenheid - en dus lactose te verteren, zelfs als volwassene. Deze eigenschap wordt lactasepersistentie genoemd en mensen die het gebrek hebben, worden lactose-intolerant genoemd, hoewel de omvang en ernst van lactose-intolerantie sterk varieert tussen individuen.

Oorsprong van Lactase Persistentie

Mensen begon zo'n 10.000 jaar geleden pas met de melkveehouderij. Er is een sterke correlatie tussen de populariteit van melkveehouderij in een bepaalde regio en de frequentie van de lactasepersistentiemutatie. De twee regio's waar lactasepersistentie het meest voorkomt, zijn Europa en sommige Afrikaanse landen, beide regio's waar de melkveehouderij al millennia wordt toegepast. Dit impliceert dat lactasepersistentie een recente evolutionaire innovatie is en dat er een sterke natuurlijke selectie is die deze mutatie bevordert, wat betekent dat in regio's waar de melkveehouderij werd beoefend, mensen die zuivelproducten konden verteren veel meer kans hadden om te overleven en kinderen te krijgen. Waarom het vermogen om zuivel te eten zo gunstig was, blijft onduidelijk