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Come mai l’intolleranza al lattosio è perfettamente normale!

PERCHÉ SIAMO INTOLLERANTI PROPRIO AL LATTOSIO? CE LO SPIEGA L’EVOLUZIONE.

Per l’uomo, la normalità è l’intolleranza al lattosio. La maggior parte di noi, invece, continua a bere latte anche nell’età adulta. Cosa consente queste strana abitudine? Ovviamente le nostre usanze e la nostra cultura. Questo, infatti, è un esempio di come la nostra evoluzione culturale sia collegata all’evoluzione del nostro genoma.

Quale gene decide la tolleranza del lattosio?

Il gene LCT (che si trova sul nostro cromosoma 2) codifica per un enzima, la lattasi, e per una proteina chiamata Lattasi-Florizin idrolasi che va a posizionarsi nella membrana dei microvilli delle cellule epiteliali dell’intestino tenue (Hum Genet, 2007). Prima di procedere, devi sapere che le cellule del nostro intestino sono costituite, nella zona apicale (la parte rivolta verso il lume dell’organo), da numerosi ripiegamenti della loro membrana plasmatica che costituiscono delle minuscole strutture tubolari o microvilli. Immagina che la tua spazzola sia una cellula intestinale, ecco, le sue setole hanno proprio la forma dei microvilli intestinali.

La lattasi inizia la sua attività, nell’uomo, alla 23° settimana di gestazione e generalmente continua ad esercitare le sue funzioni sino a quando il bambino rimane legato al latte come alimento per la sopravvivenza. Oltre il sesto mese di vita, l’attività enzimatica diminuisce fino quasi ad annullarsi nell’adulto.

Seguendo un tale ragionamento, però, dovremmo essere tutti intolleranti al lattosio, non credi? Invece, alcune persone mantengono la capacità di digerire il latte anche nell’età adulta. Possiamo dividere le persone adulte quindi in due grandi gruppi.

  • Lattasi non persistente (LNP): diminuzione dell’attività di degradazione del lattosio dopo lo svezzamento. Questa è la condizione normale in tutte le specie di mammiferi.
  • Lattasi persistente (LP): alti livelli di attività di degradazione del lattosio continuano ad essere riscontrati anche nell’adulto. Condizione che si può osservare solo in alcune popolazioni umane.
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L’intolleranza al lattosio può essere congenita, primaria, secondaria e transitoria.

La carenza congenita di lattasi è estremamente rara (Annals of Human Genetics, 67, 2003) ed è dovuta a un difetto del gene LCT.

La carenza primaria, invece, è dovuta all’assenza o alla diminuzione della lattasi ed è la causa più comune di intolleranza al lattosio.

La carenza secondaria di lattasi è dovuta ad un processo infiammatorio della mucosa intestinale e il problema, in questo caso, è temporaneo.

La carenza transitoria di lattasi, infine, la troviamo nei neonati pretermine (meno di 34 settimane di gestazione).

Cos’è il lattosio?

Nelle persone che mantengono l’enzima anche in età adulta il lattosio viene metabolizzato a livello intestinale producendo glucosio e galattosio. Questi due zuccheri vengono assorbiti a livello intestinale e rilasciati nel sangue. Da qui arrivano al fegato, dove il galattosio viene poi convertito in glucosio.

Cosa succede se, invece, non digeriamo il lattosio?

Se assumiamo lattosio in assenza dell’enzima si assiste ad un richiamo di liquidi nell’intestino. Nel colon il lattosio non viene metabolizzato dalla flora batterica presente e questo provoca la formazione di idrogeno, metano, CO2 e acidi grassi volatili che porta a distensione addominale, senso di gonfiore e feci acide (Journal of Molecular Evolution, 69, 2009). I sintomi compaiono da 30 a 120 minuti dopo l’assunzione di lattosio e sono in diretta correlazione con la quantità di lattosio ingerito.

Nascita della tolleranza al lattosio.

La tolleranza al lattosio ha iniziato a diffondersi circa 9.000 anni fa (dalla nascita dell’agricoltura si è diffusa sempre di più fino all’età moderna) (Nature Reviews Genetics, 11, 2010). Proprio sulla “nascita” dei primi tolleranti al lattosio esistono diverse ipotesi.

Ipotesi di Ingram. (Journal of Molecular Evolution, 69, 2009)

La tolleranza al lattosio si sarebbe originata nel centro-nord Europa per poi diffondersi (quasi sovrapponendosi) con lo sviluppo e la diffusione dell’agricoltura. Questo principalmente perché il latte avrebbe rappresentato un’importante risorsa alimentare tra i periodi di raccolta e di coltivazione.

Nei periodi di maggiore carestia, le persone, in grado di nutrirsi con il latte, ottenevano certamente maggiori vantaggi rispetto alle altre. (Trans. R. Soc. B, 2011)

Ipotesi di Cook e Al-Torki. (British Medical Journal, 3, 1975)

Secondo questa teoria, il latte potrebbe essere stato usato dai pastori che abitavano zone povere d’acqua, come, ad esempio, le zone desertiche della penisola arabica. In queste condizioni, gli individui che riuscivano a digerire il latte risultavano favoriti perché, evidentemente, non andavano incontro a disidratazione potendo utilizzare come fonte di liquidi il latte anziché l’acqua.

Ipotesi di Flatz e Rotthauwe. (Flatz e Rotthauwe, 1973)

Questa teoria prende in considerazione il fatto che il latte sia una fonte di calcio.

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Il calcio, fondamentale per il corretto sviluppo osseo, viene assorbito a livello intestinale ed il suo assorbimento dipende dalla presenza di vitamina D e raggi UV.

Naturalmente, le popolazioni che vivono ad alte latitudini sono meno esposte all’azione dei raggi solari e, proprio per questo, vanno incontro all’aumentata incidenza di rachitismo e di malattie legate alla corretta formazione del tessuto osseo. In queste aree geografiche le persone, che digeriscono il latte, riescono in tal modo a sopperire alla mancanza di calcio, riducendo così il rischio di diverse patologie.

La tolleranza al lattosio nelle diverse popolazioni.

Oggi, possiamo vedere come nel nord Europa l’intolleranza al lattosio abbia una bassissima incidenza, mentre sia fortemente diffusa nell’aria mediterranea, così come nelle popolazioni africane ed asiatiche (Journal of Molecular Evolution, 69, 2009). Esistono delle mutazioni puntiformi (cambiamento di una singola lettera nel DNA), nelle sequenze regolative del gene LCT (tutti i nostri geni, compreso LCT, presentano delle sequenze “aggiuntive” in grado di regolare il modo in cui letti e successivamente espressi), che determinano una diversa espressione dell’enzima lattasi (Nat Genet, 30, 2002). Queste, sono le mutazioni che vengono cercate ed identificate quando ci rechiamo in un laboratorio per sapere se siamo geneticamente intolleranti al lattosio oppure no.

Anche se sono mutazioni diverse, è importante notare come tutte portino ad un’intolleranza al lattosio e siano tutte nello stesso tratto di DNA (vicino al gene LCT).

LE MUTAZIONI CHE CONSENTONO DI DIGERIRE IL LATTOSIO.

Europa: Mutazione T/C -13910

Questa mutazione ha avuto origine solo dopo la separazione tra la popolazione europea e quella africana, tra 12,000 e 7,000 anni fa. Questa datazione farebbe coincidere l’origine di questa variante con l’addomesticamento del bestiame in Eurasia, infatti, la variante T-13910 risulta avere una maggior frequenza in Europa (Annals of Human Genetics, 67, 2003) .

Finlandia e Cina: Mutazione A/G-22018

Questa mutazione è associata alla possibilità di digerire il lattosio nella popolazione finlandese. In più, è stata associata sempre con la persistenza della lattasi nel nord della Cina e, nello specifico, in alcune popolazioni della Mongolia e del Kazakistan, probabilmente, perché possiedono un’economia di sussistenza basata sulla pastorizia e sul consumo di latte. Al contrario, nelle altre popolazioni della Cina, la persistenza della lattasi risulta pari a zero, con una bassissima frequenza della variante A/G-22018 (Nature Reviews Genetics, 11, 2010).

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Kenya e Tanzania: Mutazione G/C-14010

Mantengono l’enzima in età adulta e riescono a digerire il lattosio anche le popolazioni nilo-sahariane, come i Maasai (in Kenya e in Tanzania) e i Datog (in Tanzania). In queste popolazioni, la datazione più antica del polimorfismo (variante genetica con frequenza superiore a 1) risale a circa 6,000/7,000 anni fa, suggerendo che vi sia un’associazione tra la comparsa della variante C-14010 e la nascita della pastorizia nella regione dei Grandi Laghi.

Etiopia e Sudan: Mutazione G/T–13907

Anche in questo caso la tolleranza al lattosio si è sviluppata in popolazioni strettamente legate alla pastorizia come i Beja e gli Afar (Hum Genet, 2007).

Penisola arabica: Mutazione T/G-13915

Questa mutazione ha avuto origine nella penisola Arabica circa 4000 anni fa e, solo successivamente, si è diffusa nelle regioni settentrionali del Medio Oriente. Sembra essere legata alla domesticazione del cammello arabo (Nat Genet 30, 2002).

E in Italia?

Siamo Europei, quindi, la variante da guardare è la T-13910. Si è visto come questa mutazione abbia un elevato grado di differenziamento in Italia, con i più alti valori di frequenza del tratto persistenza nel nord-est del paese. Ciò significa che esiste un gradiente, per l’abilità di digerire il lattosio, che va dal Nord al Sud Italia.

In poche parole, è più probabile che tu sia in grado di digerire meglio il lattosio se sei veneto o lombardo.

Bibliografia

 

  • (British Medical Journal, 3, 1975) High Intestinal Lactase Concentrations in Adult Arabs in Saudi Arabia. [Consultato il 12 agosto 2015]
  • (Nat Genet 30, 2002) IdentiWcation of a variant associated with adult-type hypolactasia. [Consultato il 12 agosto 2015]
  • (Lancet, 2, 1973) Lactose nutrition and natural selection. [Consultato il 12 agosto 2015]
  • (Trans. R. Soc. B, 2011) Evolution of lactase persistence: an example of human niche construction. [Consultato il 12 agosto 2015]
  • (Hum Genet, 2007) A novel polymorphism associated with lactose tolerance in Africa: multiple causes for lactase persistence? [Consultato il 12 agosto 2015]
  • (Journal of Molecular Evolution, 69, 2009) Multiple Rare Variants as a Cause of a Common Phenotype: Several Different Lactase Persistence Associated Alleles in a Single Ethnic Group. [Consultato il 12 agosto 2015]
  • (Nature Reviews Genetics, 11, 2010) How culture shaped the human genome: bringing genetics and the human sciences together. [Consultato il 12 agosto 2015]
  • (Annals of Human Genetics, 67, 2003) The causal element for the lactase persistence/nonpersistence polymorphism is located in a 1 Mb region of linkage disequilibrium in Europeans. [Consultato il 12 agosto 2015]
  • (Annu. Rev. Genet, 37, 2003) Genetics of lactase persistence and lactose intolerance. [Consultato il 12 agosto 2015]
  • Nat Genet, 39, 2007) Convergent adaptation of human lactase persistence in Africa and Europe. [Consultato il 12 agosto 2015]
  • (Scandinavian Journal of Gastroenterology, 45, 2010) The -22018A allele matches the lactase persistence phenotype in northern Chinese populations. [Consultato il 12 agosto 2015] 

 

A cura di Anna Cherubini. Revisionato da Mirko Zago.

 

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2 Comments
  1. […] Questo articolo apparso il 22 gennaio si Biochronicles a firma di Anna Cherubini, spiega come mai l’uomo ha sviluppato, a differenza degli altri mammiferi, la capacità di digerire il lattosio in età adulta, ed i vantaggi che ne sono derivati da una tale opportunità. […]

  2. […] ricerche suggeriscono che l’enzima LCT (lattase), che permette la digestione del lattosio, e che di norma veniva disattivato dopo la prima […]

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