Kan förändras mikrobiom revers laktosintolerans?

Kan förändras mikrobiom revers laktosintolerans? Omvänd laktosintolerans kan göra det möjligt för vuxna att njuta av en milkshake igen. YAKOBCHUK VIACHESLAV / Shutterstock.com

Efter barndomen, cirka två tredjedelar av världens mänskliga befolkning förlorar förmågan att smälta mjölk. Såvitt vi vet, förlorar 100% av icke-humana däggdjur också denna förmåga efter avvänjning. Den pågående förmågan att smälta laktos, huvudsockret i mjölk, till vuxen ålder är en biologisk avvikelse.

Laktos kan inte absorberas direkt i tarmkanalen och måste istället brytas ner i sina två mindre sockerarter med ett enzym som kallas laktas. Normalt minskar aktiviteten hos genen som producerar laktas, LCT, efter barns ålder. Nya bevis tyder på att denna nedgång inte sker för att den genetiska koden ändras, men för att DNA: n är kemiskt modifierad så att laktasgenen är avstängd. Sådana modifieringar som påverkar genaktivitet medan DNA-sekvensen blir intakt kallas epigenetisk. Den epigenetiska modifieringen som stänger av laktasgenen händer inte i laktostoleranta individer. Denna nya upptäckt ger en viktig inblick i hur laktosintolerans utvecklas med ålder eller efter trauma i tarmkanalen.

Jag är en mikrobiolog, och jag blev intresserad av orsakerna till laktosintolerans eftersom det beror på en nära vän. Han är av norsk härkomst och är som de flesta nordmän genetiskt laktos tolerant. Men blev han permanent laktosintolerant vid en ålder av 45 efter en lång antibiotikabehandling.

Det finns andra fall av människor som borde kunna smälta laktos på grund av deras genetik, men förlorar denna förmåga sent i livet, antingen spontant eller när tunntarmen är skadad av sjukdom eller andra traumer. I de flesta fall går laktosintoleransen bort när den bakomliggande orsaken behandlas, men vissa människor blir permanent laktosintoleranta.

Det verkar möjligt, även sannolikt, att sådant trauma i matsmältningsorganet kan utlösa samma epigenetiska förändring som vanligtvis slår av laktasgenen i barndomen. Forskare har hittat andra fall av sådana miljömässigt inducerade epigenetiska förändringar, även om det krävs mer forskning för att fastställa uthålligheten och konsekvenserna av dessa förändringar.

Kan förändras mikrobiom revers laktosintolerans? Laktasenzymet bryter ner sockerlaktosen i två mindre sockerarter som kan absorberas i tunntarmen. http://www.evo-ed.com, CC BY-NC

Laktosintolerans beror främst på dina gener

Medan förmågan att framställa laktasenzymet fortsätter till vuxenlivet i endast omkring 35% av vuxna över hela världen Andelen varierar mycket mellan etniska grupper. I USA är andelen laktostoleranta människor omkring 64%, vilket återspeglar blandningen av etniska grupper som befolkar landet.

Vuxnas förmåga att smälta laktos uppträdde nyligen hos människor. Specifika genetiska förändringar - kända som single-nukleotidpolymorfismer, SNPs - som förmedlar laktas-persistens uppkom självständigt i olika populationer samtidigt som deras domesticering av mejeridjur. Ingen av dessa SNP är i själva laktasgenen, men i stället ligger i en närliggande region av DNA som kontrollera sin verksamhet. Forskare har försökt att räkna ut hur dessa förändringar har sitt inflytande över den här genens beteende.

Kan förändras mikrobiom revers laktosintolerans? Denna SNP, som ligger 13910 baspar framför laktasgenen, har DNA-basparet C: G ersatt med en T: A. Förändringen förhindrar tydligen att DNAet metyleras vid denna plats, och så kvarstår laktasgenen aktiv. http://www.evo-ed.com, CC BY-NC

Nyligen har forskare visat att en av SNP: erna ändrar nivån på epigenetisk modifiering av DNA: n i laktasgenkontrollregionerna. Specifikt hindrar SNP att små kemiska enheter, som kallas metylgrupper (som består av ett kol och tre väteatomer), är bundna till DNA. Metylgrupper är särskilt viktiga för att reglera genaktiviteten, eftersom de släpper genen när de läggs till DNA.

Dessa studier medför att laktasgenen efter vanligt barndom vanligtvis stängs av genom DNA-metylering. De SNP som förändrar DNA-sekvensen i kontrollregionen hindrar emellertid denna metylering från att ske. Detta resulterar i sin tur i produktionen av laktas eftersom genen hålls på.

Hittills, Fem olika SNP har starkt associerats med laktaspersistens och en annan 10 eller så har hittats i isolerade populationer. De uppskattade tiderna för utseendet av dessa SNP i olika kulturer sträcker sig från 3,000 (Tanzania) till 12,000 (Finland) år sedan. Att egenskapen kvarstod och spred sig i dessa populationer indikerar att förmågan att smälta mjölk utöver barndomen hade en betydande selektiv fördel.

Kan förändras mikrobiom revers laktosintolerans? Mjölksyrabakterier kan smälta sockerlaktos och producera mjölksyra som en biprodukt. Dr. Horst Neve, Max Rubner-Institut, CC BY-SA

Din mikrobiom och laktosintolerans

Symtomen på laktosintolerans inkluderar diarré, magont, kramper, uppblåsthet och flatulens, som alla uppkommer genom att inte bryta ner laktos i tunntarmen. När odödad laktos flyttas in i tjocktarmen, kommer vatten för att minska laktoskoncentrationen, vilket ger diarré. Laktosen är i slutändan ätit av mikroorganismer i tjocktarmen som producerar, som biprodukter, olika gaser som orsakar uppblåsthet, kramper och flatulens.

Nya studier har visat att symptom på laktosintolerans kan lindras hos vissa människor ändra populationen av deras intestinala mikrober, kallad mikrobiomen, för att uppmuntra laktosdjupande bakterier. Speciellt bakterier, kallade "mjölksyrabakterier", äter laktos men producerar biproduktmjölksyra istället för gas. Mjölksyra har inget näringsvärde, men det ger inte de obehagliga symptomen på laktosintolerans. Detta anpassning av tarmmikrobiomen kan vara hur vissa gamla pastorala populationer utan genetiska bevis på laktaspersistens tolererade en mejeririk kost.

Intagande mjölksyrabakterier som probiotiska kan lindra symtomen på laktosintolerans, men dessa bakterier kan inte kvarstå i tjocktarmen. En lovande ny strategi är att "mata" mjölksyrabakterierna ett komplext socker som de kan smälta men människor kan inte. I de första kliniska prövningarna rapporterades individer som använde denna "prebiotiska" förbättrad laktostolerans och hade en motsvarande skift i deras intestinala mikrobiom. Större kliniska prövningar pågår.

Så det finns hopp om laktosintoleranta människor att äkta glass kan vara på menyn igen.Avlyssningen

Om författaren

Patricia L. Foster, professor Emerita of Biology, Indiana University

Denna artikel publiceras från Avlyssningen under en Creative Commons licens. Läs ursprungliga artikeln.

relaterade böcker

följ InnerSelf på

facebook-icontwitter-iconrss-icon

Få det senaste via e-post

{Emailcloak = off}