Suurem osa maailma elanikkonnast on teatud määral laktoositalumatud. Euroopa päritolu inimeste ja teatavate Aafrika osade seas on võime piimas ja piimatoodetes sisalduvat laktoosi seedida siiski väga levinud. Selle võime annab geneetiline mutatsioon, mis põhjustab selle kandjatel jätkata laktaasiks nimetatava ensüümi tootmist ka täiskasvanueas.
Laktoos ja laktaas
Nii inimese kui ka lehmapiimas on rohkesti suhkrut, mida nimetatakse laktoosiks. Laktoos on disahhariid, molekul, mis on valmistatud kahe väiksema suhkru molekuli, nimega glükoos ja galaktoos, ühendamisel. Vees kipub laktoosisuhkur lagunema glükoosiks ja galaktoosiks, kuid see reaktsioon on väga aeglane. Ensüüm laktaas toimib katalüsaatorina, et hõlbustada reaktsiooni ja viia see väga kiiresti teoks. See ensüüm koosneb neljast eraldi alaühikust, mis moodustavad ühtse toimiva ensüümi. Iga alaühik on pikk kokku aheldatud aminohapete ahel. Kokku, kui arvestada igas ahelas olevate aminohapete arv kokku, on valgus 4092 aminohappeühikut.
Ensüümi funktsiooni tingimused
Laktaasiensüüm saavutab oma optimaalse jõudluse ainult siis, kui selles on magneesiumi ja see toimib kõige paremini siis, kui pH on lähedal 6. Kui ensüüm on täielikult küllastunud - teisisõnu, kui laktoosi kontsentratsioon on nii kõrge, et selle suurendamine ei suurenda reaktsioonikiirust - see võib lagundada 60 laktoosi molekuli a teine. Reaktsiooni hõlbustamise mehhanism hõlmab kahte sellises a. Asuvat glutamaadi aminohapet viisil, kui laktoosimolekul on ensüümi külge kleepunud, teevad need aminohapped koostööd selle lõhustamisel kaks.
Laktaasipüsivuse geneetika
Imikutena toodavad kõik inimesed oma soolestikus laktaasi ensüümi. Enamik inimesi lõpetab aga ensüümi tootmise varases lapsepõlves. Selle ensüümi geenile lähedane üks mutatsioon võimaldab teil laktaasi tootmist jätkata täiskasvanuks saamiseni - ja seega seedida laktoosi ka täiskasvanuna. Seda omadust nimetatakse laktaasi püsivuseks ja inimestel, kellel puudub see, öeldakse, et nad ei talu laktoosi, kuigi laktoositalumatuse ulatus ja raskusaste on üksikisikute vahel väga erinev.
Laktaasipüsivuse päritolu
Inimesed alustasid piimakarjakasvatust alles umbes 10 000 aastat tagasi. Teatud piirkonnas on piimatootmise populaarsuse ja laktaasi püsivusmutatsiooni sageduse vahel tugev seos. Kaks piirkonda, kus laktaasi püsivus on kõige levinum, on Euroopa ja mõned Aafrika riigid, mõlemad piirkonnad, kus piimakarjakasvatust on harrastatud juba aastatuhandeid. See tähendab, et laktaasi püsivus on hiljutine evolutsiooniline uuendus ja seda mutatsiooni soodustab tugev looduslik valik, see tähendab, et piirkondades, kus tegeleti piimakarjakasvatusega, olid inimesed, kes oskasid piimatooteid seedida, ellu jääda ja neil oli palju tõenäolisem lapsed. Miks oli piimatoodete söömise oskus nii kasulik, jääb selgusetuks.