Većina svjetske populacije u određenoj mjeri ne podnosi laktozu. Među ljudima europskog podrijetla i u određenim dijelovima Afrike, sposobnost probave laktoze u mlijeku i mliječnim proizvodima vrlo je česta. Ovu sposobnost donosi genetska mutacija koja uzrokuje da oni koji je nose nastave proizvoditi enzim zvan laktaza i u odrasloj dobi.
Laktoza i laktaza
I ljudsko i kravlje mlijeko bogato je šećerom koji se naziva laktoza. Laktoza je disaharid, molekula koja nastaje kombiniranjem dvije manje molekule šećera nazvane glukoza i galaktoza. U vodi se laktozni šećer teži razgraditi na glukozu i galaktozu, ali ova je reakcija vrlo spora. Enzim laktaza djeluje kao katalizator kako bi olakšao reakciju i učinio je vrlo brzom. Ovaj enzim sastoji se od četiri zasebne podjedinice koje se udružuju i tvore jedinstveni funkcionirajući enzim. Svaka je podjedinica dugački lanac aminokiselina povezanih zajedno. Sve u svemu, ako prebrojite broj aminokiselina u svakom lancu, u proteinu ima 4.092 aminokiselinske jedinice.
Uvjeti za enzimsku funkciju
Enzim laktaza postiže svoje optimalne performanse samo ako je prisutan magnezij, a najbolje funkcionira kada je pH blizu 6. Kada je enzim potpuno zasićen - drugim riječima, kada je koncentracija laktoze toliko visoka da njegovo daljnje povećanje ne povećava brzinu reakcije - može razbiti 60 molekula laktoze a drugi. Mehanizam kojim olakšava reakciju uključuje dvije glutamatne aminokiseline smještene u takvoj način na koji molekula laktoze, nakon što se zalijepi za enzim, surađuje u cijepanju dva.
Genetika postojanosti laktaze
Kao dojenčad, svi ljudi proizvode enzim laktazu u svojim crijevima. Međutim, većina ljudi prestaje proizvoditi enzim u ranom djetinjstvu. Jedna mutacija blizu gena za ovaj enzim omogućuje vam da nastavite s proizvodnjom laktaze i u odrasloj dobi - i tako probavljate laktozu čak i kao odrasla osoba. Ova se osobina naziva postojanost na laktazu, a za ljude koji je nemaju, kaže se da ne podnose laktozu, premda se opseg i težina intolerancije na laktozu jako razlikuju među pojedincima.
Podrijetlo postojanosti laktaze
Ljudi su se bavili mljekarstvom tek prije nekih 10 000 godina. Postoji jaka korelacija između popularnosti uzgoja mlijeka u određenoj regiji i učestalosti mutacije postojanosti laktaze. Dvije regije u kojima je perzistentnost laktaze najčešća su Europa i neke afričke zemlje, obje regije u kojima se mljekarstvom bavi tisućljećima. To implicira da je postojanost laktaze nedavna evolucijska inovacija i da postoji snažna prirodna selekcija koja pogoduje ovoj mutaciji, što znači da je u regijama u kojima se bavio mljekarstvom ljudi koji su mogli probaviti mliječne proizvode imali puno veću vjerojatnost da će preživjeti i imati djeco. Zašto je sposobnost jedenja mliječnih proizvoda bila toliko korisna, ostaje nejasno.