A világ népességének többsége bizonyos mértékben laktóz-intoleráns. Az európai származású emberek és Afrika bizonyos részein azonban nagyon gyakori a tejben és tejtermékekben található laktóz emésztési képessége. Ezt a képességet egy genetikai mutáció idézi elő, amely arra készteti azokat, akik ezt hordozzák, felnőtt korukban is folytatják a laktáz nevű enzim termelését.
Laktóz és laktáz
Az emberi és a tehéntej egyaránt gazdag laktóz nevű cukorban. A laktóz diszacharid, egy molekula, amelyet két kisebb cukor molekula, glükóz és galaktóz kombinálásával állítanak elő. A vízben a laktózcukor általában bomlik glükózra és galaktózra, de ez a reakció nagyon lassú. A laktáz enzim katalizátorként működik, megkönnyítve a reakciót és nagyon gyorsan megvalósulva. Ez az enzim négy külön alegységből áll, amelyek összefogva egyetlen működő enzimet alkotnak. Minden alegység az aminosavak hosszú láncolata, összefűzve. Összességében, ha megszámoljuk az egyes láncok aminosavainak számát, akkor a fehérjében 4092 aminosav egység van.
Az enzimfunkció feltételei
A laktáz enzim csak akkor éri el optimális teljesítményét, ha magnézium van jelen, és akkor működik a legjobban, ha a pH értéke közel 6. Amikor az enzim teljesen telített - más szóval, amikor a laktóz koncentrációja olyan magas, hogy további növelése nem növeli a reakció sebességét - 60 laktózmolekulát képes lebontani a második. A reakció elősegítésének mechanizmusa két glutamát aminosavból áll, amelyek egy ilyen a úgy, hogy amint a laktózmolekula tapad az enzimhez, ezek az aminosavak együttműködnek a hasításában kettő.
A laktáz-perzisztencia genetikája
Csecsemőként minden ember a belében termeli a laktáz enzimet. Az emberek többsége azonban már kisgyermekkorban felhagy az enzim termelésével. Ennek az enzimnek a génjéhez közeli egyetlen mutáció lehetővé teszi a laktáz termelésének folytatását felnőttkorban - és így a laktózt még felnőttként is megemésztheti. Ezt a tulajdonságot laktáz-perzisztenciának hívják, és azokról az emberekről, akiknek hiányzik, laktóz-intoleranciát mondanak, bár a laktóz-intolerancia mértéke és súlyossága az egyének között nagyon eltérő.
A laktáz-perzisztencia eredete
Az emberek csak körülbelül 10 000 évvel ezelőtt kezdték el a tejtermelést. Szoros összefüggés van a tejtermelés népszerűsége egy adott régióban és a laktáz perzisztencia mutáció gyakorisága között. A két régió, ahol a laktáz perzisztencia a leggyakoribb, Európában és néhány afrikai országban található, mindkét régióban a tejtermelést évezredek óta folytatják. Ez azt jelenti, hogy a laktáz perzisztencia egy újabb evolúciós újítás, és hogy erőteljes természetes szelekció létezik, amely elősegíti ezt a mutációt, ez azt jelenti, hogy azokban a régiókban, ahol tejtermelést folytattak, sokkal nagyobb valószínűséggel maradtak életben és élnek olyan emberek, akik képesek megemészteni a tejtermékeket gyermekek. Hogy miért volt olyan előnyös a tejtermékek fogyasztása, továbbra sem világos.