Večina svetovnega prebivalstva do neke mere ne prenaša laktoze. Med ljudmi evropskega porekla in v nekaterih delih Afrike pa je sposobnost prebave laktoze v mleku in mlečnih izdelkih zelo pogosta. To sposobnost povzroča genetska mutacija, zaradi katere tisti, ki jo prenašajo, še naprej proizvajajo encim, imenovan laktaza, tudi v odrasli dobi.
Laktoza in laktaza
Tako človeško kot kravje mleko je bogato s sladkorjem, imenovanim laktoza. Laktoza je disaharid, molekula, ki nastane s kombiniranjem dveh manjših molekul sladkorja, imenovanih glukoza in galaktoza. V vodi se laktozni sladkor ponavadi razgradi v glukozo in galaktozo, vendar je ta reakcija zelo počasna. Encim laktaza deluje kot katalizator, da olajša reakcijo in jo zelo hitro uresniči. Ta encim je sestavljen iz štirih ločenih podenot, ki se združijo in tvorijo en sam delujoči encim. Vsaka podenota je dolga veriga aminokislin, povezanih skupaj. Če skupaj preštejemo število aminokislin v vsaki verigi, je v beljakovinah 4092 aminokislinskih enot.
Pogoji za delovanje encimov
Encim laktaza doseže optimalno delovanje le, če je magnezij prisoten, najbolje pa deluje, ko je pH blizu 6. Ko je encim popolnoma nasičen - z drugimi besedami, ko je koncentracija laktoze tako visoka, da njegovo nadaljnje povečanje ne poveča hitrosti reakcije - lahko razgradi 60 molekul laktoze a drugič. Mehanizem, s katerim olajša reakcijo, vključuje dve glutamatni aminokislini, ki se nahajata v taki tako, da ko se molekula laktoze drži encima, te aminokisline sodelujejo pri njeni razdelitvi dva.
Genetika obstojnosti laktaze
Kot dojenčki vsi ljudje proizvajajo encim laktazo v črevesju. Vendar večina ljudi v zgodnjem otroštvu preneha proizvajati encim. Ena mutacija blizu gena za ta encim vam omogoča, da še naprej proizvajate laktazo v odrasli dobi - in tako prebavite laktozo tudi kot odrasla oseba. Ta lastnost se imenuje obstojnost laktaze, ljudje, ki je nimajo, pa naj bi bili nestrpni do laktoze, čeprav se obseg in resnost intolerance za laktozo med posamezniki zelo razlikujeta.
Izvor laktazne obstojnosti
Z mlekarstvom smo se ljudje začeli ukvarjati šele pred približno 10.000 leti. Obstaja močna povezava med priljubljenostjo mlekarstva v določeni regiji in pogostostjo mutacije obstojnosti laktaze. Dve regiji, kjer je obstojnost laktaze najpogostejša, sta Evropa in nekatere afriške države, obe regiji, kjer se mlekarstvo ukvarja že tisočletja. To pomeni, da je obstojnost laktaze nedavna evolucijska novost in da obstaja močna naravna selekcija, ki daje prednost tej mutaciji, kar pomeni, da je bilo v regijah, kjer se je ukvarjalo z mlekarstvom, veliko večja verjetnost, da bodo ljudje, ki so lahko prebavili mlečne izdelke, preživeli otroci. Zakaj je bila sposobnost uživanja mlečnih izdelkov tako koristna, ostaja nejasno.