Het omkeren van lactose-intolerantie kan het volwassenen mogelijk maken om weer van een milkshake te genieten. YAKOBCHUK VIACHESLAV / Shutterstock.com

Na de kindertijd ongeveer tweederde van de wereldbevolking verliest het vermogen om melk te verteren. Voor zover we weten, verliest ook 100% van niet-menselijke zoogdieren dit vermogen na het spenen. Het voortdurende vermogen om lactose, de belangrijkste suiker in melk, tot in de volwassenheid te verteren, is een biologische afwijking.

Lactose kan niet direct in het darmkanaal worden opgenomen en moet in plaats daarvan in zijn twee kleinere suikers worden afgebroken door een enzym dat lactase wordt genoemd. Normaal neemt de activiteit van het gen dat lactase produceert, LCT, af na de kindertijd. Nieuw bewijs suggereert dat deze afname niet plaatsvindt omdat de genetische code is veranderd, maar omdat het DNA dat is chemisch gemodificeerd zodat de lactase-gen is uitgeschakeld. Dergelijke modificaties die de genactiviteit beïnvloeden terwijl de DNA-sequentie intact blijft, worden epigenetisch genoemd. De epigenetische modificatie die schakelt het lactasegen uit gebeurt niet in lactose-tolerante individuen. Deze nieuwe bevinding geeft een belangrijk inzicht in hoe lactose-intolerantie zich ontwikkelt met de leeftijd of na een trauma aan het darmkanaal.

Ik ben een microbioloogen ik raakte geïnteresseerd in de oorzaken van lactose-intolerantie omdat het een goede vriend treft. Hij is van Noorse afkomst en is, net als de meeste Noren, genetisch lactosetolerant. Maar hij werd permanent lactose intolerantie op de leeftijd van 45 na een lang antibioticum.

Er zijn andere gevallen van mensen die in staat zouden moeten zijn lactose te verteren vanwege hun genetica, maar die mogelijkheid laat in hun leven verliezen, hetzij spontaan of wanneer de dunne darm is beschadigd door ziekte of andere trauma's. In de meeste gevallen verdwijnt de lactose-intolerantie wanneer de onderliggende oorzaak wordt behandeld, maar sommige mensen worden permanent lactose-intolerant.

Het lijkt mogelijk, zelfs waarschijnlijk, dat een dergelijke trauma aan het spijsverteringskanaal dezelfde epigenetische verandering teweeg kan brengen die gewoonlijk het lactase-gen in de kindertijd uitschakelt. Wetenschappers hebben andere gevallen van dergelijke gevonden ecologisch geïnduceerde epigenetische veranderingen, hoewel meer onderzoek nodig is om de persistentie en de gevolgen van deze wijzigingen vast te stellen.

Het lactase-enzym breekt de suiker-lactose af in twee kleinere suikers die in de dunne darm kunnen worden opgenomen. http://www.evo-ed.com, CC BY-NC

Lactose-intolerantie is meestal te wijten aan uw genen

Hoewel het vermogen om het lactase-enzym te produceren in de volwassenheid blijft bestaan ​​in slechts ongeveer 35% van de volwassenen wereldwijd, dit het percentage varieert sterk tussen etnische groepen. In de VS is het aandeel van lactose-tolerante mensen ongeveer 64%, weerspiegelt de mix van etnische groepen die het land bevolken.

Het vermogen van volwassenen om lactose te verteren verscheen relatief recent bij mensen. Specifieke genetische veranderingen - bekend als single-nucleotide polymorphisms, SNPs - die lactase-persistentie overbrachten ontstonden onafhankelijk in verschillende populaties rond dezelfde tijd als hun domesticatie van melkdieren. Geen van deze SNP's bevindt zich in het lactase-gen zelf, maar bevindt zich in een nabijgelegen regio van het DNA controle over zijn activiteit. Wetenschappers hebben geprobeerd na te gaan hoe deze veranderingen hun invloed uitoefenen op het gedrag van dit gen.

Deze SNP, gelokaliseerde 13910-basenparen voor het lactasegen, heeft het DNA-basenpaar C: G vervangen door een T: A. De verandering voorkomt kennelijk dat het DNA op deze plaats wordt gemethyleerd, en dus blijft het lactasegen actief. http://www.evo-ed.com, CC BY-NC

Onlangs hebben onderzoekers aangetoond dat een van de SNP's het niveau van verandert epigenetische modificatie van het DNA in de lactase gen controlegebieden. Specifiek, de SNP voorkomt dat kleine chemische eenheden, methylgroepen (die uit één koolstof en drie waterstofatomen bestaan) aan het DNA worden gehecht. Methylgroepen zijn vooral belangrijk bij het reguleren van genactiviteit, omdat wanneer ze worden toegevoegd aan het DNA, ze het gen uitschakelen.

Deze studies impliceren dat na de vroege kinderjaren het lactasegen gewoonlijk wordt uitgeschakeld door DNA-methylatie. De SNP's die de DNA-sequentie in het controlegebied wijzigen, voorkomen echter dat deze methylering plaatsvindt. Dit resulteert op zijn beurt in de productie van lactase omdat het gen wordt aangehouden.

Tot op heden vijf verschillende SNP's zijn sterk geassocieerd met lactasepersistentie, en een andere 10 of zo is gevonden in geïsoleerde populaties. De geschatte tijden van verschijning van deze SNP's in verschillende culturen variëren van 3,000 (Tanzania) tot 12,000 (Finland) jaar geleden. Dat het kenmerk aanhield en zich verspreidde in deze populaties geeft aan dat het vermogen om melk te verteren tot voorbij de kindertijd een significant selectief voordeel had.

Melkzuurbacteriën kunnen de suiker lactose verteren en melkzuur produceren als bijproduct. Dr. Horst Neve, Max Rubner-Institut, CC BY-SA

Uw microbioom en lactose-intolerantie

De symptomen van lactose intolerantie onder meer diarree, maagpijn, krampen, opgeblazen gevoel en winderigheid, die allemaal het gevolg zijn van het niet afbreken van lactose in de dunne darm. Als onverteerd lactose in de dikke darm terechtkomt, komt water de lactoseconcentratie verlagen, waardoor diarree ontstaat. De lactose wordt uiteindelijk gegeten door micro-organismen in de dikke darm en produceert als bijproducten verschillende gassen die een opgeblazen gevoel, krampen en winderigheid veroorzaken.

Recente studies hebben aangetoond dat het symptomen van lactose-intolerantie kunnen worden verlicht bij sommige mensen door de populatie van hun darmmicroben veranderen, het microbioom genoemd, om lactose-verterende bacteriën te stimuleren. Specifiek eten bacteriën, die "melkzuurbacteriën" worden genoemd, de lactose maar produceren het bijproduct melkzuur in plaats van gas. Hoewel melkzuur geen voedingswaarde heeft, produceert het niet de onaangename symptomen van lactose-intolerantie. Deze aanpassing van het intestinale microbioom kan zijn hoe sommige oude pastorale populaties zonder genetisch bewijs van lactasepersistentie een zuivel-rijk dieet tolereerden.

Het innemen van melkzuurbacteriën als probioticum kan de symptomen van lactose-intolerantie verlichten, maar deze bacteriën blijven mogelijk niet aanwezig in de dikke darm. Een veelbelovende nieuwe strategie is om de melkzuurbacteriën een complexe suiker te geven die ze kunnen verteren, maar mensen niet. In initiële klinische onderzoeken rapporteerden proefpersonen die dit "prebioticum" gebruikten verbeterde lactose-tolerantie en had een overeenkomstige verschuiving in hun intestinale microbioom. Grotere klinische onderzoeken zijn aan de gang.

Er is dus hoop voor mensen met lactose-intolerantie dat echt ijs weer op het menu staat.

Over de auteur

Patricia L. Foster, emeritus hoogleraar biologie, Indiana University

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanaf The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees de originele artikel.

Verwante Boeken

at InnerSelf Market en Amazon