可以改变微生物反转乳糖不耐症吗?

可以改变微生物反转乳糖不耐症吗? 扭转乳糖不耐症可能使成年人再次享受奶昔。 YAKOBCHUK VIACHESLAV / Shutterstock.com

童年后,约占世界人口的三分之二 失去消化牛奶的能力。 据我们所知,断奶后100%的非人类哺乳动物也失去了这种能力。 持续消化乳糖(牛奶中的主要糖,进入成年期)的能力是一种生物学异常。

乳糖不能直接被肠道吸收,而必须通过一种叫做乳糖酶的酶分解成两种较小的成分糖。 通常,产生乳糖酶LCT的基因的活性在婴儿期后下降。 新证据表明,这种下降不是因为遗传密码发生变化,而是因为DNA是变异的 化学修饰的 所以这样 乳糖酶基因被关闭。 在保持DNA序列完整的同时影响基因活性的这些修饰称为表观遗传。 表观遗传修饰 关掉乳糖酶基因 不会发生在 耐受乳糖的个体。 这一新发现为乳糖不耐受如何随着年龄或肠道创伤后的发展提供了重要的见解。

我是一名微生物学家我对乳糖不耐症的原因产生了兴趣,因为它折磨着一个好朋友。 他具有挪威血统,与大多数挪威人一样,具有遗传上的乳糖耐受性。 但是,他成了永久的 乳糖不耐症 在长期抗生素治疗后的45年龄。

还有一些人因为遗传而应该能够消化乳糖,但是在生命的晚期,无论是自发还是在 小肠因疾病或其他创伤而受损。 在大多数情况下,当治疗潜在病因时,乳糖不耐受会消失,但有些人会变得永久性地乳糖不耐受。

似乎有可能,甚至可能的是,消化道的这种创伤可以引发相同的表观遗传变化,通常会在童年时期关闭乳糖酶基因。 科学家已经发现了其他此类病例 环境诱发的表观遗传变化虽然需要更多的研究来确定这些改变的持久性和后果。

餐饮 乳糖酶将糖乳糖分解成两种较小的糖,可以在小肠中吸收。 http://www.evo-ed.com, CC BY-NC

乳糖不耐症主要是由于你的基因

虽然生产乳糖酶的能力在世界范围内只有约35%的成年人持续到成年期,但这一点 不同民族之间的比例差别很大。 在美国,耐受乳糖的人的比例大约是 64%,反映了这个国家的民族混合。


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成人消化乳糖的能力最近出现在人类身上。 特定的遗传变化 - 被称为单核苷酸多态性,SNP - 传递乳糖酶持久性在与驯化奶牛动物相同的时间内在各种群体中独立出现。 这些SNP中没有一个存在于乳糖酶基因本身中,而是存在于DNA的附近区域 控制它的活动。 科学家一直在试图弄清楚这些变化是如何对这种基因的行为产生影响的。

餐饮 该SNP位于乳糖酶基因前面的13910碱基对,其DNA碱基对C:G被T:A取代。 这种变化显然可以防止DNA在该位点被甲基化,因此乳糖酶基因保持活性。 http://www.evo-ed.com, CC BY-NC

最近研究人员已经证明其中一个SNP改变了水平 表观遗传修饰 的DNA 乳糖酶基因控制区。 具体而言,SNP防止称为甲基(由一个碳原子和三个氢原子组成)的小化学单元与DNA连接。 甲基在调节基因活性中特别重要,因为当它们被添加到DNA中时,它们会关闭基因。

这些研究表明,在儿童早期后,乳糖酶基因通常被DNA甲基化关闭。 然而,改变对照区域中DNA序列的SNP阻止了这种甲基化的发生。 反过来,这导致乳糖酶的产生,因为基因保持开启。

到今天为止, 五种不同的SNP密切相关 乳糖酶持续存在,在孤立的人群中发现了另一种10。 估计这些SNP在不同培养物中出现的时间范围为 3,000(坦桑尼亚)多年前到12,000(芬兰)。 该特征在这些人群中持续存在并传播,表明在婴儿期以后消化牛奶的能力具有显着的选择优势。

餐饮 乳酸菌可以消化糖乳糖并产生作为副产物的乳酸。 Horst Neve博士,Max Rubner-Institut, 创用CC BY-SA

你的微生物和乳糖不耐症

的症状 乳糖不耐症 包括腹泻,胃痛,痉挛,腹胀和胃肠胀气,所有这些都是由于未能分解小肠中的乳糖造成的。 由于未消化的乳糖进入大肠,水进入以降低乳糖浓度,产生腹泻。 乳糖最终被大肠中的微生物吃掉,产生副产物,导致腹胀,痉挛和胃肠胀气的各种气体。

最近的研究表明, 乳糖不耐症的症状可以缓解 在某些人中 改变肠道微生物的数量被称为微生物组,以促进乳糖消化细菌。 具体而言,被称为“乳酸菌”的细菌吃乳糖但产生副产物乳酸而不是气体。 虽然乳酸没有营养价值,但它不会产生乳糖不耐症的令人不快的症状。 这个 适应肠道微生物组 可能是一些没有乳糖酶持久性遗传证据的古代牧民如何容忍富含乳制品的饮食。

摄取乳酸菌作为益生菌 可以缓解乳糖不耐症的症状,但这些细菌可能不会在结肠中持续存在。 一个有前景的新策略是将乳酸菌“喂养”一种它们可以消化的复杂糖,但人类却不能。 在最初的临床试验中,使用这种“益生元”的受试者报告 改善乳糖耐量 并有一个相应的 他们肠道微生物组的转变. 更大的临床试验正在进行中.

所以乳糖不耐症的人有希望真正的冰淇淋可能再次出现在菜单上。谈话

关于作者

Patricia L. Foster,生物学荣誉教授, 美国印第安纳大学

本文重新发表 谈话 根据知识共享许可。 阅读 原创文章.

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