Body Mleko Indeks

Na konferencji Europejskiego Towarzystwa Ludzkiej Genetyki, która odbyła się właśnie w Wiedniu, pojawił się plakat zajmujący się tolerancją laktozy i … wagą.

Otóż wygląda na to, że rozpowszechniony wśród Skandynawów wariant kodującego laktazę genu LCT, dający tolerancję na laktozę u dorosłych (czyli pozwalający pić mleko bez protestów ze strony układu pokarmowego) występuje w parze z większą wagą. Badania przeprowadzono na ponad 15 tys osób. Wg autorów efekt tego wariantu jest niemal tak duży, jak efekt jednego z alleli genu FTO (fat and obesity associated), obarczanego odpowiedzialnością za 1% odziedziczalności otyłości. Posiadacze 2 kopii „tłustego” allelu FTO są przeciętnie o 3-4 kilo grubsi od osób, które nie mają żadnej kopii tego allelu, a ryzyko wystąpienia u nich otyłości jest większe, niż u osób pozbawionych tego allelu.  Jest to chyba najsilniej wpływający na wagę u przeciętnych ludzi gen, jaki udalo się nam dotąd znaleźć. A tu wygląda na to, że LCT działa niemal równie mocno. Zatem być może na błyskawiczne rozprzestrzenienie się tolerancji laktozy w Europie wpłyneła nie tylko  możliwość dostępu do nowego źródła pokarmu, ale i usprawnienie magazynowania energii w postaci tłuszczu. Mam nadzieję, że będzie z tego artykuł, i że go nie przegapię.

Mleczny genom

Proces udomawiania bydła rozpoczął się około 10 tys. lat temu. Działał on dwukierunkowo – my zmienialiśmy bydło, tworząc 800 różnych odmian, a ono zmieniało nas. Teraz zsekwencjonowano genom krowy (bydło domowe;  Bos taurus), należącej do rasy Hereford. W kwietniu w Science pojawił się główny artykuł. Towarzyszy mu kolekcja bardziej szczegółowych publikacji, dostępna za darmo.

Genom bydła zawiera co najmniej 22 tysiące genów kodujacych białka, do tego naukowcy naliczyli prawie 500 genów miRNA. Prawie połowa genomu to sekwencje repetytywne, z tego większość (27% całości genomu) stanowią sekwencje repetytywne specyficzne dla przeżuwaczy.

Ewolucja w jogurcie

Streptococcus thermophilus

Zainteresowanie tym, czy Actimel szkodzi, jest nadal całkiem spore. A skoro już ciekawi dowiedzą się, że nie szkodzi (no, dobra, można się przyczepić, że ma sporo cukru…), może będą chętni do przeczytania o genetyce bakterii jogurtowych.

Dzięki fermentacji mlekowej przeprowadzanej przez różne mikroby z mleka można otrzymać zsiadłe mleko, kefir, jogurt, mleko acidofilne itp. Np. kefir powstaje dzięki  bakteriom Streptococcus lactis, S. cremonis, i Lactobacillus, oraz drożdżom Pluiveromyces fragilis (taka mieszanka określana jest jako grzybek kefirowy), natomiast jogurt dzięki bakteriom Streptococcus thermophilus i Lactobacillus bulgaricus. Smak jogurtu zawdzięczamy związkom wytworzonym przez bakterie w procesie fermentacji laktozy. Są to m. in. kwas mlekowy, aldehyd octowy i acetoina. Ich ilość zależy od proporcji i jakości szczepów bakterii jogurtowych. Związki te powodują, że kwasowość mleka rośnie, przez co wytrąca się kazeina. S. thermophilus i L. bulgaricus blisko ze sobą współpracują (protokooperacja) – związki produkowane przez S. thermophilus, takie jak kwas mrówkowy czy kwas pirogronowy, stymulują wzrost  L. bulgaricus. On z kolei wytwarza aminokwasy, które stymulują wzrost S. thermophilus.

Fermentacja mlekowa to niezły sposób na przedłużenie trwałości tego napoju, zatem nic dziwnego, że ludzie wykorzystują ją od bardzo dawna. Nic dziwnego, że postanowili zbadać genomy bakterii, które ją przeprowadzają. Genom bakterii jogurtowej Streptococcus salivarius subsp. thermophilus (w skrócie S. thermophilus) zsekwencjonowano w 2004 (Bolotin i in 2004), a genom Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus (w skrócie L. bulgaricus) dwa lata później (van de Guchte i in. 2006).

Woo w jogurcie czyli kto się boi Actimela

Dostałam niedawno od znajomych mail przestrzegający przed Actimelem i Red Bullem. I choć na początku uznałam to za żart, okazuje się, że niektórzy podchodzą do tego bardzo serio. Tekst szybko rozpełzł sie po blogach i forach. Częsć o Actimelu wygląda tak:

ACTIMEL dostarcza organizmowi bakterię zwaną L.CASEI. Ta substancia jest wytwarzana w naturalny sposób przez 98% organizmów, lecz kiedy dostarcza się jej dodatkowo przez dłuższy czas, organizm przestaje ją produkować i stopniowo „zapomina”, co musi robić i jak robić, przede wszystkim u osobników poniżej 14 lat.
W rzeczywistości (actimel) pojawił się jako lek dla tych niewielu ludzi, którzy nie wytwarzają tej bakterii, ale ilość tych osób okazała się tak niewielka, że lek ten okazał się nieopłacalny. By go zrobić opłacalnym sprzedano jego patent firmom żywnościowym.
Departament Zdrowia zobowiązał ACTIMEL (firmę produkującą) do zaznaczenia w swoich reklamach, że produktu tego nie należy spożywać przez dłuższe okresy i firma ta dopełniła tego obowiązku, ale w formie tak zakamuflowanej, że żaden z konsumentów nie zauważy tego ostrzeżenia.
Jeśli któraś matka decyduje się na uzupełnienie diety żywnościowej swojego dziecka ACTIMELEM, nie zauważy żadnego ostrzeżenia o niestosowności jego użycia i nie dowie się, że może powodować poważną krzywdę w przyszłości, spowodowaną manipulacjami reklamowymi, aby powiększyć zyski producentów

RAPORT PHD KHALET GEBARA MD in USA California (UCLA University)

Fascynujące, nieprawdaż? Strach sie bać… taki krótki tekst, a tyle bzdur. Aż nie wiadomo, od czego zacząć wyjasnianie, że to nie tak wygląda.

Przede wszystkim Lactobacillus casei to bakteria, bakterie to organizmy żywe, i człowiek ich nie „wytwarza”. Już Ludwik Pasteur udowodnił, że bakterie nie biorą się z niczego. Równie dobrze można więc ogłosić, że „Każdy głupek to przecież wie, że nie ma myszów i myszowych, że wszystkie one jednakie i lęgną się same z siebie i ze słomy zgniłej„. Owszem, w naszych jelitach mieszkają i rozmnażają się różne  bakterie (w tym i L. casei), ale robią to same, bez naszego w tym udziału. Trudno zatem uznać, że organizm człowieka może zapomnieć, jak „wytwarzać” bakterie L. casei, skoro i tak tego nie robi.

Mleko, geny i IQ

Na różnice w IQ wpływają zarówno geny, jak i środowisko – w tym dieta. Badania sugerują, że karmienie piersią potrafi spowodować, że dziecko zyskuje kilka punktów IQ. Związane jest to prawdopodobnie z wysoką zawartością długołańcuchowych wielonienasyconych kwasów tłuszczowych, tzw. LC-PUFA (kwas dokozaheksaenowy DHA i kwas arachidonowy), których brak w mleku krowim, i które dopiero od jakiegoś czasu są dodawane do niektórych sztucznych mieszanek. W PNAS pojawił się artykuł próbujący wyjaśnić, jaki jest w tym przypadku związek między genami a środowiskiem.

Autorzy pracy rozejrzeli się po ludzkim genomie i uznali, że warto przyjrzeć się dokładniej genowi FADS2, którego produkt bierze udział w metabolizmie tych kwasów. W genie FADS2 można znaleźć polimorfizmy – miejsca, których sekwencja u różnych ludzi jest inna. Jeden z nich ma numer rs174575. Oznacza on, że w pewnym miejscu genu można mieć literkę C lub G. Około 90% populacji (pochodzącej z zachodniej Europy) ma co najmniej jeden gen FADS2 z literką C. Kiedy naukowcy porównali dzieci karmione piersią i z butelki, oraz nałożyli na to tę drobną różnicę w genomie, okazało się, że dzieci karmione piersią mają IQ wyższe średnio o 7 punktów od „butelkowych”, ale tylko wtedy, jeśli w ich genomie znajduje się choć jedna wersja genu FADS2 z literką C. Dwie kopie z G powodowały, że testy IQ nie wykrywały żadnej różnicy niezależnie od tego, czym dzieci karmiono. Badacze twierdzą, że efekt ten jest niezależny od grupy socjoekonomicznej czy IQ matki, wykluczają też, żeby polimorfizm FADS2 wpływał na rozwój płodowy i wielkość noworodka. Ilość DHA w mleku zależy głównie od diety matki, ale prawdopodobnie nie tylko – badania sugerują, że wpływają na to również geny, np. różne warianty genu ApoE. W tym przypadku raczej tak nie jest – naukowcy nie zaobserwowali różnic w IQ dzieci karmionych piersią w zależności od tego, jaki zestaw wariantów FADS2 miała matka.

Czy rzeczywiście to ten polimorfizm ma taki wpływ, czy może jest tylko położony w pobliżu tej ważnej różnicy, być może dowiemy się w przyszłości, jeśli kolejne badania pokażą, że ten związek naprawdę istnieje. Oczywiście należy też pamiętać, że na wyniki IQ wpływa niejeden gen.

Znów o mleku i ewolucji

Wiele osób zajmuje się szukaniem ludzkich genów, w których widać ślady niedawnej ewolucji. Jednym z nich jest gen LCT kodujący laktazę – enzym rozkładający laktozę, czyli cukier mleczny. Z reguły ssaki piją mleko tylko w niemowlęctwie. Później produkcja laktazy zanika, i tracą umiejętność trawienia mleka. Ludzie są pod tym względem wyjątkowi – w niektórych populacjach ludzkich można spotkać wiele osób, u których ekspresja laktazy nie zanika z wiekiem, dzięki czemu nie muszą rezygnować z białego napoju. Tolerancja laktozy jest rozpowszechniona w północnej Europie (u 90% Skandynawów), ale im dalej na południe, tym rzadziej występuje (w Hiszpanii u ok. 50%). U azjatyckich i afrykańskich populacji nie mających wśród przodków pasterzy jest bardzo rzadka (do 20% w Afryce, mniej, niż 1% w Chinach), ale u afrykańskich ludów pasterskich występuje często (50-90%). Umiejętność produkowania laktazy także w wieku dorosłym związana jest z polimorfizmami w sekwencjach regulujących jej wytwarzanie, jednak nie u wszystkich badanych ludów te zmiany są identyczne. U Europejczyków za tolerancję laktozy odpowiada przede wszystkim zmiana z C na T w pozycji -13910 licząc od miejsca startu transkrypcji genu kodującego laktazę, ale w Afryce można znaleźć także inne polimorfizmy (pisałam o tym tu i tu), które wyewoluowały niezależnie, doprowadzając do takiego samego efektu fenotypowego.

Suwałki żądają dostępu do mleka

Mimo, że informacje o kolejnych badaniach na temat historii tolerancji laktozy (czyli cukru mlecznego) pojawiły się już na blogu Archeowieści, postanowiłam też o nich napisać, skoro już tak się o genetyce tej cechy rozpisałam poprzednio (spis postów na końcu).

Wśród naukowców dominuje podparta badaniami genetycznymi hipoteza, że allele niosące utrzymującą się u dorosłych tolerancję na laktozę były rzadkie, a rozpowszechniły się dopiero wtedy, kiedy ludzie udomowili bydło i zaczęli korzystać z jego mleka. O tym, jak wygląda podpis naturalnej selekcji w genie kodującym laktazę (czyli enzym trawiący laktozę), wspominałam wcześniej. Jednak są i tacy, którzy wspierają konkurencyjną hipotezę – mianowicie twierdzą, że pić mleko zaczęto tylko w tych populacjach, w których tolerancja laktozy już występowała stosunkowo często. Badania zespołu Marka Thomasa to kolejny argument przeciwko tej drugiej hipotezie.

Mleko, malaria i mukowiscydoza

Praktycznie wszystkie geny w populacji występują w więcej niż jednym wariancie (allelu). Zjawisko to nazywane jest polimorfizmem. Jednym z mechanizmów utrzymujących polimorfizm w populacji jest naddominacja. Polega ona na tym, że heterozygota (osobnik, u którego występują dwa różne allele danego genu) jest lepiej dostosowana od homozygot. Podręcznikowym przykładem jest wspomniany w poprzednim wpisie polimorfizm genu kodującego hemoglobinę – homozygoty produkujące wyłącznie zmutowaną hemoglobinę S (HbSHbS) chorują na anemię sierpowatą, homozygoty produkujące wyłącznie zwykłą hemoglobinę A (HbAHbA) zapadają na malarię, ale heterozygoty (HbSHbA) nie mają anemii i nie chorują na malarię. Istnieje kilka innych polimorfizmów, które niektórzy wiążą z naddominacją, choćby przywołany poprzednio polimorfizm antygenu Duffy czy mutacje w białku PrP, ale u człowieka tylko przykład anemii sierpowatej i jej związku z malarią nie budzi żadnych wątpliwości. Ostatnio opisano kilka przypadków występowania przewagi heterozygot w genach związanych z płodnością u owiec.

Mechanizm picia mleka

Jeśli temat badawczy jest ciekawy, a narzędzia dostępne, to czasem robi się z tego wyścig. Czasem też kilka artykułów na ten sam temat ukazuje się niemal równocześnie. Podobnie jest w przypadku mutacji związanych z tolerancją laktozy. Nie tylko wspomniana w poprzednim poście Tishoff pisała o nowych polimorfizmach pojedynczych nukleotrydów (SNP) związanych z tolerancją laktozy u dorosłych. Niedawno artykuł na ten sam temat opublikowała grupa prof. Swallow. Potwierdzili oni, że „europejski” allel T-13910 występuje rzadko u ludów pasterskich wywodzących się z Afryki Wschodniej i Bliskiego Wschodu. Następnie zajęli się poszukiwaniem „miejscowych” alleli dających tolerancję laktozy. Zbadali tolerancję laktozy i sekwencje położone 14 kb od genu kodującego laktazę i oczywiście znaleźli trzy nowe polimorfizmy u tych badanych, którzy trawili laktozę. W tej grupie najczęściej występował allel G-13915 (opisany też przez Tishoff, ale jako rzadszy). Oprócz tego opisali jako nowe allele C-13913 i G-13907 (ten ostatni również występował jako rzadszy w grupie badanej przez Tishoff).

Pij mleko, będziesz mutantem

Wszyscy ludzie w dzieciństwie potrafia trawić laktozę, czyli cukier mleczny. Odpowiedzialny za to jest enzym zwany laktazą, kodowany przez gen LCT. Ale u dorosłych dość często laktaza przestaje być produkowana – efektem jest nietolerancja laktozy. Kiedyś potrzebowaliśmy tego enzymu wyłącznie jako dzieci, wiec wytwarzanie go po odstawieniu od piersi było marnotrawstwem. Jednak po udomowieniu bydła możliwość trawienia laktozy u dorosłych stała się zaletą. I tak zostaliśmy chyba jedynym gatunkiem ssaków, którego dorosłe osobniki potrafią rozkładać laktozę.

Tolerancja laktozy występuje u większości mieszkańców północnej Europy (u >90% Skandynawów), ale pojawia sie rzadziej na południu kontynentu i na Bliskim Wschodzie (u ~50% Hiszpanów i Francuzów). U azjatyckich i afrykańskich populacji nie mających wśród przodków pasterzy jest bardzo rzadka (~1% Chinczykow, ~5%–20% rolników z zachodniej Afryki). Jednak u afrykańskich ludów pasterskich występuje częściej (u ~90% Tutsi i ~50% Fulani).