Persistencia de la lactasa
Capacidad de digerir la leche después de la infancia.

La persistencia de la lactasa o tolerancia a la lactosa es la actividad continua de la enzima lactasa en la edad adulta, lo que permite la digestión de la lactosa en la leche . En la mayoría de los mamíferos , la actividad de la enzima se reduce drásticamente después del destete . [1] Sin embargo, en algunas poblaciones humanas, la persistencia de la lactasa ha evolucionado recientemente [2] como una adaptación al consumo de leche no humana y productos lácteos más allá de la infancia. La persistencia de la lactasa es muy alta entre los europeos del norte, especialmente los irlandeses . En todo el mundo, la mayoría de las personas no son persistentes a la lactasa [1] y se ven afectadas por diversos grados de intolerancia a la lactosa en la edad adulta. Sin embargo, la persistencia de la lactasa y la intolerancia a la lactosa pueden superponerse.

Distribución global del fenotipo

Porcentaje de adultos que pueden digerir lactosa en la población indígena de Eurasia, África y Oceanía.

La distribución del fenotipo de persistencia de la lactasa (LP) , o la capacidad de digerir la lactosa en la edad adulta, no es homogénea en el mundo. Las frecuencias de persistencia de la lactasa son muy variables. En Europa, la distribución del fenotipo de persistencia de la lactasa es clinal , con frecuencias que varían del 15-54% en el sureste al 89-96% en el noroeste. [3] Por ejemplo, se predice que solo el 17% de los griegos y el 14% de los sardos poseen este fenotipo, mientras que se predice que alrededor del 80% de los finlandeses y húngaros y el 100% de los irlandeses serán persistentes a la lactasa. [4] De manera similar, la frecuencia de persistencia de la lactasa es clinal en la India: un estudio de 2011 de 2284 individuos identificó una prevalencia de LP en la comunidad Ror , de Haryana , en el noroeste, del 48,95%, que disminuye al 1,5% en los Andamaneses , del sudeste, y al 0,8% en las comunidades tibetano-birmanas, del noreste. [5] [6]

También se encuentran altas frecuencias de persistencia de lactasa en algunos lugares del África subsahariana [7] [8] y en Oriente Medio. [9] [10] Pero la situación más común es la persistencia de lactasa intermedia a baja: intermedia (11 a 32%) en Asia central, [11] baja (<=5%) en los nativos americanos , los asiáticos orientales, la mayoría de las poblaciones chinas [2] y algunas poblaciones africanas. [3] [4] [11]

En África, la distribución de la persistencia de la lactasa es "irregular": [12] [13] [3] se observan altas variaciones de frecuencia en poblaciones vecinas, por ejemplo entre los beja y los nilotes de Sudán. [14] Esto hace que el estudio de la distribución de la persistencia de la lactasa sea más difícil. [4] Se encuentran altos porcentajes de fenotipo de persistencia de la lactasa en poblaciones tradicionalmente pastoralistas como los fulani y los beduinos . [3] [15]

La persistencia de la lactasa es frecuente en los nguni y en otras poblaciones de pastores de Sudáfrica como resultado de los productos lácteos que consumen en su dieta. Sin embargo, la persistencia de la lactasa entre los nguni es menos común que en las poblaciones del norte de Europa porque, tradicionalmente, su consumo de productos lácteos se presentaba principalmente en forma de amasi (conocido como Maas en afrikáans), que tiene un menor contenido de lactosa que la leche fresca cruda como resultado del proceso de fermentación por el que pasa. [16] [17 ] [ 15] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [ citas excesivas ]

Genética

Porcentaje de adultos con un genotipo conocido de persistencia de la lactasa en la población indígena del Viejo Mundo

Múltiples estudios indican que la presencia de los dos fenotipos “lactasa persistente” (fenotipo derivado) y “lactasa no persistente” ( hipolactasia ) está programada genéticamente, y que la persistencia de la lactasa no está necesariamente condicionada por el consumo de lactosa después del periodo de lactancia. [24] [25]

El fenotipo persistente de la lactasa implica una alta expresión de ARNm , una alta actividad de la lactasa y, por lo tanto, la capacidad de digerir la lactosa, mientras que el fenotipo no persistente de la lactasa implica una baja expresión de ARNm y una baja actividad de la lactasa. [26] La enzima lactasa está codificada por el gen LCT . [24]

Se sabe que la hipolactasia se hereda de forma recesiva y autosómica, lo que significa que los individuos con el fenotipo no persistente son homocigotos y recibieron las dos copias de un alelo de baja actividad de la lactasa (el alelo ancestral) de sus padres, quienes pueden ser homocigotos o al menos heterocigotos para el alelo. [24] Solo se requiere un alelo de alta actividad para ser persistente a la lactasa. [24] [25] La persistencia a la lactasa se comporta como un rasgo dominante porque la mitad de los niveles de actividad de la lactasa son suficientes para mostrar una digestión significativa de la lactosa. [1] El silencio transcripcional que actúa en cis del gen de la lactasa es responsable del fenotipo de hipolactasia. [24] [25] Además, los estudios muestran que solo se encontraron ocho casos en los que los padres de un niño con persistencia a la lactasa eran ambos hipolactásicos. [1] Si bien una variedad de factores genéticos, así como nutricionales, determinan la expresión de la lactasa, no se ha encontrado evidencia de alteración adaptativa de la expresión de la lactasa dentro de un individuo en respuesta a cambios en los niveles de consumo de lactosa. [1] Los dos fenotipos distintos de hipolactasia son: Fenotipo I, caracterizado por una síntesis reducida del precursor LPH, y fenotipo II, asociado con una síntesis abundante del precursor, pero una conversión reducida de la proteína a su forma molecular madura. [27] La ​​enzima lactasa tiene dos sitios activos que descomponen la lactosa. El primero está en Glu1273 y el segundo en Glu1749, que descomponen por separado la lactosa en dos tipos separados de moléculas. [1]

Al menos seis mutaciones ( polimorfismos de un solo nucleótido , SNP) se han asociado con la expresión de la lactasa. [28] Todas ellas se encuentran en una región del gen MCM6 aguas arriba de LCT . Esta región se considera una región potenciadora de la transcripción de LCT . [29] [30] [31] La primera variante genética identificada asociada con la persistencia de la lactasa es C/T*−13910. [32] El alelo ancestral es C y el alelo derivado, asociado con la persistencia de la lactasa, es T. En el mismo estudio, se encontró otra variante que también se correlacionaba con el fenotipo en la mayoría de los casos: G*/A-22018. [ cita requerida ]

Se han identificado otros alelos asociados con la persistencia de la lactasa: G/C*-14010, [15] C/G*-13907, [15] [13] [33] y T/G*-13915. [34] Esta variante se describe como parte de un alelo compuesto con T/C*3712 en. [31] Estas tres variantes están muy extendidas en algunas poblaciones. Se han descrito variantes raras en algunos estudios, como la G/A*14107 en los xhosa [35] y los fulani (de Mali); [28] la C/T*13906 en los fulani (de Mali). [28]

Los alelos de persistencia de la lactasa varían en sus distribuciones geográficas. Dentro de las poblaciones europeas y de ascendencia europea, están casi totalmente correlacionados con la presencia de la mutación −13,910 C/T en la región potenciadora del gen de la lactasa ( LCT ). [ cita requerida ]

Esto difiere de las distribuciones alélicas de persistencia de la lactasa en el resto del mundo, particularmente en África y en Medio Oriente, donde coexisten varios alelos. [ cita requerida ]

El alelo T/G*-13915 se encuentra principalmente en poblaciones del este y norte de África y Oriente Medio. El alelo G/C*-14010 se identificó en África oriental. [36] El alelo C/G*13907 se describió en Sudán y Etiopía. [15] [33] [37] El alelo "europeo" T*13910 también se encuentra en algunas poblaciones de África, incluidos los fulani (de Mali, [28] Sudán, [38] y Camerún [33] ) y los khoe de Sudáfrica. [20] [22] Este alelo también se ha encontrado en Asia central. [11]

No se sabe exactamente cómo las diferentes variantes descritas anteriormente regulan la expresión de LCT . Ninguna de las mutaciones identificadas hasta ahora ha demostrado ser exclusivamente causal de la persistencia de la lactasa, y es posible que haya más alelos por descubrir. [39] Si nos centramos en la "variante europea", la posición −13910 tiene una función potenciadora en el promotor de la lactasa (el promotor facilita la transcripción del gen LCT ). T−13910 es un potenciador mayor que C−13910, por lo que se piensa que esta mutación es responsable de las diferencias en la expresión de lactasa, [40] aunque no se encuentran suficientes pruebas para demostrar que la persistencia de la lactasa solo esté causada por C−13910→T−13910. [24]

Además, en un estudio que incluyó a una población finlandesa se demostró que el gen de la lactasa tiene una mayor expresión cuando G-22018 se combina con T-13910. [24]

Ventajas evolutivas

La persistencia de la lactasa es un ejemplo clásico de selección natural en humanos: se ha informado que presenta una presión selectiva más fuerte que cualquier otro gen humano conocido. [24] Sin embargo, las razones específicas por las que la persistencia de la lactasa confiere una ventaja selectiva "siguen abiertas a la especulación". [41]

Se proporcionaron varias pruebas de la selección positiva que actúa en el alelo T*-13910: se encuentra en un tramo de homocigosidad de c. 1 Mb; [42] la fuerza de la selección es similar a la estimada para la resistencia a la malaria. [2] Se realizaron inferencias de haplotipos en datos de poblaciones de Asia Central; allí también se detectó selección, aunque menos fuerte que en las poblaciones europeas. [11] Por lo tanto, incluso si T*13910 puede no ser causa de la persistencia de la lactasa, fue seleccionado durante la historia evolutiva humana.

También se demostró que las demás variantes estaban bajo selección. El alelo C*-14010 se encuentra en un tramo particularmente largo de homocigosidad (> 2 Mb). [15]

Se demostró que el alelo compuesto G*-13915 y C*-3712 estaba ubicado en un largo tramo de homocigosidad (1,1 Mb [15] a 1,3 Mb [31] ).

La capacidad de digerir la lactosa no es una novedad evolutiva en las poblaciones humanas. Casi todos los mamíferos comienzan su vida con la capacidad de digerir la lactosa. Este rasgo es ventajoso durante la etapa infantil, porque la leche sirve como fuente primaria de nutrición. A medida que se produce el destete y otros alimentos entran en la dieta, la leche ya no se consume. Como resultado, la capacidad de digerir la lactosa ya no proporciona una ventaja distintiva en cuanto a aptitud física. [43] Esto es evidente al examinar el gen de la lactasa de los mamíferos ( LCT ), cuya expresión disminuye después de la etapa de destete, lo que resulta en una menor producción de enzimas de lactasa. [43] Cuando estas enzimas se producen en bajas cantidades, se produce la no persistencia de la lactasa (LNP). [38]

La capacidad de digerir leche fresca hasta la edad adulta está codificada genéticamente por diferentes variantes que se encuentran aguas arriba del gen LCT y que difieren entre poblaciones. Esas variantes se encuentran en frecuencias muy altas en algunas poblaciones y muestran señales de selección. Hay dos hipótesis notables con teorías diferentes que intentan explicar por qué el fenotipo de persistencia de la lactasa ha sido seleccionado positivamente. [3] La primera, conocida como hipótesis histórico-cultural, afirma que la razón principal de la LP es la introducción de productos alimenticios a base de lácteos en la dieta, [3] mientras que la hipótesis de causa inversa sostiene que el consumo de lácteos fue adoptado por las sociedades que ya tenían una alta frecuencia de LP. [3]

Hipótesis de coevolución entre genes y cultura

La hipótesis de coevolución gen-cultura de la selección positiva del fenotipo de persistencia de la lactasa se basa en la observación de que las poblaciones de pastores a menudo presentan altos niveles de persistencia de la lactasa. Según esta hipótesis, la razón de la selección es la ventaja nutricional de ser persistente a la lactasa. [2] [15]

Los individuos que expresaron fenotipos persistentes de lactasa habrían tenido una ventaja significativa en la adquisición nutricional. [38] Esto es especialmente cierto para las sociedades en las que la domesticación de animales productores de leche y el pastoreo se convirtieron en una forma de vida principal. [ cita requerida ]

La combinación de genes de pastoreo y de persistencia de la lactasa habría permitido a los individuos la ventaja de la construcción de nichos, lo que significa que habrían tenido menos competencia por los recursos al derivar una fuente secundaria de alimento, la leche. [44] La leche como fuente de nutrición puede haber sido más ventajosa que la carne, ya que su tasa de renovación es significativamente más rápida. En lugar de tener que criar y sacrificar animales, una vaca o cabra podría servir repetidamente como un recurso con menos restricciones de tiempo y energía. La ventaja competitiva conferida a los individuos tolerantes a la lactosa habría dado lugar a fuertes presiones selectivas para este genotipo, especialmente en épocas de hambruna, lo que a su vez dio lugar a frecuencias más altas en la persistencia de la lactasa dentro de las poblaciones. La leche también está generalmente menos contaminada que el agua, lo que disminuye la exposición a patógenos o parásitos. [45]

En cambio, en las sociedades que no practicaban el pastoreo, no existe una ventaja selectiva para la persistencia de la lactasa. Las mutaciones que pueden haber desarrollado variaciones alélicas que codifican la producción de lactasa en la edad adulta son simplemente mutaciones neutrales. Aparentemente no confieren ningún beneficio de aptitud a los individuos. Como resultado, ninguna selección ha perpetuado la propagación de estas variantes alélicas, y el genotipo y fenotipo de persistencia de la lactasa siguen siendo raros. [1] Por ejemplo, en el este de Asia, las fuentes históricas también atestiguan que los chinos no consumían leche, mientras que los nómadas que vivían en las fronteras sí lo hacían. Esto refleja las distribuciones modernas de intolerancia. China es particularmente notable como un lugar de poca tolerancia, mientras que en Mongolia y las estepas asiáticas , la leche y los productos lácteos son una fuente principal de nutrición. Los nómadas también elaboran una bebida alcohólica, llamada airag o kumis , a partir de leche de yegua, aunque el proceso de fermentación reduce la cantidad de lactosa presente. [ cita requerida ]

Se han propuesto dos escenarios para la hipótesis de coevolución entre genes y cultura: o bien la persistencia de la lactasa se desarrolló y fue seleccionada después del inicio de las prácticas pastorales (hipótesis histórico-cultural); o bien el pastoralismo se extendió sólo en poblaciones donde la persistencia de la lactasa ya era frecuente (hipótesis de causa inversa). Existen excepciones a la hipótesis, como los cazadores-recolectores Hadza (Tanzania), con una prevalencia del fenotipo de persistencia de la lactasa del 50%. [15]

La evolución de la persistencia de la lactasa en respuesta al comportamiento pastoral puede verse como un ejemplo del efecto Baldwin , por el cual el comportamiento de los animales afecta la presión de selección a la que se encuentran. [46]

Beneficios de ser persistente a la lactasa en la edad adulta

Se ha demostrado que el consumo de lactosa beneficia a los seres humanos con persistencia de la lactasa hasta la edad adulta. Por ejemplo, el Estudio sobre el corazón y la salud de las mujeres británicas de 2009 [47] investigó los efectos en la salud de las mujeres de los alelos que codificaban la persistencia de la lactasa. Cuando el alelo C indicaba no persistencia de la lactasa y el alelo T indicaba persistencia de la lactasa, el estudio encontró que las mujeres que eran homocigotas para el alelo C exhibían peor salud que las mujeres con un alelo C y un alelo T y las mujeres con dos alelos T. Las mujeres que eran CC informaron más fracturas de cadera y muñeca, más osteoporosis y más cataratas que los otros grupos. [48] También eran en promedio 4-6 mm más bajas que las otras mujeres, así como ligeramente más ligeras de peso. [48] Además, se encontró que factores como los rasgos metabólicos, el estado socioeconómico, el estilo de vida y la fertilidad no estaban relacionados con los hallazgos, lo que indica que las mejoras de salud de estas mujeres se debieron al consumo de productos lácteos y exhibieron persistencia de la lactasa. [ cita requerida ]

Hipótesis de la absorción de calcio

Otra posibilidad es la hipótesis de la absorción de calcio. [13] [48] La lactosa favorece la absorción intestinal de calcio: ayuda a mantenerlo en forma soluble. Esto puede ser ventajoso en regiones con baja exposición a la luz solar donde la vitamina D, necesaria para el transporte de calcio, es un factor limitante. Se ha demostrado que el gen de persistencia de la lactasa se correlaciona con niveles más altos de vitamina D. [49]

Se encontró que la correlación entre las frecuencias de persistencia de la lactasa y la latitud en 33 poblaciones de Europa era positiva y significativa, mientras que la correlación entre la persistencia de la lactasa y la longitud no lo era, lo que sugiere que los altos niveles de asimilación de lactosa eran de hecho útiles en áreas con poca luz solar en el norte de Europa. [50]

El aumento de la absorción de calcio ayuda a prevenir el raquitismo y la osteomalacia . [1]

Hipótesis del clima árido

Se propuso una hipótesis específica para el clima árido: [51] aquí, la leche no solo es una fuente de nutrientes, sino también una fuente de líquido, lo que podría ser particularmente ventajoso durante epidemias de enfermedades gastrointestinales como el cólera (donde el agua está contaminada). Las poblaciones humanas difieren en la prevalencia de la persistencia genotípica de la lactasa, la tolerancia fenotípica a la lactosa y el consumo habitual de leche. (Vliert, et al, 2018). La capacidad de un individuo para absorber leche está generalizada en tres condiciones. [ cita requerida ]

  1. Latitudes más altas donde la radiación ultravioleta B insuficiente provoca deficiencias de calcio y vitamina D.
  2. Zonas áridas donde la escasez de agua dulce convierte la leche en una bienvenida fuente de hidratación.
  3. Entornos pastorales donde el pastoreo de ganado proporciona abundantes suministros de leche. (Vliert, et al, 2018). [52]

Persistencia de la lactasa y resistencia a la malaria

Un estudio sugirió que la persistencia de la lactasa fue seleccionada en paralelo con la resistencia a la malaria en los fulani de Mali. [28] Los mecanismos propuestos son: ventaja nutricional de la leche; bajo contenido de ácido p -aminobenzoico en comparación con dietas sin leche; ingesta de inmunomoduladores contenidos en la leche.

No persistencia de la lactasa en poblaciones dependientes de la leche

Aunque se han discutido las ventajas selectivas de la persistencia de la lactasa, se han realizado estudios de grupos étnicos cuyas poblaciones, a pesar de depender en gran medida del consumo de leche, actualmente tienen una baja frecuencia de persistencia de la lactasa. [13] Un estudio de 303 individuos de la tribu Beja y 282 individuos de varias tribus nilóticas en Sudán descubrió una marcada diferencia entre la distribución de fenotipos de lactasa de las dos poblaciones. La persistencia de la lactasa se determinó con pruebas de aliento con hidrógeno . La frecuencia de malabsorción de lactosa fue del 18,4% en los miembros de las tribus Beja mayores de 30 años y del 73,3% en los miembros de las tribus nilóticas mayores de 30 años. [14]

Historia evolutiva

Según la hipótesis de la coevolución gen-cultura, la capacidad de digerir la lactosa en la edad adulta (persistencia de la lactasa) se volvió ventajosa para los humanos después de la invención de la cría de animales y la domesticación de especies animales que podían proporcionar una fuente constante de leche. Las poblaciones de cazadores-recolectores antes de la Revolución Neolítica eran abrumadoramente intolerantes a la lactosa, [53] [54] al igual que los cazadores-recolectores modernos. Los estudios genéticos sugieren que las mutaciones más antiguas asociadas con la persistencia de la lactasa solo alcanzaron niveles apreciables en las poblaciones humanas en los últimos 10.000 años. [55] [2] Esto se correlaciona con el comienzo de la domesticación animal, que ocurrió durante la transición neolítica. Por lo tanto, la persistencia de la lactasa a menudo se cita como un ejemplo tanto de la evolución humana reciente [15] y, como la persistencia de la lactasa es un rasgo genético pero la cría de animales un rasgo cultural, la coevolución gen-cultura en la simbiosis mutua humano-animal se inició con el advenimiento de la agricultura . [56]

Dependiendo de las poblaciones, una u otra hipótesis sobre la ventaja selectiva de la persistencia de la lactasa es más relevante: en el norte de Europa, la hipótesis de la absorción de calcio podría ser uno de los factores que conducen a los fuertes coeficientes de selección, [57] mientras que en las poblaciones africanas, donde la deficiencia de vitamina D no es un problema tan importante, la propagación del alelo está más estrechamente correlacionada con las calorías y la nutrición añadidas del pastoreo. [2]

Se han identificado varios marcadores genéticos para la persistencia de la lactasa, y estos muestran que la persistencia de la lactasa tiene múltiples orígenes en diferentes partes del mundo (es decir, es un ejemplo de evolución convergente ). En particular, se ha planteado la hipótesis [58] de que la variante T*13910 apareció al menos dos veces de forma independiente. De hecho, se observa en dos haplotipos diferentes: H98, el más común (entre otros, en los finlandeses y en los fulani); y H8 H12, relacionado con poblaciones geográficamente restringidas. La versión común es relativamente más antigua. Se estima que la variante H98, la más común entre los europeos, aumentó a frecuencias significativas hace unos 7500 años en los Balcanes centrales y Europa central , un lugar y un tiempo que corresponden aproximadamente a la cultura arqueológica de la cerámica lineal y las culturas de Starčevo . [ cita requerida ]

La variante T*13910 también se encuentra en los norteafricanos, por lo que probablemente se originó antes de 7500 años atrás, en el Cercano Oriente , pero los primeros agricultores no tenían altos niveles de persistencia de la lactasa y no consumían cantidades significativas de leche sin procesar. [59]

A continuación se describen algunas hipótesis sobre la historia evolutiva de la persistencia de la lactasa en determinadas regiones del mundo.

Europa

En cuanto a Europa, el modelo propuesto para la propagación de la persistencia de la lactasa combina procesos demográficos y de selección. [47] [36] [3] [13] Algunos estudios utilizaron enfoques de modelado para investigar el papel de la deriva genética. [3] Según algunos modelos, la propagación de la persistencia de la lactasa en Europa puede atribuirse principalmente a una forma de deriva genética . [47] La ​​evidencia también puede provenir de otros campos, por ejemplo, registros históricos escritos: los autores romanos registraron que las personas del norte de Europa, particularmente Gran Bretaña y Alemania , bebían leche sin procesar. Esto se corresponde muy de cerca con las distribuciones europeas modernas de intolerancia a la lactosa, donde las personas de Gran Bretaña, Alemania y Escandinavia tienen una alta tolerancia, y las del sur de Europa, especialmente Italia, tienen una tolerancia menor. [41] La menor tolerancia en el sur de Europa puede explicarse solo por la deriva genética, pero la mayor tolerancia en el norte de Europa puede ser el resultado de la selección positiva. [3] Los informes de 2017 de 23AndMe indicaron que el 40,4% de sus clientes, que se identificaron como europeos, portaban una sola copia del alelo mutado 13910C/T y un 42% adicional portaban dos copias de la mutación de persistencia de la lactasa. [60]

Un análisis de todo el genoma realizado en 2015 para selección usando ADN recolectado de 230 antiguos euroasiáticos occidentales que vivieron entre 6500 y 300 a. C. encontró que la primera aparición del alelo responsable de la persistencia de la lactasa ocurrió en un individuo que vivió en Europa central entre 2450 y 2140 a. C. [61]

Un estudio de arqueogenética de 2021 descubrió que la persistencia de la lactasa aumentó rápidamente en Gran Bretaña a principios de la Edad de Hierro , mil años antes de que se generalizara en Europa continental, lo que sugiere que la leche se convirtió en un alimento muy importante en Gran Bretaña en ese momento. [62]

Asia central

En Asia Central, el polimorfismo causal de la persistencia de la lactasa es el mismo que en Europa (T*13910, rs4988235), lo que sugiere una difusión genética entre las dos regiones geográficas. [11]

Se indica que el alelo responsable de la persistencia de la lactasa (T*13910) puede haber surgido en Asia Central , basándose en la mayor frecuencia de persistencia de lactasa entre los kazajos que tienen la menor proporción de acervo genético "occidental" inferida del análisis de mezcla de datos de microsatélites autosómicos. [11] Esto, a su vez, también podría ser una prueba genética indirecta de la domesticación temprana de caballos para productos lácteos como lo atestiguan recientemente los restos arqueológicos. [11] [63] En los kazajos, tradicionalmente pastores, la frecuencia de persistencia de la lactasa se estima en 25-32%, de los cuales solo el 40,2% tiene síntomas y el 85-92% de los individuos son portadores del alelo T*13910. [11]

Asia del Sur

En el sur de Asia, el polimorfismo causal dominante para la persistencia de la lactasa es el mismo que en Europa (T*13910, rs4988235), lo que sugiere una difusión genética entre las dos regiones geográficas. Un estudio de 2012, de 2284 individuos en toda la región, identificó una frecuencia promedio de 10,3% para la mutación, aunque variando en prevalencia desde 0,8% entre los hablantes tibetano-birmanos hasta 18,4% entre los hablantes indoeuropeos; el oeste de la India alberga la mayor incidencia del alelo derivado. Además, aproximadamente el 3,4% de la población poseía una de las otras mutaciones conocidas. [64]

África

La situación es más compleja en África , donde se encuentran las cinco variantes principales de persistencia de la lactasa. [65] [15] [19] [20]

La presencia de alelos T*13910 entre los pastores khoe se atribuye al flujo genético procedente de Europa. Sin embargo, la presencia de otros alelos indica un flujo genético procedente de África oriental. [19]

Se ha planteado la hipótesis de que la variante G*13915 se dispersó desde Oriente Medio, [65] en asociación con la domesticación del camello árabe . [31]

La mutación G-14009 tiene su base en Etiopía. [66]

La variante G*13907 se concentra entre hablantes afroasiáticos del noreste de África . [65]

El alelo C*14010 es hoy más común entre los grupos de pastores que habitan el este de África, desde donde se cree que se ha extendido junto con el pastoreo a partes del sur de África. [65] [19] [20] [67] En última instancia, se cree que la variante de persistencia de la lactasa C*14010 llegó desde el Sahara en áreas que anteriormente estaban habitadas por poblaciones de habla afroasiática. Esto se dedujo de la existencia de préstamos relacionados con la cría de animales y el ordeño de origen afroasiático en varias lenguas nilo-saharianas y niger-congolesas , así como de la aparición más temprana de lípidos de leche procesada en cerámica que se encontraron en el sitio arqueológico de Tadrart Acacus en Libia (datada por radiocarbono en c. 7500 BP, cerca de la edad estimada de la mutación C*14010). [68]

No se conocen los procesos evolutivos que impulsan la rápida propagación de la persistencia de la lactasa en algunas poblaciones. [1] Entre algunas poblaciones que habitan África Oriental, la persistencia de la lactasa ha pasado de frecuencias insignificantes a casi ubicuas en solo 3000 años, lo que sugiere una presión selectiva muy fuerte . [15] Algunos estudios también propusieron que la selección para la persistencia de la lactasa no es tan fuerte como se suponía ( barrido selectivo suave ), y que su fuerza varía mucho dependiendo de condiciones ambientales particulares. [13] Después de la domesticación animal, los individuos adquirieron la capacidad de tolerar la lactosa después del destete desde la infancia. Esto ofreció una ventaja crucial a los humanos a través de la selección natural al crear variaciones genéticas. [69]

Los agricultores neolíticos , que pueden haber residido en el noreste de África y Oriente Próximo , pueden haber sido la población de origen de las variantes de persistencia de la lactasa, incluida la -13910*T, y pueden haber sido posteriormente suplantados por migraciones posteriores de pueblos. [70] Los fulani de África occidental subsahariana , los tuareg del norte de África y los agricultores europeos , que son descendientes de estos agricultores neolíticos, comparten la variante de persistencia de la lactasa -13910*T. [70] Aunque la comparten los pastores fulani y tuareg, en comparación con la variante tuareg, la variante fulani de -13910*T ha experimentado un período más largo de diferenciación de haplotipos. [70] La variante de persistencia de la lactasa fulani -13910*T puede haberse extendido, junto con el pastoreo de ganado , entre 9686 AP y 7534 AP, posiblemente alrededor de 8500 AP; Para corroborar este marco temporal para los fulani, al menos en 7500 a. C., hay evidencia de pastores que se dedicaban al acto de ordeñar en el Sahara Central . [70]

Otros mamíferos

La malabsorción de lactosa es típica de los mamíferos adultos, y la persistencia de la lactasa es un fenómeno probablemente vinculado a las interacciones humanas en forma de producción de leche. La mayoría de los mamíferos pierden la capacidad de digerir la lactosa una vez que tienen la edad suficiente para encontrar su propia fuente de nutrición lejos de sus madres. [71] Después del destete , o la transición de ser alimentados con leche a consumir otros tipos de alimentos, su capacidad para producir lactasa disminuye naturalmente porque ya no es necesaria. Por ejemplo, en el tiempo que un lechón en un estudio tenía de cinco a 18 días de edad, perdió el 67% de su capacidad de absorción de lactosa. [72] Si bien casi todos los humanos pueden digerir lactosa normalmente durante los primeros 5 a 7 años de sus vidas, [71] la mayoría de los mamíferos dejan de producir lactasa mucho antes. El ganado puede ser destetado de la leche de sus madres a los 6 meses a un año de edad. [73] Los corderos son destetados regularmente alrededor de las 16 semanas de edad. [74] Estos ejemplos sugieren que la persistencia de la lactasa es un fenómeno exclusivamente humano. [ cita requerida ]

Factores de confusión

Existen algunos ejemplos de factores que pueden causar el fenotipo de persistencia de la lactasa en ausencia de cualquier variante genética asociada con LP. Las personas pueden carecer de los alelos para la persistencia de la lactasa, pero aún así tolerar productos lácteos en los que la lactosa se descompone por el proceso de fermentación (por ejemplo, queso, yogur). [75] Además, las bacterias intestinales colónicas saludables también pueden ayudar en la descomposición de la lactosa, lo que permite que quienes no tienen la genética para la persistencia de la lactasa obtengan los beneficios del consumo de leche. [75] [76]

Prueba de tolerancia a la lactosa

Se puede realizar una prueba de tolerancia a la lactosa pidiendo a los sujetos de prueba que ayunen durante la noche y luego tomando una muestra de sangre para establecer un nivel de glucosa de referencia. Luego se les da a beber una solución de lactosa y se controlan los niveles de glucosa en sangre a intervalos de 20 minutos durante una hora. Los sujetos que muestran un aumento sustancial en su nivel de glucosa en sangre se consideran tolerantes a la lactosa. [22]

La prueba del aliento con hidrógeno se utiliza a menudo para detectar la intolerancia a la lactosa. [ cita requerida ]

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  • Frecuencias genotípicas de persistencia de la lactasa global
  • Frecuencias fenotípicas de persistencia de la lactasa global
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