Nueva perspectiva para la evolución de la tolerancia a la lactosa

Nueva perspectiva para la evolución de la tolerancia a la lactosa
Amparo Tolosa, Genotipia

 

Nuestros antepasados europeos podrían haber empezado a consumir leche de otros animales antes de ser capaces de digerirla apropiadamente gracias a una adaptación genética, indica una investigación internacional recientemente publicada en Nature. El estudio combina datos arqueológicos, análisis químicos y genéticos e información epidemiológica para ofrecer una amplia perspectiva del consumo de leche y de la evolución de la persistencia de la lactasa durante los últimos 9000 años.

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En la actualidad la mayor parte de los europeos y alrededor de un tercio de la población humana global produce la enzima lactasa a lo largo de su vida puede beber leche sin experimentar problemas en su digestión. En gran medida, esta capacidad se debe a la persistencia de la lactasa, un rasgo genético que favorece que la producción de lactasa, enzima producida en el intestino delgado responsable de la digestión de la lactosa de la leche se mantenga en la edad adulta. Imagen: Foto de Mary Skrynnikova en Unsplash

La persistencia de la lactasa es un rasgo genético que permite que la enzima responsable de digerir la lactosa de la leche siga produciéndose a lo largo de toda la vida. En la actualidad, esta característica, que facilita la digestión de la leche en la edad adulta, es común en las poblaciones de origen europeo y está presente en alrededor de un tercio de la población humana global. Sin embargo, no siempre ha sido así.

La persistencia de la lactasa ha surgido y se ha extendido en distintas poblaciones consumidoras de leche en diversas ocasiones a lo largo de los últimos milenios. Cómo ha ocurrido esta expansión es un tema muy interesante a nivel evolutivo que todavía no se ha resuelto por completo.

Hasta ahora se pensaba que la capacidad para consumir leche sin problemas digestivos se había expandido por las poblaciones como un fenómeno de coevolución asociado al incremento en el consumo de leche y producción de productos lácteos. Se consideraba que las poblaciones humanas empezaron a producir y consumir leche y esta circunstancia podía haber favorecido la selección de la variación genética que mantenía la expresión de la enzima lactasa más allá de la etapa infantil. De esta forma, mejoraba la tolerancia a la lactosa de los adultos, que también podían consumir productos lácteos sin problemas.

Una reciente investigación sobre el consumo de leche y la evolución de la persistencia de la lactasa en los últimos 9000 años cuestiona la teoría sobre la expansión de la tolerancia a la lactosa y plantea otra explicación en la que los periodos de hambruna o la exposición a patógenos tuvieron un papel importante en la selección de las variantes genéticas que promueven la persistencia de la lactasa.

Estudio arqueológico, químico y genético de la evolución del consumo de leche

A partir del análisis de restos biológicos animales en fragmentos de cerámica procedentes de más de 500 localizaciones arqueológicas los investigadores han encontrado que la leche era utilizada por toda Europa a partir del neolítico, hace unos 9000 años, aunque su consumo experimentaba cambios sustanciales a nivel geográfico y temporal. Esta variación, podría indicar tanto diferencias culturales como periodos en los que la producción de comida era más inestable.

Una vez estimada la distribución del uso de productos lácteos en la prehistoria, los investigadores analizaron el genoma de 1786 humanos prehistóricos de diferentes poblaciones, y detectaron que la aparición (hace unos 6700 años) y expansión (hace unos 3000 años) de la persistencia de la lactasa se produjeron después de que el uso de leche fuera común, lo que no concuerda con que las variantes que favorecen la tolerancia a la lactosa se seleccionaran con la expansión del consumo de leche.

Los resultados arqueológicos y con ADN antiguo indican que el uso de productos lácteos ya estaba extendido en las poblaciones humanas cuando estas eran, en esencia, intolerantes a la lactosa. Al modelar los datos disponibles para estimar si los patrones de frecuencia de las variantes genéticas de la lactasa son acordes a la utilización de la leche como motor o impulsor de la persistencia de la lactasa, los investigadores observaron que no era así.

La persistencia de la lactasa no deriva en diferencias importantes de consumo de leche

Incluso en la actualidad, no parece que las personas con persistencia de la lactasa consuman más productos lácteos que las personas sin lactasa. A partir de datos actuales del Biobanco de Reino Unido, los investigadores han encontrado que no existen grandes diferencias en comportamiento respecto al consumo de leche entre personas con variantes genéticas que facilitan la persistencia de la lactasa y personas que carecen de estas variantes. También han estimado que la mayor parte de las personas sin persistencia de la lactasa no experimenta grandes efectos en su salud, ni a largo ni a corto plazo.

Por último, a nivel cultural, países como China, donde raramente se consumía leche y donde la frecuencia de las variantes genéticas de persistencia de la lactasa es muy baja, han aumentado de forma importante su consumo de leche en los últimos años.

Si no es para poder beber más leche, la cuestión entonces es qué fuerzas evolutivas podían haber actuado para favorecer la persistencia de la lactasa.

Hambrunas e infecciones zoonóticas como fuerza selectiva

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Los investigadores plantean dos posibles escenarios que promovieran la persistencia de la lactasa y favorecieran la selección de la tolerancia a la lactosa: periodos de hambrunas e infecciones zoonóticas. Imagen: Myriams-Fotos, Pixabay.

Los investigadores plantean dos posibles escenarios que promovieran la persistencia de la lactasa.

El primero de ellos son las hambrunas. En situaciones de escasez de otro tipo de alimentos como cultivos o ganado los habitantes de las regiones afectadas diversificarían su dieta hacia un mayor consumo de otros productos, como la leche. En estas circunstancias de malnutrición, la diarrea inducida por la lactosa en las personas sin persistencia de lactasa podría resultar perjudicial o incluso mortal, lo que llevaría a una selección a favor de las variantes genéticas que confieren persistencia de la lactasa.

El segundo escenario implica el aumento de patógenos e infecciones (especialmente zoonóticas) asociados al desarrollo de la agricultura y al aumento en el tamaño de las poblaciones y movilidad entre las mismas. Al igual que en el caso de la malnutrición producida por una hambruna, las enfermedades asociadas a las infecciones podrían exacerbar los efectos sobre la salud de consumir leche en las personas sin resistencia a la lactasa y aumentar la mortalidad. Y del mismo modo, en este escenario, la posibilidad de consumir leche sin efectos sobre la salud sería un carácter para seleccionar de forma positiva.

Ambos escenarios se pueden combinar. Los investigadores plantean una explicación a la selección de la persistencia de la lactasa donde esta se favorecería, de forma episódica, a través de los eventos de hambruna y, de forma más continua, a través de la exposición a diferentes patógenos. En ambos casos, la presencia de persistencia a la lactosa sería un rasgo beneficioso para los individuos, en un entorno en el que consumir leche no tendría efectos adversos.

“Nuestros resultados muestran que el uso de la leche estaba extendido en Europa durante al menos 9000 años y que los humanos sanos, incluso aquellos que no tenían persistencia de lactasa, podían consumir felizmente leche sin quedarse enfermos”, señala George Davey Smith, director de la Unidad de Epidemiología Integrativa del Consejo de Investigación Médica de Reino Unido, en la Universidad de Bristol y uno de los autores del trabajo. “Sin embargo, beber leche en los individuos sin persistencia de lactasa lleva a una elevada concentración de lactosa en el intestino, que puede dirigir fluido hacia el colon y dar lugar a deshidratación cuando se combina con una enfermedad diarreica”.

Al modelar los datos teniendo en cuenta estos dos escenarios (no excluyentes), los investigadores observaron que ofrecen mejor explicación para la evolución de las variantes genéticas asociadas a la persistencia de la lactosa en Europa que considerar que el propio consumo de leche favoreció la selección de variantes que favorecieran la digestión de la leche. Investigaciones futuras en otras zonas geográficas podrán completar la imagen de cómo diferentes factores culturales o ambientales pueden haber influido en la persistencia o no de la lactasa y la tolerancia a la lactosa en las diferentes poblaciones.

Referencia: Evershed, R.P., Davey Smith, G., Roffet-Salque, M. et al. Dairying, diseases and the evolution of lactase persistence in Europe. Nature. 2022. https://doi.org/10.1038/s41586-022-05010-7

Fuentes:  Famine and disease drove the evolution of lactose tolerance in Europe. https://www.ucl.ac.uk/news/2022/jul/famine-and-disease-drove-evolution-lactose-tolerance-europe

Wilkin S. The mystery of early milk consumption in Europe. Nature. 2022. https://doi.org/10.1038/d41586-022-02041-y

 

 

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