La maggior parte della popolazione mondiale è in una certa misura intollerante al lattosio. Tra le persone di origine europea e in alcune parti dell'Africa, tuttavia, la capacità di digerire il lattosio nel latte e nei prodotti lattiero-caseari è molto comune. Questa capacità è causata da una mutazione genetica che induce coloro che la portano a continuare a produrre un enzima chiamato lattasi nell'età adulta.

Lattosio e lattasi

Sia il latte umano sia quello di mucca sono ricchi di zucchero chiamato lattosio. Il lattosio è un disaccaride, una molecola ottenuta combinando due molecole di zucchero più piccole chiamate glucosio e galattosio. In acqua, lo zucchero lattosio tende a scomporre in glucosio e galattosio, ma questa reazione è molto lenta. L'enzima lattasi agisce da catalizzatore per facilitare la reazione e farlo accadere molto rapidamente. Questo enzima è costituito da quattro subunità separate che si uniscono per formare un singolo enzima funzionante. Ogni subunità è una lunga catena di aminoacidi legati insieme. Complessivamente, se si conta il numero di amminoacidi in ciascuna catena, ci sono 4092 unità di aminoacidi nella proteina.

Condizioni per la funzione enzimatica

L'enzima lattasi raggiunge la sua prestazione ottimale solo se il magnesio è presente e funziona meglio quando il pH è vicino a 6. Quando l'enzima è completamente saturo - in altre parole, quando la concentrazione di lattosio è così elevata che aumentarla ulteriormente non aumenta la velocità di reazione - può abbattere 60 molecole di lattosio al secondo. Il meccanismo con cui facilita la reazione coinvolge due aminoacidi glutammatergici situati in modo tale che una volta che la molecola del lattosio si attacca all'enzima, questi aminoacidi cooperano nel suddividerlo in due.

Genetica della persistenza della lattasi

Come infanti, tutti gli umani producono l'enzima lattasi nel loro intestino. La maggior parte degli esseri umani, tuttavia, smette di produrre l'enzima nella prima infanzia. Una singola mutazione vicino al gene di questo enzima consente di continuare a produrre lattasi nell'età adulta e quindi digerire il lattosio anche da adulto. Questo tratto è chiamato persistenza della lattasi e le persone che ne sono prive sono intolleranti al lattosio, sebbene l'estensione e la gravità dell'intolleranza al lattosio sia molto variabile tra gli individui.

Origini della persistenza della lattasi

Umani ha iniziato la produzione di latte solo circa 10.000 anni fa. Esiste una forte correlazione tra la popolarità del caseificio in una determinata regione e la frequenza della mutazione della persistenza della lattasi. Le due regioni in cui la persistenza della lattasi è più comune sono l'Europa e alcuni paesi africani, entrambe le regioni in cui l'allevamento di latticini è praticato da millenni. Ciò implica che la persistenza della lattasi è una recente innovazione evolutiva e che vi è stata una forte selezione naturale che favorisce questa mutazione, il che significa che nelle regioni in cui veniva praticata la produzione lattiero-casearia, le persone che potevano digerire i prodotti caseari avevano molte più probabilità di sopravvivere e avere figli. Perché la capacità di mangiare latticini è stata così utile rimane poco chiara.