Süt İçmenin Evrimi

SÜT İÇMENİN EVRİMİ

Yazar: Doğa Çapar (Ufuk Üniversitesi Tıp Fakültesi, Evrimsel Tıp Ekibi)

12660403_10206292966017952_1291037634_n

  1. Süt Tüketiminin Antropolojisi

Gordon Childe’nin “neolitik devrim” adını verdiği durum MÖ 9000-7000 arasında aşamalı olarak gerçekleşti. Tarımın başlamasıyla, Batı Asya’da (şimdiki Irak ve çevresi) kuzu ve keçilerin evcilleştirilmesi de başlamış oldu. Başlangıçta hayvanlar sadece etlerin için yetiştirilirken sonradan sütü adına da yararlanmaya başlandı, sebebi ise sütün etten daha iyi bir enerji kaynağı olmasıydı. Görünen o ki bebeğin sütten kesilmesiyle beraber inek vb. hayvanların sütünü tüketmek verimliliği arttırıyordu. Yaklaşık MÖ 6500’de Anadolu’da süt sağımı iyice yerleşti. Günümüzde ise sığır yetiştiriciliği yapıp da sütünü tüketmeyen çok az toplum bulunmakta.

  1. Laktoz Sentezi ve Metabolizasyonu

Bir disakkarit olarak laktoz, glikoz ve galaktoz monosakkaritlerinden meydana gelir. Birçok bitki az miktarda laktoz içermekle beraber doğada bilinen en yüksek laktoz kaynağı memeli sütüdür.

Diğer birçok doku gibi, meme dokusunun da içerdiği galaktozil transferaz aracılığıyla, UDP-gal’daki gal (galaktoz), glukoza nakledilir. UDP serbestleşir. Enzimin sadece meme dokusunda bulunan modifiye edici bir alt birimi olan a-laktalbumin, galaktozil transferazın glikozu galaktoz için bir alıcı olarak kullanmasını ve böylece galaktoz transferini sağlar. Galaktozil transferaz ve a-laktalbumin enzimleri beraber “laktaz sentetaz” enzim grubunu oluştururlar.

Bununla beraber, bakteri duvarındaki karbonhidratların hidrolizine katalitik bir etki gösteren ve özellikle meme bezlerinin evrimsel öncüsü olan deri sekretuar bezlerinde üretilen lizozim enziminin meme dokusundaki genlerinde, memeli benzeri sürüngenlerde meydana gelen duplikasyonlar üretilen proteinlerin işlevinde değişimlere neden olarak kendisine yapısal olarak benzer a-laktalbumin üretilmesine, böylece de laktoz sentezine sebebiyet vermiştir. Laktalbumin genlerinin tüm memelilerdeki varlığı ise laktoz sentezinin memelilerin evrimin de önemli bir yer tuttuğunun göstergesidir. Buna rağmen, istisna olarak, laktalbumin geninde meydana gelen kazanılmış mutasyonlar olan Pinnipedialar sütlerinde de laktoz içermezler.

Sadece memeli hayvanların meme bezleriyle sınırlı olan laktoz üretimi doğal olarak laktozun metabolizasyonunu da memelilerle sınırlı hale getiriyor. Yoğun olarak jejenumun epitelyal hücrelerinde üretilen laktaz (lactase phlorizin hydrolase-LPH) enzimi, hücrenin apikal bölgesinden salınır ve laktozu glikoz ve galaktoza parçalar.

Doğal substratlarının glikoserebrositler ve  bitki ile hayvan hücre zarlarında bulunan kompleks glikolipitler olan LPH tüm vertebralılarda yaygın olmasına rağmen sadece memelilerde laktaz aktivitesi görünmektedir. Bir olasılık, önceden var olan phlorizin hidrolaz geninin aktif sekansında gerçekleşmiş duplikasyonlar, onu izleyen mutasyonlarla beraber laktaz aktivitesini ortaya çıkarmış olabilir.

Tüketilen sütün içindeki laktoz ince bağırsakta sindirilemezse kolona geçer. Kolonun barındırdığı mikrobiyom Bifidobacteria, Lactobacillus ve E. Coli gibi laktozu metabolize edebilen bakterileri içerir. Bakteriyel beta-galaktosidaz ile metabolize olmuş laktoz aynı kimyasal reaksiyonla glikoz ve galaktoza ayrılır, ancak sonrasında bu şekerler, bağırsak mikrobiyomu tarafından metabolize edilirler ve açığa üç ya da dört karbonlu asitler ve hidrojen gazı çıkartırlar, sonuç olarak da şiddeti alınan laktozun miktarına göre değişen kramp, şişkinlik, ishal gibi semptomlar doğar.

  1. Laktoz İntoleransının Fark Edilmesi

Dünyanın en büyük süt tüketicisi olan ABD’de, her ne kadar İkinci Dünya Savaşından sonra azalma gösterse de, süt tüketimi hala kişi başına yıllık 20 galonun üstündedir. Bu azalmaya rağmen gelişmemiş yurt dışı ülkelerine, 1950-1960 yılları arasında yardım adı altında milyonlarca ton süt ithal edildi. Ancak ithal edilen ülkelerdeki insanlar sütten hasta olmaya başladılar. Öyle ki 1971 yılında antropolog Robert McCracken Colombiya ve Guatemala’da insanların sütü duvar badanası için kullandığını hatta Batı Afrikadaki Kanurilerin sütün şeytanı ruh taşıdığını iddia ettiğini raporladı.

  1. Laktaz Restriksiyonu ve Perzistansı

Birçok neonat memeli yüksek laktaz aktivitesi gösterir, ancak sonrasında sütten kesilmeyle beraber zaman içinde en düşük seviyesine ulaşır. Önceleri intestinal kriptlerdeki kök hücrelerde meydana gelen epigenetik etkilerden dolayı olabileceği düşünülmüştü. Sonrasında ise tek bir hücre tipindeki tek bir enzimin etken olamayacağı düşünüldü. Ortaya çıkan başka fikirler ise laktaz üretimini azaltan bir mutasyonun genetik sürüklenmeyle yayılması veyahut süt içermeyen bir diyete geçişe adaptasyondu.

Çeşitli nedenlerden dolayı hastaneye yatan çocuklardan alınan bağırsak biyopsi örneklerinden yapılan ölçümler bir sonuç ortaya çıkardı. 5-9  yaş arasında laktaz mRNA’larındaki azalma ile karakterize laktaz inaktivasyonu gerçekleşiyordu. Sardinyalı çocuklardaki respiratuar hidrojen ölçümlerinde de benzer sonuçlar elde edildi. Sonrasında gelen çalışmalar ise farklı toplumlarda laktaz aktivitesinin düşme yaşının farklılık gösterdiği ortaya çıktı.

Filhakika az önce belirtilen sütten kesilmeyi ve süt içermeyen diyete geçişi hızlandırdığı iddiası pek geçerli değil. Öncelikle şempanzelerde bakımın dört beş yaşlarına kadar devam ederken günümüzdeki avcı-toplayıcı insanlarda sütten kesilme 2,5-3 yaşlarına varıyor. Diğer besin kaynaklarına ulaşabilme olasılığına göre sütten kesile değişiklik gösterebilmektedir. Mamafih, birçok toplum çocuğu laktaz aktivitesini kaybetmeden sütten kestiği için laktaz restriksiyonu da sütten kesilmede önemli bir rol oynamaz.

Kuzey ve Batı Avrupa, onların akrabası olan Avustralya, Yeni Zelanda; Kuzey Afrika ve Batı Asya toplumları yüksek oranda laktaz perzistanslı bireylerden oluşurlar, laktaz üretip rahatlıkla sütü sindirmeye hayatlarının ilerleyen dönemlerinde de devam edebilirler. Genel olarak Hint-Avrupa ailesinden oluşan bu toplumun insanlarında laktaz perzistansı normal bir fenotip olarak kabul edilir. Ancak burada ayrılması gereken asıl nokta laktaz restriksiyonu ile laktaz yetersizliğidir. Restriksiyonda birey az da olsa laktaz üretmeye devam edebilirken, yetersizlik durumunda hiç laktaz üretemez, bu durum ise olasılıkla laktaz genindeki mutasyonlardan kaynaklanmaktadır.

ff

Şekil (a) Laktaz Perzistansı, Şekil (b) C-13910->T

Çeşitli ve birbirinden bağımsız mutasyonlardan meydana gelen laktaz perzistansının Avrupalılardaki primer mutasyonu MCM6 geninin 9. intronundaki 13,9 kb upstreamde -13910 bölgesinde lokalize C->T SNP (tek nükleotit polimorfizmi) şeklindedir. Bu alelin yaşı 10500 yıl öncesine gider, bu da Avrupa’da sığırın evcilleştirildiği kabaca 8000-9000 yıl öncesine denk gelir. Sadece Avrupalılar değil, laktaz devamlılığı gösteren Doğu Afrikalı göçmen toplumlar da C-13910->T geni taşırlar, buna ek olarak laktaz geni sonrasındaki düzenleyici bölgede birçok genetik değişiklik taşırlar ki bunlardan en yaygını G-14010->C alelidir. Son 3000-7000 yılda Kenya ve Tanzanya’da en yüksek frekansına ulaşan bu alel yakın zamandaki en kuvvetli pozitif seçilimlerden biridir. Bununla beraber G-14010->C aleli C-13910->T alelinden daha sonra ortaya çıkmıştır zira bu da bölgelerdeki evcilleştirmelerle alakalı arkeolojik bulgularla desteklenmektedir. Anlaşılan o ki,  deve sütünün tüketimi Araplarda başka bir perzistans aleli ortaya çıkarmıştır. Perzistansın bu bağımsız kökenleri konvergent evrimin örneklerinden biridir ve doğal seçilimin benzer baskılarından ötürü farklı popülasyonlarda benzer sonuçlar verir.

  1. Gen ve Kültür Koevolüsyonu

İlerleyen yaşlarda süt tüketiminin insana nasıl bir evrimsel avantaj sağladığı tartışmalıdır. Farelerde laktoz, D vitamini benzeri bir etkiyle ince bağırsakta kalsiyum absorbsiyonu tetikler. İçinde hem laktoz hem de kalsiyum bulunduran süt Kuzey Avrupa toplumu için, güneş ışığı eksikliğinden ötürü önemli bir avantaj olabilirken, laktoz bağımlı kalsiyum absorbsiyonu avcı-toplayıcı Afrika toplumları için önemli bir avantaj olmaktan çıkar. Bununla beraber kurak çöl koşullarında kontamine olmamış bir sıvı kaynağı olarak süt önemli bir besin kaynağı olacaktır. Görünen o ki laktaz perzistansı farklı nedenlerle fark çevrelerin toplumlarında gelişebilmekte. Tabii ki, günümüzde, özellikle gelişmiş ülkelerde laktaz perzistansı önemli bir avantaj olmaktan çıkmıştır. Öteki besin kaynaklarına ve tatlı suya kolay ulaşım süte olan bağımlılığı azaltmıştır. Gene de besin kıtlığı ve GİS hastalıkları kaynaklı ishallerin (sıvı kaybına neden olmasından dolayı) artış gösterdiği dönemlerde süt tüketimi çevreyle olan uyuma ciddi katkı sağlamaya devam eder.

Sütçülüğün coğrafi dağılımı laktaz perzistansınınkinden daha geniş bir alana sahiptir. Uzun bir sütçülük geçmişi olmasına rağmen  Kuzey Hindistan ve Pakistan’da laktaz perzistans alel frekansı düşüktür. Peynir, yoğurt, kefir gibi süt kültür ürünleri lactobacillus vb bağırsak florası bakterileri ile fermantasyona uğrar ve böylece içindeki laktoz miktarı azalır. Çin veya Doğa Asya ülkelerindeki toplumlarda evcil büyükbaş yetiştiriciliğinin bu kadar fazla olmasıyla laktaz perzistansının düşük bir avantaj göstermesi ve frekansındaki yavaş artış bu şekilde anlaşılabilir. Nijerya’daki Yorubalar ya da Afganistandaki Tacikler gibi bazı toplumlar ise hiç sütçülük kültürü olmamasına rağmen laktaz perzistans prevalansı % 15-20 arasındadır. Muhtemelen hiçbir seçilime uğramayan bu fenotip, artık körelmiş bir özellik olan laktaz restriksiyonunun genetik sürüklenmeyle azalmasıyla uyumlu bir şekilde artış gösterir.

Neyse ki, laktaz restriksiyonu günümüzde önemli bir sağlık problemi değil. Rahatsızlığın şiddetine göre laktozun belirli miktarlarda diyetten çıkarılmasıyla sorun ortadan pratik olarak kaldırılabilmektedir.

KAYNAKÇA

  1. Perlman R.L. (2013). Evolution and Medicine, Oxford; Oxford University Press
  2. Stearns S.C., Koella J.C. (2008) Evolution in Health and Disease, Oxford; Oxford University Press
  3. Gluckman P., Beedle A. & Hanson M. (2009). Principles of Evolutionary Medicine, New York; Oxford University Press
  4. Eliade M. (2000). Dinsel İnançlar ve Düşünceler Tarihi / Cilt 1 Taş Devrinden Eleusis Mysteria’larına, İstanbul; Kabalcı Yayınevi
  5. https://en.wikipedia.org/wiki/Lactase
  6. http://www.oytunerbas.com.tr/karbonhidratlar/21/
  7. http://rstb.royalsocietypublishing.org/content/366/1566/863

En Üstteki Görsel Kaynağı:
http://archaeology.about.com/od/historyofagriculture/qt/Dairy-Farming.htm

Reklamlar

5 responses to “Süt İçmenin Evrimi

  1. Geri bildirim: Evrimin Işığını Tıbba Yöneltmek: Tıp Literatürü ve Evrim | Evrimsel Tıp·

  2. Geri bildirim: Temel Makaleler 02: Evrimsel Tıbbın İnsana Bakış Açısı | Evrimsel Tıp·

  3. Geri bildirim: Evrimsel Tıp·

  4. Geri bildirim: Akne ve Sindirim Kanalı İlişkisine Evrimsel Perspektif | Evrimsel Tıp·

  5. My first instinct when anything isn’t working well in a run is to take in calories, so it has been a long time since I bonked.I did bonk mildly last year at the Women’s Trail Half Marathon, despite eating three gels. Though I figured 3 gels should be plenty for 13 miles, I guess I simply putting forth a greater level of effort than expected.

    Beğen

Soru, Görüş ve Eleştirileriniz: (Uygunsuz İçerikler Kaldırılacaktır)

Aşağıya bilgilerinizi girin veya oturum açmak için bir simgeye tıklayın:

WordPress.com Logosu

WordPress.com hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap / Değiştir )

Twitter resmi

Twitter hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap / Değiştir )

Facebook fotoğrafı

Facebook hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap / Değiştir )

Google+ fotoğrafı

Google+ hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap / Değiştir )

Connecting to %s