+36 1 224 6700   

MTA Kiváló Kutatóhely

BTK Régészeti Intézet

Míg a legtöbb ma élő európai felnőtt bármiféle kényelmetlenség nélkül képes tejet inni, a világ felnőtt népességének kétharmada, 5000 évvel ezelőtt pedig szinte a teljes felnőtt populáció bizonyos mértékű egészségügyi problémákkal szembesülhetett, ha túl sok tejet fogyasztott. A tej ugyanis laktózt (tejcukor) tartalmaz, ami ha nem emésztjük meg, akkor a vastagbélbe kerülve görcsöket, hasmenést és puffadást okozhat, ami laktóz-intolerancia néven ismert. A laktóz emésztéséhez laktáz enzimet kell termelnünk a bélrendszerünkben. Ameddig anyatejen él, szinte minden csecsemő szervezete termel laktázt, de ennek mértéke az emberek többségénél az elválasztást követően, majd a serdülőkor beköszöntével gyorsan lecsökken.

Ma a világon élő felnőtt populáció körülbelül egyharmada képes lebontani a laktózt, azaz laktáz-perzisztens, elsősorban Európában, a Közel-Keleten és Afrikában. Ezt egy genetikai mutáció okozza, amely a laktáz enzim termelését befolyásolja, és amelynek elterjedéséért valamiféle „felturbózott” természetes szelekció lehet a felelős.

2022 07 31 nature kep1 jav

A laktóz intolerancia gyakorisága a világban. (Forrás: Christian Løvold Storhaug et al. 2017)

A Nature-ben most megjelent tanulmány a molekuláris genetika és a régészet eredményeit ötvözve tisztázhatja, hogy valójában miért és hogyan terjedt el a laktáz-perzisztenciáért felelős genetikai variáns.

Mostanáig széles körben azt feltételezték, hogy a laktóz-tolerancia, a tejcukor megemésztésének genetikai képessége azért alakult ki, mert ez tette lehetővé az emberek számára, hogy több tejet és tejterméket fogyaszthassanak, jelentős előnyt biztosítva ezzel a táplálkozásukat így kiegészítő közösségeknek. A Bristoli Egyetem és a University College London (UCL) tudósai vezetésével, valamint mintegy 20 másik ország munkatársaival, köztük több magyarországi szakember részvételével folyt új kutatás azonban azt mutatja, hogy elsősorban éhínséggel és fertőző betegségeknek való kitettséggel magyarázható a tej- és egyéb, nem erjesztett tejtermékek fogyasztására való képességünk kifejlődése.

Ahhoz, hogy megértsük, hogyan fejlődött ki a laktáz-perzisztencia, először fontos tudni, hol és mikor fogyasztottak tejet az emberek a történelem során. Prof. Dr. Richard Evershed (University of Bristol, School of Chemistry) és kutatócsoportja úttörő módszert dolgozott ki a régészeti korú kerámiaedényekbe felszívódott tejzsír kimutatására. A munka többek között magyarországi régész és archeozoológus szakemberek együttműködésével valósult meg. A BTK Régészeti Intézet újkőkoros munkacsoportja (Oross Krisztián, Marton Tibor, Jakucs János) is részt vett a megfelelő kerámiaminták kiválogatásában, korábbi eredményeik pedig hozzájárultak a minták régészeti környezetének és a települések kronológiájának pontosításához. Így több kulcsfontosságú délkelet-dunántúli lelőhelyről (Balatonszárszó-Kis-erdei-dűlő, Tolna-Mözs, Szederkény-Kukorica-dűlő) adatsorai is szerepelnek a tanulmányban.

2022 07 31 nature kep2

Neolitikus tárolóedények Szederkény-Kukorica-dűlőről. (Forrás: Janus Pannonius Múzeum)

A most megjelent tanulmány 554 régészeti lelőhelyről származó 13,181 edénytöredék vizsgálata során kivont, közel 7,000 szerves állati zsírmaradványt tartalmazó adatbázis alapján készült.  

Az adatok azt mutatják, hogy a legkorábbi földművelés és állattartás mintegy 9,000 évvel ezelőtti elterjedése óta fogyasztott tejet az európai őskori ember, függetlenül attól, hogy a laktóz megemésztését felnőtt korban lehetővé tevő genetikai tulajdonság kialakult volna, de ennek mértéke hol csökkent, hol pedig növekedett a különböző régiókban és különböző korszakokban.

Az őskori tejfogyasztás új, részletes képét megismerve nyílt lehetőség annak vizsgálatára, hogy ez hogyan kapcsolódik a laktáz-perzisztencia kialakulásához. A University College London (UCL) kutatói a laktáz-perzisztenciát jelző genetikai variáns jelenlétét vagy hiányát vizsgálták meg több mint 1700 őskori egyén DNS szekvenciája alapján. A variánst 5000 évvel ezelőtti mintákban figyelték meg először, majd 3000 évvel ezelőtt már kimutathatóan gyakori volt, ma pedig kifejezetten gyakori. A kutatócsoport új statisztikai megközelítést dolgozott ki annak vizsgálatára, hogy a tejfelhasználás intenzitásának időbeli változásai mennyire magyarázzák a laktáz-perzisztencia genetikai tulajdonság természetes szelekcióját. Figyelemre méltó módon azonban ilyen összefüggést nem találtak.

Ezek az eredmények megkérdőjelezik azt a régóta fennálló nézetet, hogy a tejhasználat mértéke vezérelte a laktáz-perzisztencia evolúcióját. Felmerül tehát a kérdés, hogy ha nem pusztán maga a tejhasználat, akkor milyen tényezők vezérelték a felerősödő természetes szelekciót?

A University of Bristol kutatói a UK Biobank adatbázis alapján több, mint 300,000 ma élő ember genetikai és orvosi adatait megvizsgálva arra jutottak, hogy csak minimális különbség mutatható ki a genetikailag laktáz-perzisztens és non-perzisztens egyének tejfogyasztási szokásaiban. A genetikailag nem laktáz-perzisztens emberek túlnyomó többsége ugyanis nem tapasztalt hosszú távú negatív egészségügyi hatásokat, amikor tejet fogyasztott. Amellett tehát, hogy a tejfogyasztás már legalább 9000 éve jelen van Európában, ez azt mutatja, hogy egészséges emberek, még azok is, akik nem laktáz-perzisztensek, fogyaszthatták a tejet anélkül, hogy megbetegedtek volna. Mindazonáltal a laktózintoleráns egyéneknél a laktóz és fel nem szívódó bomlástermékei ozmotikus hatást fejtenek ki a bélrendszerben, melynek során nagy mennyiségű víz kerül a vastagbélbe, ami hasmenéshez vezet. Ez alapesetben veszélytelen, ám ha más olyan betegséggel is párosul, amelynek következtében az egyén súlyosan alultáplált, akkor akár életveszélyes is lehet. Amikor a fertőző betegségeknek való kitettség nő, ez már társadalmi szinten magas mortalitást okozhat. Ilyen jellemzően akkor következik be, amikor a populáció mérete és sűrűsége olyan szintre emelkedik, amikor bizonyos fertőző ágensek folyamatosan felüthetik a fejüket.

2022 07 31 nature kep3

(Forrás: Wikimedia Commons)

Mindez arra utal, hogy ez a magyarázat állhat a „felturbózott” természetes szelekció mögött. A múltbeli éhínségeknek és kórokozóknak való kitettség indikátorait is beépítve a statisztikai elemzésbe, az eredmények mindkét faktor hatását alátámasztották: a laktáz-perzisztencia génváltozat erősebb természetes szelekciós nyomás alatt állt azokban az időszakokban, amikor az éhínségeknek és/vagy a kórokozóknak való kitettség fokozódott.

A kutatás bemutatja, hogy az őskor késői periódusaiban, ahogy a népesség és a települések mérete nőtt, az emberi egészségre egyre nagyobb hatással bírtak a rossz higiéniai viszonyok és a növekvő arányú, hasmenéses tünetekkel járó betegségek, különösen az állati eredetűek. Ilyen körülmények között a tej fogyasztása a halálozási arány növekedését eredményezhette, amelynek különösen a laktóz intoleranciában szenvedők voltak kitéve. Ez a helyzet tovább súlyosbodhatott éhínség esetén, amikor megnőtt a betegségek és az alultápláltság aránya. Azok az egyének, akik nem hordozták a laktáz-perzisztencia génváltozatát, nagyobb valószínűséggel haltak meg utódnemzés előtt, ami felfelé tolhatta a laktáz-perzisztencia túlsúlyát a túlélő népesség körében.

Richard P. Evershed et al. : Dairying, diseases and the evolution of lactase persistence in Europe. Nature https://www.nature.com/articles/s41586-022-05010-7