Tolerancia adulta a la lactosa, o la importancia de tener una visión evolutiva

Si quieres transmitir lo importante que es tener conocimientos sobre biología evolutiva, usa el ejemplo de la tolerancia adulta a la lactosa. Tiene todos los ingredientes de una buena historia: países exóticos, intriga, giros inesperados y conexión con tus propias vivencias. Hasta tiene alguna implicación solidaria.

La tolerancia adulta a la lactosa se utiliza para ilustrar la evolución reciente en los humanos (Patin & Quintana-Murci, 2008; Gerbault et al., 2011). Durante el Neolítico, la domesticación del ganado dio acceso a leche y sus derivados (yogur, queso), un alimento que aporta grasas, proteínas y vitaminas a la dieta. No cabe duda de que contar con una fuente más o menos garantizada de leche supuso una mejora en la nutrición de los humanos neolíticos. Pero la leche también contiene lactosa, un azúcar que los humanos sólo pueden metabolizar durante su etapa lactante, con ayuda de la enzima lactasa. La lactasa deja de secretarse tras la lactancia. Antes de domesticar el ganado, el único contacto de los humanos con la leche era el periodo de lactancia, lo cual explica que la producción de lactasa cesase pronto en la vida. Producir enzimas que no tienen ningún uso es un desperdicio de recursos y la selección natural puede haber operado para regular la expresión de los genes para la lactasa de modo que ésta sólo se produzca cuando se necesita.

Pero un acceso regular a la leche produce la paradoja de disponer de un alimento nutritivo que no puede digerirse adecuadamente por falta de lactasa en el estado adulto (o no lactante). ¡Los humanos que domesticaron el ganado eran intolerantes a la lactosa! La intolerancia a la lactosa acarrea diarrea, gases y calambres abdominales (Heyman, 2006). En ese nuevo ambiente, surgieron por azar mutantes que mantenían la producción de lactasa hasta su edad adulta, lo cual les permitía descomponer la lactosa en glucosa y galactosa, dos azúcares fácilmente asimilables por el organismo. Esos mutantes aparecieron en distintas sociedades ganaderas de modo independiente en Europa y África y las mutaciones implicadas eran diferentes en cada caso. Se han documentado cinco mutaciones diferentes en la región promotora del gen de la lactasa (Wiley, 2018). Además, se ha podido inferir la fecha aproximada de algunas de esas mutaciones, que se remontan al comienzo de la domesticación del ganado, hace 7000-12000 años (Gerbault et al., 2011).

La evolución de la tolerancia adulta a la lactosa, hasta aquí, ya ha acumulado varios aspectos apasionantes. En primer lugar, incluye a unos cuantos “sospechosos habituales” en las explicaciones evolutivas: mutación al azar, condiciones ambientales, un rasgo que varía entre individuos, filtrado ambiental de individuos en función de qué rasgo poseen, valor adaptativo del rasgo; en definitiva, el proceso de selección natural. Es decir, la biología evolutiva proporciona una explicación racional a un fenómeno que de otro modo sería imposible comprender. En segundo lugar, vincula la biología evolutiva no sólo con la fisiología humana y el metabolismo, sino con la historia antigua y con la etnología de grupos como los sami de Escandinavia o los masai del este de África. En otras palabras, te puedes interesar por la evolución biológica desde muchas disciplinas científicas separadas, lo cual es una prueba de que la biología evolutiva es una disciplina integradora, que aúna montones de conocimientos diferentes. En tercer lugar, aporta un componente aplicado solidario, de un modo inesperado. Diferentes etnias muestran distinto grado de intolerancia a la lactosa y ello es relevante para los programas de ayuda humanitaria a países en vías de desarrollo latinoamericanos, africanos y asíaticos. Distribuir leche en polvo en determinados lugares del mundo puede ser contraproducente. ¡Hasta la ayuda humanitaria puede beneficiarse de saber biología evolutiva!

Ahora, el giro inesperado. El relato habitual sobre la tolerancia adulta a la lactosa omite algunos detalles importantes que son necesarios para entender la causa de que se hayan extendido en diversas poblaciones humanas los genes de dicha tolerancia. El primer detalle se refiere a los costes y beneficios implicados. Aunque nunca se hace explícito, la tolerancia adulta a la lactosa parece análoga a la evolución de la tolerancia al gluten, que también evolucionó en el neolítico, con la domesticación de los cereales (Patin & Quintana-Murci, 2008). Pero la intolerancia a la lactosa tiene unos efectos negativos mucho más leves que la intolerancia al gluten. El segundo detalle es que incluso los intolerantes a la lactosa pueden consumir bajas cantidades de leche no fermentada y, desde luego, pueden comer productos lácteos fermentados como queso o yogur, que no tienen lactosa (Wiley, 2018). Por tanto, el balance de costes y beneficios del relato tradicional no parece ser suficiente para explicar la alta frecuencia de genes de tolerancia adulta a la lactosa.

Wiley (2018) propone una hipótesis novedosa: el consumo de leche tras la lactancia aporta IGF-I de modo directo, al tiempo que promueve indirectamente los niveles en sangre de IGF-I. El IGF-I es un factor de crecimiento importante para el crecimiento, la longevidad y una temprana edad de reproducción, tres componentes de la eficacia biológica fundamentales. Esta hipótesis proporciona un beneficio mucho más contundente del consumo de leche que el mero argumento nutritivo. En este sentido, este giro inesperado enriquece el modo en que se contrastan hipótesis científicas y, en concreto, modifica la consideración tanto del mecanismo próximo como de la causa última de la evolución de la tolerancia adulta a la lactosa. A quien tenga necesidad de conocimientos seguros y cierto apego a las “just so stories” (sensu Gould & Lewontin, 1979) estos giros inesperados le pueden producir cierto desasosiego, pero una manera más positiva de verlos es su gran contribución a fortalecer el desarrollo del pensamiento crítico. La biología evolutiva tiene, pues, ese aliciente intelectual y pedagógico añadido.

Postdata: como comentario al margen, esta entrada reivindica a The Quarterly Review of Biology, que no es tan conocida en la comunidad científica dedicada a la biología evolutiva, pero que publica auténticas perlas, como la de Wiley (2018). Vale la pena añadirla a esa lista de revistas evolutivas con alto contenido conceptual como EvolutionTrends in Ecology and EvolutionProceedings of the Royal Society B o Biological Journal of the Linnean Society.

Referencias

Gerbault, P.; Liebert, A.; Itan, Y.; Powell, A.; Currat, M.; Burger, J.; Swallow, D. M.; Thomas, M. G. (2011). Evolution of lactase persistence: an example of human niche construction. Philosophical Transactions of the Royal Society B 366: 863-877.

Gould, S. J.; Lewontin, R. C. (1979). The spandrels of San Marco and the Panglossian paradigm: a critique of the adaptationist programme. Proceedings of the Royal Society of London B 205: 581-598.

Heyman, M. (2006). Lactose intolerance in infants, children, and adolescents. Pediatrics 118: 1279-1286.

Patin, E.; Quintana-Murci, L. (2008). Demeter’s legacy: rapid changes to our genome imposed by diet. Trends in Ecology and Evolution 23: 56-59.

Wiley, A. S. (2018). The evolution of lactase persistence: milk consumption, insulin-like growth factor I, and human life-history parameters. The Quarterly Review of Biology 93: 319-345.

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3 comentarios en “Tolerancia adulta a la lactosa, o la importancia de tener una visión evolutiva

  1. ¡Estupendo enfoque! Imagino además, que el aprovechamiento de la leche por poblaciones inicialmente intolerantes a la lactosa implicaba el dominio de tecnologías de los alimentos como la fermentación láctica: yogures y quesos. Por lo tanto el consumo de esos alimentos debería ser más antiguo que el de la propia leche y haber contribuido a la selección de poblaciones tolerantes ¿No?

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    1. Desafortunadamente, no tengo ninguna información sobre si el consumo de leche vino acompañado inmediatamente de su transformación en productos fermentados o no. Habría que bucear en la bibliografía arqueológica.

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