Zahlavi

Evoluce na dně sklenice: jak jsme se naučili pít mléko bez bolestí břicha

10. 06. 2022

Dopřát si na snídani sklenici mléka je poměrně běžný zvyk. Pít ho však nemůže každý. Někteří z nás totiž nemají vyvinutou mutaci genu pro trávení laktózy, cukru, který je součástí mateřského mléka téměř všech savců na naší planetě. Otázkami, odkud se vzala lidská schopnost požívat tento nápoj a jaký byl její vývoj, se začali vědci zaobírat relativně nedávno. Odpovědi hledali v tisíce let starém DNA afrických pastevců. Ukázalo se, že sama schopnost je výsledkem dlouhého a fascinujícího vývoje, který sahá hluboko do naší minulosti.

Pomyslný rok nula nastane až za šest tisíc let, panuje doba, které se později bude říkat neolitická. Na pláních savany chová skupina pastevců dobytek. Malé stádo krav, koz a ovcí jim neslouží jen pro maso, v horkém podnebí si pravidelně dopřávají také jejich mléko. Pastevci nemohou tušit, že jednou, za tisícovky let, právě oni umožní vědcům nahlédnout do samotné evoluce člověka. Jejich osm zachovalých koster se našlo v suchých oblastech dnešní Keni a Súdánu před necelými dvěma lety. Archeologové odebrali vzorky zubního kamene, a poodhalili tak jejich stravovací návyky. Co zjistili?

Například určili stopy proteinů, které se vyskytují výhradně v mléce savců. Mléko a výrobky z něj tedy nepochybně patřily k pravidelné stravě našich dávných prapředků. Dodnes jde o nejstarší důkaz konzumace živočišného mléka v Africe. A pravděpodobně také na celém světě.

Kozí mléko je oblíbený doplněk stravy mezi obyvateli východoafrické Keni dodnes.
Kozí mléko je oblíbený doplněk stravy mezi obyvateli východoafrické Keni dodnes.

Další poznatky odhalila analýza DNA z kostí. Podle ní obyvatelé Afriky v oné době ještě nemohli mít vyvinuté geny, které by umožňovaly trávení mléka v dospělosti. Ptáte se, jak spolu souvisí pití mléka a genetika člověka? Odpověď na tuto otázku se netýká jen pastevců z minulosti, ale také moderních lidí v 21. století. Někteří z nás totiž tyto geny nemají ani v současnosti.

Genetika ve sklence mléka
Mateřské mléko většiny savců včetně člověka obsahuje laktózu neboli mléčný cukr. Ta není součástí jen mléka čerstvého, ale také pasterizovaného. V litru kravského mléka, které běžně koupíte v obchodě, je obsaženo až 53 gramů laktózy. Pro vývoj mláďat je velmi důležitá, v prvních měsících života jim slouží jako hlavní zdroj energie.

Aby však mělo mládě z laktózy prospěch, musí ji ve svém tenkém střevě rozdělit na snadněji stravitelné cukry. A k tomu slouží enzym zvaný laktáza. U lidí je její produkce nejvyšší v kojeneckém věku. Jak ale člověk stárne, jeho tenké střevo přestává laktázu vytvářet. Starší lidé tak mohou mít po požití mléka trávicí obtíže. Jakmile se totiž nestrávená laktóza dostane až do tlustého střeva, začne fermentovat. To vede k nepříjemnému nadýmání, bolestem břicha, průjmu nebo zvracení.

Řekli jsme, že laktózu obsahuje mateřské mléko většiny savců. Najdeme ale výjimku, u ploutvonožců jako například lachtana nebo mrože. U těch nebyla laktóza prokázána.
Laktózu obsahuje mateřské mléko většiny savců. Najdeme ale výjimku, u ploutvonožců jako například lachtana nebo mrože. U těch se laktózu nepodařilo prokázat.

Většina lidí přesto s mlékem a mléčnými výrobky problém nemá. Jak je to možné? Vědci popsali několik variant genetické mutace, díky které lidské tělo laktázu vytváří i v pozdějším věku. Nazývají ji laktázová perzistence. „Mutací je celkem pět a vznikly nejspíše nezávisle na sobě,“ vysvětluje Edita Priehodová z Archeologického ústavu AV ČR v Praze. „Jednu specifickou variantu nalézáme v Evropě, další na Arabské poloostrově a zbylé tři pak mají svůj původ zřejmě ve východní Africe.“

Cereálie s mlékem nejsou pro každého
V současnosti má nějakou ze zmíněných mutací zhruba třetina světové populace. V některých částech světa je ale častější. Například na severu Evropy ji vědci odhalili u téměř 96 % obyvatel Skandinávie nebo Velké Británie, ale směrem k rovníku její výskyt klesá. V Evropě má mutaci asi polovina dospělých lidí.

U nás, v České republice, ji najdeme v DNA asi 80 % obyvatel. Je tedy možné, že jednomu z pěti vašich přátel pití mléka nedělá vůbec dobře. Mutace se naopak téměř nevyskytuje u některých národů z Asie, jako u Vietnamců nebo Jižních Korejců. V Číně a Indii ji má asi 15 % dospělé populace. Proč tomu tak je, vědci stále přesně nevědí.

Věděli jste, že takzvaně bezlaktózové mléko je běžné kravské mléko, které obsahuje přidanou laktázu? Díky ní se laktóza rozštěpí na jednoduché cukry, s nimiž si naše zažívání snadno poradí. Nebylo to však kravské mléko, které lidé v minulosti pili jako první. Prvním, pro tento účel domestikovaným zvířetem byla ovce. Pak následovaly kozy, teprve pak krávy, koně a osli. Právě oslí mléko je co do svého složení nejvíce podobné lidskému a už v antice ho lidé používali jako kojeneckou výživu.  

Zbraň v boji s prostředím
Stejně tak se přesně neví, proč se mutace u člověka objevily. Podle jednoho z vysvětlení změny v genech nastaly právě v dobách, kdy se po afrických pláních procházeli pastevci. Tedy v neolitické revoluci. Lidská společnost tehdy procházela změnami, které trvaly tisíce let. Z kultury lovců a sběračů se stávala kultura založená na pěstování plodin a ještě dříve na chovu dobytka.

V drsnějších klimatických podmínkách, jaké panují třeba právě v savaně, je voda relativně vzácná, a mléko zvířat tak mohlo být vítanou a dostupnou alternativou. Kromě tekutin si jeho pitím pastevci doplňovali také potřebnou energii.

Jestliže vám mléko nedělá dobře, nemusí být nutně na vině laktóza. Může jít o alergii na bílkovinu kravského mléka, kterou u nás trpí kolem 2–5 % lidí.
Jestliže vám mléko nedělá dobře, nemusí být nutně na vině laktóza. Může jít o alergii na bílkovinu kravského mléka, kterou u nás trpí kolem 2–5 % lidí.

Jiná teorie se snaží vysvětlit mutaci u lidí na severu Evropy. Zde hraje roli nedostatek slunce a z něj pocházejícího vitaminu D. Jestliže se tělu nedostává, nedokáže zpracovávat ani minerály, například vápník a fosfor. Výsledkem jsou nemoci, jako je řídnutí kostí nebo takzvaná křivice. Pitím mléka si tak mohli seveřané do své diety doplnit vápník a vitamin D a těchto nepříjemných chorob se vyvarovat.

Existuje spousta rostlinných náhražek mléka, které laktoźu neobsahují. Vyrábí se ze sóji, rýže, různých druhů ořechů nebo třeba ovsa. Každá z nich má však odlišné nutriční hodnoty a nejsou vhodné pro každého. Třeba nápoje z rýže se nedoporučují malým dětem kvůli vyššímu obsahu arzenu.  

Dějiny mléka a člověka
Archeologické nálezy, jakými jsou i kostry afrických pastevců, nám odhalují zvyky lidí z minulosti, ale zároveň jsou klíčem k pochopení člověka současného. Díky nim zjišťujeme, že zdánlivě banální schopnost trávit mléko je výsledkem tisíciletého vývoje.

Zůstává však řada otázek. Není možné určit, jestli mléčné proteiny, které vědci našli v zubním kameni, pocházejí z čerstvého mléka, nebo jestli byly neolitičtí pastevci tak prozíraví, že mléko fermentovali a raději jedli mléčné výrobky, jež zažívací obtíže nezpůsobují.

I lidé, kteří dodnes gen pro trávení laktózy nemají, se totiž nemusejí těchto potravin vzdávat úplně. Kromě bezlaktózového mléka si mohou bez problémů vychutnat máslo, některé druhy jogurtů a tvrdé sýry. V těch je díky působení bakterií laktóza přeměněná na bezpečnou kyselinu mléčnou.


Text je převzatý z časopisu AΩ / Věda pro každého, který vydává Akademie věd ČR.

Omega 1
AΩ 1/2022 (verze k listování)
AΩ 1/2022 (verze ke stažení)

Text: Jan Hanáček, Divize vnějších vztahů SSČ AV ČR
Foto: Shutterstock

Licence Creative Commons Text je uvolněn pod svobodnou licencí Creative Commons.

Přečtěte si také

Matematika, fyzika a informatika

Vědecká pracoviště

Fyzikální výzkum pokrývá široké spektrum problémů, od základních složek hmoty a fundamentálních přírodních zákonů, zahrnující i zpracování dat z velkých urychlovačů, až po fyziku plazmatu při vysokých tlacích a teplotách, fyziku pevných látek, nelineární optiku a jadernou fyziku nízkých a středních energií. Astrofyzikální výzkum se soustřeďuje na výzkum Slunce – především erupcí, na dynamiku těles slunečního systému a na vznik hvězd a galaxií. V matematice a informatice se studují jak vysoce abstraktní disciplíny jako logika a topologie, tak i statistické metody a diferenciální rovnice a jejich numerická řešení. Přitom i čistě teoretické výzkumy v oblastech, jakou jsou např. neuronové sítě, optimalizace a numerické modelování, bývají často motivovány konkrétními problémy nejen v přírodních vědách. Sekce zahrnuje 6 ústavů s přibližně 1600 zaměstnanci, z nichž je asi 630 vědeckých pracovníků s vysokoškolským vzděláním.

Všechny výzkumné sekce