Порушення травлення, порушення всмоктування та непереносимість лактози Комплексний огляд з акцентом на поточний стан
Філіппо Фассіо
1 відділення для алергії та клінічної імунології, Azienda Usl Toscana Centro, Ospedale San Giovanni di Dio, 50143 Firenze, Італія
Марія Соле Фаціоні
2 AILI — Associazione Italiana Latto-Intolleranti Onlus, 55100 Лукка, Італія; ti.iliaenoizaicossa@etnediserp
Фабіо Гуагніні
3 Allergy Therapeutics Italia, за адресою IV листопада 76, 20190 Мілан, Італія; ti.orebil@iningaugf
Анотація
1. Вступ
Молоко є основною складовою раціону людини, і його поживна цінність доведена тисячерічним постійним вживанням у харчуванні людини [1]. Це специфічний тип їжі, унікальний для ссавців, який є єдиним харчуванням для немовлят ссавців у перші місяці життя.
Молоко, крім білків, жирів, вітамінів та мінералів, містить вуглеводи, що складаються з лактози та інших важливих олігосахаридів, які підтримують розвиток пробіотичних бактерій, зокрема, біфідобактерій, у кишечнику немовляти, щоб захистити шлунково-кишковий тракт дитини від інфекцій. Однак це також повноцінна їжа для дорослих, оскільки йому бракує лише певних вітамінів та заліза [1].
Тим не менше, не кожен може терпіти такий вид їжі, особливо в зрілому віці. Непереносимість лактози - це клінічний стан, який був відомий ще з епохи Гіппократа (460–370 рр. До н. Е.) Та Галена (129–200 рр. Н. Е.), Які помітили, що деякі люди мали симптоми шлунково-кишкових захворювань після вживання молока [2,3]. Тим не менше, саме за останні 50 років непереносимість лактози була визнана та науково проаналізована [2].
В даний час непереносимість лактози визначається як клінічний синдром, що характеризується болем і здуттям живота, метеоризмом та діареєю, що виникає після вживання лактози; це слід відрізняти від порушення перетравлення лактози (неефективне перетравлення лактози через дефіцит лактази) та порушення всмоктування, що також може бути субклінічним станом [3].
2. Молекулярний механізм мальдигестії та мальабсорбції лактози
Молоко містить певний вид цукру: лактозу. Лактоза - це дисахарид, який міститься лише в молоці ссавців та його похідних, оскільки він синтезується в молочній залозі системою лактози-синтетази, яка зв’язує молекулу D-галактози з молекулою D-глюкози з β-1,4 глікозидним зв’язком [1].
Лактоза - настільки поширений дисахарид у харчуванні людини, що ми часто забуваємо, наскільки це «екзотична» сполука; крім молочних продуктів, ми можемо знайти його лише у надзвичайно рідкісних видів рослин [4].
З біохімічної точки зору метаболізм лактози представляє деякі цікаві особливості; людська галактозилтрансфераза (субодиниця А синтетаз лактози) не має достатньої спорідненості до глюкози, щоб забезпечити синтез лактози. Йому потрібна субодиниця В, щоб фермент приймав глюкозу та у жінок; гормональні перебудови (збільшення пролактину та зниження прогестерону) повинні відбуватися, щоб забезпечити синтез лактози [4].
Для травлення лактози потрібен спеціалізований фермент, який зазвичай називають лактазою. Лактаза - це β-галактозидаза, яку можна виявити на верхній поверхні ентероцитів на мікроворсинках тонкої кишки, і вона максимально виражається в середній товстій кишці (де концентрація бактерій низька і, отже, мало ферментації). Він гідролізує молекулу лактози у двох моносахаридах - глюкозі та галактозі, які після перетравлення швидко поглинаються ентероцитами, а потім використовуються; глюкоза використовується як джерело енергії, тоді як галактоза використовується як частина глікопротеїдів та гліколіпідів (рис. 1) [1]. У разі дефіциту лактази дисахарид не засвоюється належним чином (порушення перетравлення лактози) і тому не може засвоюватися в неперетравленій формі (мальабсорбція лактози) і ферментується мікробіотою кишечника.
У присутності адекватної кількості лактази лактоза гідролізується в галактозу (Gal) і глюкозу (Glu), які швидко всмоктуються в кров разом з молекулами H2O (модифіковано з [5]).
Експресія лактази запрограмована на зміну з часом; вже на восьмому тижні вагітності лактаза присутня по всій слизовій оболонці тонкої кишки; потім його активність зростає до 34-го тижня і досягає свого піку при народженні [6]. Після перших кількох місяців життя активність лактази починає знижуватися, іноді до її зникнення. У людини значна частина населення підтримує активність лактази протягом усього дорослого віку, тоді як у інших ссавців підтримка активності лактази є незвичною [6].
Дійсно, одомашнення великої рогатої худоби пропагувало молоко як продукт харчування для дорослих. Це стало можливим лише за допомогою двох додаткових ключових факторів, а саме супутнього одомашнення молочнокислих бактерій, які зброджують не засвоювану лактозу до легкої абсорбції молочної кислоти, та мутації стійкості лактази у дорослих з молочних товариств [4]. Це останнє явище відбулось особливо у популяціях Північної Європи та їхніх спадкоємців, які мають дуже низький рівень непереносимості лактози в порівнянні з популяціями Південної Європи чи Азії [7].
Слід підкреслити, що з функціональної точки зору для адекватного перетравлення лактози достатньо наявності 50% нормальної активності лактази [1].
3. Генетична та біохімічна довідка
З зоологічної точки зору ссавців відрізняють дві типові риси - наявність волосків, які забезпечують теплоізоляцію, і вироблення молока [8].
Сама класифікація ссавців насправді стосується молочної залози. Грудне вигодовування має багато переваг порівняно з іншими методами харчування, оскільки молоко є різновидом їжі, яка розроблена для забезпечення найкращої харчової підтримки для немовляти [4].
Тонкокишковий фермент лактаза (також званий лактазо-флоризин-гідролазою) складається з 1927 амінокислот, кодується геном лактази (LCT) на короткій ланцюжку хромосоми 2 (2q.21-22) [9] і має два ферментативна активність: активність лактази гідролази та активність флоризину гідролази. Лактаза відповідає за гідроліз лактози до глюкози та галактози, які потім можуть всмоктуватися через епітелій кишечника (рис. 1). Активність лактази також розщеплює інші субстрати (целобіоза, целотріоза, целотетроза та, певною мірою, целюлоза), тоді як активність флоризину гідролази розщеплює бета-глікозиди з великими гідрофобними алкільними ланцюгами [7].
У кавказьких популяціях стійкість або непостійність експресії лактази суворо пов’язана з однонуклеотидним поліморфізмом (SNP) C/T -13910, розташований вище за течією гена, що кодує LCT (rs4988235) (рис. 2) [10]. Цей поліморфізм виникає у варіантах CC, CT або TT [11]. Було продемонстровано, що у кавказців варіант СС чудовий як провісник спаду кишкової лактази, і, отже, він пов'язаний з гіполактазією, тоді як генотип ТТ є предиктором стійкості активності лактази. Наявність генотипу КТ характеризується наявністю проміжних рівнів експресії лактази, які зазвичай є достатніми для перетравлення лактози. Оскільки мальабсорбція лактози є рецесивним станом, гетерозиготний генотип слід вважати негативним результатом тесту [10]. Було продемонстровано, що більшість лактазних мРНК, присутніх у гетерозиготних осіб зі стійкою лактазною активністю, походять лише з одного алеля, що узгоджується з їх гетерозиготним статусом. Цей результат є дуже інформативним, оскільки він наочно демонструє, що гіполактазія дорослого типу спричинена цис-діючим транскрипційним приглушенням гена лактази і що окремі алелі лактази регулюються незалежно [12].