Para um bebê, digerir leite é um pedaço de bolo. Mas o mesmo não pode ser dito dos adultos. Os bebês têm a capacidade de digerir o açúcar essencial do leite, a lactose, graças a uma enzima chamada lactase, que o divide em dois açúcares menores, glicose e galactose. À medida que envelhecemos, muitas pessoas param de produzir lactase e perdem essa capacidade. Outros não.
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Os cientistas têm tentado decifrar o como, o quando e o porquê da tolerância à lactose em humanos por um tempo. Pessoas com tolerância à lactose (ou persistência da lactase, em termos científicos) tendem a vir do norte da Europa, do Oriente Médio e da África. A hipótese geral: em algumas pessoas, as mutações naturalmente surgiram perto do gene da lactase e mantinham a produção da enzima até a idade adulta, e por causa de algo acontecendo no ambiente, adultos com lactase tinham uma vantagem de sobrevivência sobre a intolerância à lactose. "Seja o que for, foi muito, muito benéfico, porque se espalhou rapidamente", explica Sarah Tishkoff, geneticista da Universidade da Pensilvânia, na Filadélfia.
Os cientistas discordam sobre o que levou a adaptação em diferentes regiões, mas eles identificaram um punhado de mutações que podem estar ligadas à tolerância à lactose. É difícil dizer, no entanto, quais mutações são as mais importantes e o quanto isso varia de uma região para outra.
Tishkoff e seus colegas publicaram um novo estudo hoje no American Journal of Human Genetics - o maior estudo sobre a tolerância à lactose em toda a África hoje - que dá mais um passo na identificação das mutações mais relevantes, e sugere uma causa evolutiva delas. O trabalho confirmou que as mutações genéticas previamente identificadas estão de fato ligadas à persistência da lactase em africanos. Ao demonstrar que esses genes aparecem em frequências desproporcionalmente altas em grupos de pastores africanos, os resultados também colocam dados genéticos por trás da ideia de que a domesticação de animais está inextricavelmente ligada à disseminação da tolerância à lactose.
Em 2007, o laboratório de Tishkoff encontrou três mutações que se correlacionaram com a persistência da lactase em grupos menores de africanos do leste, e outros grupos descobriram outras mutações associadas à persistência da lactase em populações africanas selecionadas, como as comunidades na Etiópia. Mas, dentro desses estudos, "há pessoas que podem digerir o leite, que não têm essas mutações", diz Tishkoff, "Então, pensamos que poderia haver algo mais por aí".
Em seu novo trabalho, os pesquisadores queriam usar uma lente mais ampla para observar a persistência da lactase. A equipe coletou amostras de sangue e sequenciou o DNA de 819 africanos (representando 63 populações diferentes) e 154 não africanos (representando nove populações na Europa, Oriente Médio e Ásia Central e Oriental). Eles se concentraram em três regiões do genoma humano próximo ao gene da lactase: uma região promotora (que liga ou desliga o gene, causando a produção de lactase) e duas regiões intensificadoras (envolvidas na manutenção do gene ou aumentando a produção de lactase ) . Quando sequenciaram essas regiões, encontraram cinco mutações que se sabe estarem associadas à persistência da lactase e mediram suas freqüências em todas as diferentes populações.
Sarah Tishkoff administra um teste de tolerância à lactose a um grupo de pessoas Maasai na Tanzânia. O teste mede a capacidade de digerir o leite, uma característica que Tishkoff e outros pesquisadores associam à prática da pastorícia. (Foto: Universidade da Pensilvânia) Para combinar os dados genéticos com a tolerância à lactose, eles precisavam testar a condição no campo, incluindo áreas remotas em toda a África. Eles deram aos participantes pó de lactose doce equivalente a um a dois litros de leite. "Tem gosto de laranja Cool-Aid", diz Tishkoff.
Em seguida, usando um kit de teste diabético portátil, os pesquisadores mediram os níveis de glicose no sangue a cada 20 minutos ao longo de uma hora. Um aumento na glicose no sangue significava que o corpo da pessoa estava quebrando a lactose. "Com base nisso, podemos categorizar as pessoas como tolerantes, parcialmente tolerantes ou intolerantes", diz Alessia Ranciaro, pesquisadora do laboratório de Tishkoff que conduziu a maior parte do trabalho de campo.
Comparando os dados genéticos com dados de campo, eles confirmaram a conexão entre as três mutações na região do realçador que eles descobriram anteriormente e a persistência da lactase. Duas outras mutações, uma no promotor e uma na região potenciadora, também foram associadas à persistência da lactase, mas estas são menos comuns e menos claras na sua correlação com a característica.
Para ter uma ideia de onde essas mutações podem ter se originado geograficamente, elas observaram padrões de mutação (chamados haplótipos) nos cromossomos dos participantes onde os genes da lactase estavam localizados. Sabe-se que haplótipos diferentes têm se originado historicamente em diferentes regiões geográficas, portanto, observando a correlação entre os diferentes haplótipos na África atual e a presença ou ausência de mutações no gene da lactase, os pesquisadores conseguiram refazer a disseminação geográfica dessas mutações África.
Os dados sugerem que a disseminação das mutações da lactase coincidiu com a disseminação da domesticação de pessoas e gado em toda a África. A história evolutiva das mutações se alinha com padrões de migração conhecidos e evidências arqueológicas para o início da domesticação do gado, os autores descobriram. Em particular, uma mutação que se espalhou do Oriente Médio para o norte da África tem cerca de 5.000 a 12.300 anos de idade, colocando-a na mesma idade da domesticação do gado no norte da África e no Oriente Médio, ocorrida há cerca de 10.000 anos. Outra variante, prevalente na Península Arábica, corresponde em idade a evidências arqueológicas de domesticação de camelos naquela região há cerca de 5.000 anos.
"Quando esses grupos migram para outras regiões, eles estão trazendo essa mutação com eles, e se eles se casam com o grupo local, quem quer que eles se deparam, é benéfico para eles também, por isso também vai aumentar em freqüência", diz Tishkoff. .
Em outro exemplo, acredita-se que uma mutação específica prevalente na Tanzânia, no Quênia e na África do Sul tenha apenas 2.700 a 6.800 anos de idade, com base em estudos anteriores. Isso coincide com o momento das migrações pastoris do norte da África para a África oriental. Como isso apareceu na África do Sul é um pouco mais complicado, mas pode ter algo a ver com a disseminação do povo Bantu na África Oriental e sua mistura com os pastores locais quando eles se mudaram para o sul.
Não é totalmente surpreendente que as variantes genéticas que causam o traço de persistência da lactase sejam associadas ao pastoreio. De fato, os cientistas sabem da associação da característica há muito tempo, observa o geneticista Dallas Swallow, da University College London. O novo estudo faz um grande trabalho anterior, incluindo o dela. Mas "a correlação com o estilo de vida [está] longe de ser absoluta", diz ela.
Ranciaro e Tishkoff reconhecem que seu estudo não responde a todas as questões relacionadas à persistência da lactase na África. Não ter gado não significa necessariamente que uma população não pode digerir o leite ou vice-versa. Além disso, parece que existem outras mutações ainda não identificadas envolvidas na produção de lactase. Por exemplo, alguns membros do povo Hadza-coletor Hadza na Tanzânia não têm traços genéticos de persistência da lactase, mas parece que alguns podem digerir o leite sem nenhum problema.
A lactase também pode desempenhar um papel na quebra de proteínas em plantas, de modo que poderia explicar por que alguns grupos que não têm gado ainda podem produzir lactase como adultos. Alternativamente, alguns pesquisadores acreditam que as bactérias do intestino podem estar ajudando a digerir o leite quando não têm a mutação.
O que isso tudo significa para o bebedor de leite médio? Se você é de ascendência africana, explica muito bem a jornada evolutiva por trás de suas mutações relacionadas à lactase. Nos ambientes áridos da África, o leite é uma fonte chave de líquido quando a água é escassa, então a vantagem evolutiva da persistência da lactase é clara.
Mas se você é descendente de europeus - outra região com uma tradição de domesticação de gado e persistência de lactase comum - a história permanece um mistério. Os cientistas propuseram várias teorias para as pressões evolutivas que impulsionaram a persistência da lactase em toda a Europa, mas as evidências genéticas ainda precisam ser descobertas.
