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Forte seleção natural nos humanos para o consumo de leite na fase adulta


          A persistência da enzima lactase durante a fase adulta, permitindo que boa parte dos humanos modernos (Homo sapiens) hoje consumam leite e seus derivados sem nenhum problema ao longo de toda a vida, representa o mais fortemente selecionado gene único nos últimos 10 mil anos em múltiplas populações humanas. Agora, em um estudo publicado no periódico Current Biology (1), pesquisadores investigaram o material genético de indivíduos da Idade do Bronze e encontraram que o aumento de frequência no alelo associado à persistência da lactase (rs4988235-A) entre os Eurasianos ocorreu de forma dramática nos últimos 3200 anos. O consumo de leite além da infância, de alguma forma, se mostrou um fator de sobrevivência extremamente importante para a nossa espécie no território Europeu. 


PERSISTÊNCIA DE LACTASE


Lactose é o carboidrato primário no leite das vacas e requer uma enzima chamada lactase para hidrolisá-la e quebrá-la em duas moléculas menores de carboidratos (galactose e glicose) durante a digestão. A lactase é codificada pelo gene LCT, o qual é dominantemente expresso no intestino delgado. Enquanto que a atividade da lactase é alta durante a infância, essa atividade diminui progressivamente após o desmame em cerca de 66% da população mundial. No entanto, em várias populações humanas ao redor do planeta, principalmente na Europa e na África, a atividade da lactase persiste até a fase adulta, com a lactose continuando a ser digerida sem nenhum problema ou dificuldade após a infância. Esse fenótipo é conhecido como 'persistência da lactase' (LP).


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A distribuição global do fenótipo PL varia em diferentes populações, com baixas frequências em pessoas de descendência Asiática e altas frequências (>75%) em um número de populações de descendências Europeia e Africana. Vários polimorfismos nucleotídicos únicos (SNPs) - mutações envolvendo apenas uma letra/base em um gene específico -  estão associados com a LP. A SNP rs4988235 é um alelo A dominante responsável pela LP em populações de descendência Europeia. Por outro lado, várias SNPs podem levar à LP em populações de descendência Africana. Ao contrário de indivíduos LP, pessoas sem persistência de lactase (LNP) produzem baixos níveis de lactase e podem se tornar intolerantes à lactose e experienciar desconfortos gastrointestinais seguindo o consumo de laticínios. 


Apesar de pessoas intolerantes serem capazes de consumir moderadas quantidades de lactose sem experienciar sintomas (até aproximadamente 15 gramas de lactose, ou cerca de 1 copo de leite), vários indivíduos intolerantes evitam o consumo de laticínios.


O alelo rs4988235-A parece ter emergido há cerca de 20 mil anos entre os humanos modernos, talvez no Holoceno. Evidências arqueológicas do consumo de leite apontam que a emergência dessa variante genética ocorreu especificamente no Neolítico Inferior na Anatólia, no Levante e no Sudeste Europeu. Evidências mais recentes (2) indicam que o consumo de leite já era essencial há pelo menos 5 mil anos no nordeste da África - particularmente nas regiões da atual Tanzânia e do Quênia - sugerindo seleções positivas de um número de variantes do gene LCT desde essa época.


No caso do alelo rs4988235-A, esse é considerado o traço de gene único nos humanos mais fortemente selecionado (aumento de frequência alélica de geração para geração devido ao mecanismo de seleção natural) nos últimos 10 mil anos. Mas ainda continua incerto quando esse alelo teve sua frequência na Eurásia significativamente aumentada, e quais os mecanismos e eventos evolutivos específicos envolvidos nesse processo (migração, deriva genética, seleção natural, etc.).


BATALHA DE TOLLENSE


Em uma grande batalha que ocorreu durante a Idade do Bronze, no atual território do estado da Pomerania, na Alemanha, em torno de 1200 a.C., inúmeros guerreiros sucumbiram. O sangrento conflito é considerado a mais antiga batalha na Europa conhecida. Os vestígios ósseos dos mortos foram primeiro descobertos na década de 1990. Até o momento, os arqueólogos já desenterraram os esqueletos de mais de 100 indivíduos ao longo do vale de Tollense, muitos dos quais exibindo sinais de um violento combate. Vários milhares de homens são estimados de terem participado do conflito, e muitos estavam a cavalo.





NOVO ESTUDO


No novo estudo, um time internacional de pesquisa, liderado por pesquisadores da Universidade Johannes Gutenberg de Mainz, Alemanha, resolveu investigar a evolução da nossa persistência de lactase na Europa analisando os genomas extraídos dos ossos de 14 guerreiros da batalha de Tollense. Complementando esses dados genômicos, os pesquisadores analisaram o material genético de 18 indivíduos da Idade do Bronze escavados em Mokrin, na Sérvia (~4100 a 3700 anos atrás) e 37 indivíduos do Leste Europeu e da região do Mar Negro-Cáspio antes da Idade do Bronze (~5980 a ~3980 anos atrás).


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Os resultados das análises genômicas primeiro mostraram que os indivíduos da Batalha de Tollense representavam uma população desestruturada única do Centro/Norte Europeu, indicando ausência de migrações de outras regiões da Eurásia. Em seguida, os pesquisadores encontraram que a prevalência de persistência de lactase nas três populações estudadas era muito baixa. Entre os indivíduos de Tollense, foi estimado que apenas 1 a cada 8 possuíam o alelo rs4988235-A. Hoje, na mesma região, cerca de 90% dos habitantes possuem esse alelo.


Segundo os pesquisadores, a única explicação para um aumento de frequência tão brusco nesse alelo nos últimos 3 mil anos (cerca de 120-130 gerações) é uma forte e contínua seleção natural atuante. De alguma forma, os humanos na Europa se tornaram muito dependentes do leite oriundo da criação de animais para uma melhor chance de sobrevivência. Os pesquisadores estimaram que em cada geração, os indivíduos com persistência de lactase tinham 6% maior chance de sobrevivência do que aqueles sem esse fenótipo. Essa questão se torna mais intrigante considerando que o avanço nas habilidades de agricultura e o aumento na diversidade dietária desde o Neolítico deveriam ter fornecido fartas alternativas ao consumo de leite.


Além do fato do leite e seus derivados serem uma rica e balanceada fonte de nutrientes, existem várias explicações que talvez expliquem o fomento à forte seleção natural observada. Entre essas explicações, podemos destacar que o leite: 


i) pode melhorar a absorção de cálcio ao suplementar dietas com baixo teor de vitamina-D em altas latitudes (menor incidência solar para a produção endógena dessa vitamina, I); 


ii) fornece um fluído (hidratação) relativamente livre de patógenos perigosos;


iii) pode suprimir os sintomas da malária através de uma redução na ingestão de ácido p-aminobenzoico;


iv) pode melhorar a saúde intestinal através da modificação benéfica do microbioma no cólon via fornecimento de galactose e galacto-oligossacarídeos;


v) pode evitar diarreia em condições de fome;


vi) pode aumentar a eficiência econômica de caloria para a criação de animais.


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É provável que mais de um desses fatores atuaram em conjunto para favorecer o aumento de frequência do alelo rs4988235-A pelo menos do período da Idade do Bronze até pelo menos a Idade Medieval, acompanhando o substancial aumento populacional nesse intervalo de tempo. Associações com fatores de aumento da imunidade contra infecções parecem ser as mais plausíveis, já que os pesquisadores encontraram - entre os mais de 400 loci (regiões genômicas) analisados - que outro alelo também foi significativamente selecionado junto com o rs4988235-A, no gene TLR6: rs5743810 , associado com padrões de reconhecimento de patógenos e resposta imune inata.


(1) Publicação do estudo: Cell


> Referências adicionais:


> (I) Leitura recomendada: Cor da pele, Vitamina D e Evolução

Forte seleção natural nos humanos para o consumo de leite na fase adulta Forte seleção natural nos humanos para o consumo de leite na fase adulta Reviewed by Saber Atualizado on setembro 07, 2020 Rating: 5

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