Prehrana igra ključno vlogo pri evoluciji človeške vrste. Skozi tisočletja so ljudje prilagajali različnim virom hrane, kar je vplivalo na razvoj številnih fizioloških in genetskih značilnosti. Eden ključnih dejavnikov pri prilagoditvi prehrani je presnova ogljikovih hidratov, še posebej škroba.
Škrob je pomemben vir energije v prehrani številnih populacij, nove raziskave pa kažejo, da je človeški genom že v zgodnji zgodovini pokazal prilagoditve za učinkovitejšo prebavo škroba. Ena izmed ključnih evolucijskih sprememb je povečanje števila kopij gena AMY1, ki je odgovoren za proizvodnjo encima amilaze, nujnega za razgradnjo škroba.
Vloga amilaze v prebavi ogljikovih hidratov
Encim amilaza je odgovoren za razgradnjo kompleksnih ogljikovih hidratov, kot je škrob, v enostavne sladkorje, ki jih telo lažje prebavi in uporabi za energijo. Pri ljudeh se amilaza začne izločati že v ustih, kar omogoča prvi korak v procesu prebave škrobnih živil. Raziskave so pokazale, da imajo ljudje z večjim številom kopij gena AMY1 večjo sposobnost proizvajanja amilaze, kar pomeni, da učinkoviteje razgrajujejo škrobna živila, kot so kruh, testenine in krompir. To je lahko ključno za preživetje v okoljih, kjer škrob predstavlja glavni vir kalorij.
Nova študija raziskovalcev z Univerze v Buffalu in Jackson Laboratory razkriva, da se je povečanje števila kopij gena AMY1 začelo že pred več kot 800.000 leti, še pred pojavom kmetijstva. To odkritje nakazuje, da so se zgodnji človeški predniki, vključno z lovci-nabiralci in neandertalci, že prilagodili uživanju škrobnih živil. Podvojitev gena AMY1 je omogočila večjo gensko variacijo, kar je ljudem omogočilo prilagoditev na spreminjajoče se vire hrane in okoljske razmere.
Prilagoditve pred kmetijstvom in njegov vpliv
Pred razvojem kmetijstva so se zgodnji ljudje večinoma zanašali na lov in nabiranje, pri čemer so uživali širok spekter živil, vključno z rastlinami, ki so vsebovale škrob. Z analizo starodavnih genomov so raziskovalci ugotovili, da so predkmetijski lovci-nabiralci že imeli štiri do osem kopij gena AMY1 na diploidno celico. To pomeni, da je bila sposobnost prebave škroba ključna že v času, ko so ljudje potovali po Evraziji in še niso odvisni od udomačenih rastlin. Pojav več kopij gena AMY1 pri neandertalcih in denisovcih kaže na to, da je prilagoditev na škrobno prehrano že dolgo pomemben del človeške evolucije.
S pojavom kmetijstva pred približno 12.000 leti in z večjo odvisnostjo od škrobnih živil, kot so žita in gomolji, se je povečala potreba po učinkovitejši prebavi škroba. Ta prehranski prehod je spodbudil rast števila kopij gena AMY1 v človeški populaciji. Evropski kmetje so v zadnjih 4000 letih doživeli porast povprečnega števila kopij tega gena, kar je verjetno posledica njihove prehrane, bogate s škrobom. Genske prilagoditve, povezane z uživanjem škroba, niso bile omejene le na ljudi, ampak so jih doživele tudi udomačene živali, kot so psi in prašiči, ki so živeli ob človeku in prav tako razvili več kopij gena za amilazo.
Genska variacija in sodobno presnovno zdravje
Čeprav je gen AMY1 ključnega pomena za prebavo škroba, njegove številne različice še danes vplivajo na posameznike na različne načine. Ljudje z večjim številom kopij tega gena so bolj sposobni prebaviti velike količine škroba, kar je lahko prednost v okoljih, kjer je škrob glavni vir prehrane.
V sodobnem svetu, kjer je prehrana pogosto bogata s predelanimi škrobnimi živili, pa lahko ta genska prilagoditev vpliva na presnovno zdravje in tveganje za bolezni, kot sta sladkorna bolezen in debelost. Raziskave o variaciji števila kopij gena AMY1 bi lahko razkrile nove vpoglede v povezavo med prehrano in zdravjem, zlasti glede presnove glukoze in občutljivosti na ogljikove hidrate.
Prihodnje raziskave in vplivi na prehrano
Raziskovalci poudarjajo, da so rezultati teh študij šele začetek razumevanja vpliva variacije gena AMY1 na človeško prebavo in zdravje. Prihodnje raziskave bodo preučile, kako natančno število kopij gena AMY1 vpliva na presnovno zdravje posameznika ter ugotavljale, ali bi bilo mogoče te ugotovitve uporabiti pri prehranskih priporočilih za boljše upravljanje prebavnih težav in bolezni, povezanih s presnovo ogljikovih hidratov. Znanje o tem, kako naši geni vplivajo na sposobnost prebave določene hrane, bi lahko v prihodnosti pomagalo oblikovati bolj personalizirane prehranske načrte, prilagojene genetskim značilnostim posameznika.
Študija gena AMY1 predstavlja pomemben korak naprej v razumevanju, kako tesno so prepletene prehranske navade in evolucijski razvoj. Znanje pridobljeno v študiji pa lahko uporabimo tudi za izboljšanje našega zdravja v prihodnosti.
Novinar
