Come funziona la lattasi?
La lattasi è una proteina transmembrana situata nella membrana a doppio strato lipidico in modo tale che i suoi siti attivi si estendano nel lume intestinale. Quando l’enzima lattasi si lega al disaccaride lattosio, i suoi siti attivi scindono il lattosio nei suoi due zuccheri costituenti: glucosio e galattosio. Glucosio e galattosio sono quindi liberi di essere assorbiti attraverso le cellule epiteliali intestinali e trasportati nel flusso sanguigno.,
Assorbimento di glucosio e galattosio
Dopo che la lattasi viene scomposta in glucosio e galattosio, i trasportatori di glucosio SGLT1 e GLUT2 facilitano la diffusione di glucosio e galattosio attraverso l’enterocita e nel flusso sanguigno. Questo processo è alimentato dalla diffusione di queste molecole, la loro gradiente di concentrazione: c’è una maggiore concentrazione di glucosio e galattosio nel lume dell’intestino che nell’enterocita corpo cellulare, e c’è una maggiore concentrazione di glucosio e galattosio nell’enterocita corpo cellulare rispetto al sangue.,
Nei diagrammi precedenti: la lattasi è una proteina transmembrana sul bordo interno dell’enterocita. Quando il lattosio dal contenuto intestinale entra in contatto con il sito attivo della lattasi, viene scomposto in glucosio e galattosio. La proteina transmembrana SGLT1 (Sodium-Glucose Linked Transporter 1), trasporta glucosio o galattosio attraverso diffusione facilitata dall’intestino nell’enterocita. Quindi GLUT2 (trasportatore di glucosio 2) trasporta glucosio o galattosio attraverso la diffusione dall’enterocita al flusso sanguigno.,
La biologia cellulare dell’intolleranza al lattosio
Se il lattosio non viene scomposto nell’intestino tenue, come nel caso degli individui intolleranti al lattosio, viene passato nell’intestino crasso. Ciò porta a diversi problemi che sono caratteristici dell’intolleranza al lattosio. L’alto concentrazione di lattosio nell’intestino crasso crea un gradiente osmotico, che provoca grandi volumi di acqua di passare dal sangue nell’intestino, come il sistema inizia a pareggiare le concentrazioni di soluto su entrambi i lati della parete dell’intestino., Questa acqua in eccesso porta a crampi e diarrea, che provoca dolore e può portare alla disidratazione.
Inoltre, quando il lattosio non viene scomposto dalla lattasi nell’intestino tenue, può essere consumato dai batteri che vivono nell’intestino crasso. Molti di questi batteri utilizzano il processo di fermentazione dello zucchero per produrre ATP. Il processo di fermentazione produce grandi quantità di sottoprodotti gassosi, come metano, anidride carbonica e idrogeno. Questo porta ad accumulo di gas nell’intestino, con conseguente crampi e flatulenza.,
Regolazione della lattasi
Quasi tutti i mammiferi noti – e il 65% degli esseri umani – sperimentano una diminuzione della biosintesi della lattasi negli anni successivi allo svezzamento. Tuttavia, il restante 35% degli esseri umani continua a produrre lattasi dopo lo svezzamento, e sono quindi in grado di continuare a consumare latte e altri prodotti lattiero-caseari in età adulta. Nel caso della persistenza della lattasi, c’è una produzione continua di lattasi ad alti livelli durante l’età adulta.
Perché la produzione di lattasi è regolata in primo luogo? Perché non produrre solo lattasi negli enterociti di tutti i mammiferi adulti?, La risposta è una questione di energia cellulare. La maggior parte dei mammiferi (nonostante l’uomo) non consuma latte dopo essere stati svezzati. Pertanto, l’energia investita nella lattasi biosintetizzante è una spesa inutile. Questo può sembrare una quantità molto piccola di energia, ma ricorda che tutto ciò che si verifica in un organismo è diretto a livello cellulare. L’energia cellulare è infatti una grande pressione evolutiva e ha plasmato l’evoluzione del funzionamento interno delle cellule dall’inizio della vita.