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바나나를좋아하는원숭이
동양인에게 유당불내증이 많이 나타나는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 인간의 소장에서 유당을 분해하는 락타아제 효소는 원래 성장 과정에서 감소하는데, 일부 집단에서는 성인이 되어도 유지된다고 합니다. 동아시아 지역에서 락타아제 지속 발현 비율이 낮은 이유는 무엇이며, 동양인에게 유당불내증이 많이 나타나는 이유는 무엇인가요?
4개의 답변이 있어요!
안녕하세요.
말씀해주신 것처럼 동아시아 사람들에게 유당불내증이 상대적으로 많이 나타나는 이유는 인류 집단마다 진화 과정에서 우유를 이용해온 역사와 유전자 선택압 차이 때문입니다. 사람을 포함한 대부분의 포유류는 아기 때는 젖을 먹어야 하므로 소장에서 락타아제를 많이 만드는데요, 이 효소는 우유 속 유당을 포도당과 갈락토오스로 분해해 흡수하게 해줍니다. 하지만 원래 생물학적으로는 젖을 떼고 성장하면 락타아제 생성이 감소하는 것이 정상적인 패턴입니다. 그럼에도 어떤 사람들은 성인이 되어도 우유를 잘 마실 수 있는데요, 이것은 약 1만 년 전 전후 인류가 가축을 기르기 시작한 이후 일부 지역에서 일어난 자연선택과 관련이 있습니다. 특히 유럽 북부나 일부 목축 문화권에서는 소, 양, 염소의 젖이 중요한 식량과 수분 공급원이 되었는데요, 이런 환경에서는 성인이 되어서도 락타아제를 계속 만드는 유전자 변이를 가진 사람이 생존과 번식에 유리했을 가능성이 큽니다. 결과적으로 락타아제가 성인까지 유지되는 락타아제 지속 발현 유전형이 퍼지게 되었습니다.
반면 동아시아 지역은 역사적으로 주식 농업, 특히 벼농사나 곡물 재배 중심 문화가 강했습니다. 또한 유럽처럼 대규모 낙농 문화가 오랫동안 핵심 식량 체계가 된 지역은 상대적으로 적었기 때문에 성인이 된 뒤에도 락타아제를 계속 유지해야 할 강한 진화적 선택압이 상대적으로 약했습니다. 이 유전적 차이는 락타아제 유전자를 조절하는 DNA 조절 부위에서 나타나는데요, LCT 유전자 주변 조절 서열의 특정 변이들이 유럽계 집단에서는 높은 빈도로 발견됩니다. 이때 동아시아 집단에서는 이런 락타아제 지속 변이의 빈도가 낮은 편이기 때문에 동아시아 성인에서는 락타아제 생성이 자연스럽게 감소하는 경우가 많습니다. 즉 락타아제가 부족한 상태에서 우유를 마시면 분해되지 않은 유당이 대장으로 내려가고, 장내 장내세균이 이를 발효시키면서 수소, 메탄, 이산화탄소 같은 가스를 만들기 때문에 복부팽만, 방귀, 복통, 설사 같은 증상이 나타날 수 있습니다. 감사합니다.
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채택된 답변동아시아 지역은 역사적으로 목축 문화가 발달하지 않아 성인이 된 이후에도 젖을 섭취해야 할 환경적 요인이 부족했기 때문에 유당을 분해하는 효소인 락타아제가 지속적으로 생성되도록 진화할 필요가 없었습니다. 유제품을 주식으로 삼지 않았던 농경 사회 위주의 식습관으로 인해 락타아제 분비 유전자가 활성화된 상태로 유지되는 돌연변이가 선택될 기회가 적었으며 결과적으로 동양인의 대다수는 젖을 뗀 이후 해당 효소의 생성 능력이 급격히 감소하는 유전적 특성을 보유하게 되었습니다. 유당불내증은 특정 인종의 결함이 아니라 우유 섭취가 생존에 필수적이지 않았던 지역에서 나타나는 보편적인 포유류의 생물학적 기본 상태입니다.
안녕하세요. 김민구 전문가입니다.
진화유전학적으로 설명해 드릴게요.
모든 포유류의 기본값은 유당불내증이에요. 태어난 직후 모유를 소화하기 위해 락타아제가 풍부하게 분비돼요. 그런데 젖을 뗀 이후 대부분의 포유류는 락타아제 유전자 발현이 자연스럽게 꺼져요. 락타아제를 계속 만드는 게 에너지 낭비이기 때문이에요. 즉 유당불내증이 비정상이 아니라 포유류의 정상 상태예요. 오히려 성인이 되어도 락타아제가 유지되는 락타아제 지속성이 특이한 돌연변이예요.
약 7,500~1만 년 전 중동과 유럽에서 목축업이 시작되면서 소와 양의 젖을 먹는 사람이 생겼어요. 이 환경에서 성인이 되어도 락타아제를 계속 만드는 돌연변이를 가진 사람이 생존과 번식에 유리했어요. 칼로리가 풍부한 우유를 소화할 수 있었으니까요. 이 돌연변이가 자연선택으로 북유럽과 중동 목축 집단에서 빠르게 퍼졌어요. 북유럽인의 락타아제 지속성 비율이 약 90%에 달하는 이유가 여기 있어요.
동아시아는 역사적으로 목축 문화가 발달하지 않았어요. 쌀, 콩, 생선이 주요 단백질과 칼로리 원이었고, 성인이 우유를 마시는 문화 자체가 없었어요. 락타아제 지속성 돌연변이가 있어도 우유를 마실 환경이 없으니 생존에 유리하지 않았고, 자연선택의 압력이 없어서 돌연변이가 퍼지지 않은 거예요. 한국인과 일본인의 락타아제 지속성 비율은 약 20~30%에 불과해요.
유전자 수준에서 보면 락타아제 지속성을 만드는 주요 돌연변이는 LCT 유전자 근처 조절 부위의 단일염기 다형성이에요. 유럽에서 주로 나타나는 C/T-13910 변이와 아프리카 목축 집단에서 나타나는 변이가 다를 만큼 이 형질이 여러 집단에서 독립적으로 진화했어요. 같은 결과를 다른 돌연변이로 달성한 수렴 진화의 사례예요. 동아시아에서는 이 변이들 중 어느 것도 선택압을 받지 못했던 거예요.
동양인에게 유당불내증이 많은 건 유전적 결함이 아니라 우유를 마실 필요가 없었던 식문화와 환경 때문에 락타아제 지속성 돌연변이가 선택받지 못한 진화의 결과라고 보시면 됩니다.
감사합니다.
결론부터 말씀드리면 생활환경에 따른 진화적 결과입니다.
본래 포유류는 젖을 뗀 뒤 에너지 효율을 위해 유당 분해 효소인 락타아제 생성을 중단하도록 설계되어 있습니다.
하지만, 과거 북유럽 등의 집단은 식량 부족과 일조량 결핍을 극복하기 위해 우유를 주식으로 삼으면서 성인이 되어도 효소가 나오는 유전적 변이가 생존에 유리하게 작용했습니다.
반면, 동아시아는 일찍부터 농경 정착 생활을 하며 쌀과 채소, 콩 등 대체 영양원이 풍부했기 때문에 우유에 의존할 필요가 없었습니다. 즉, 유당을 소화해야만 살아남을 수 있는 환경적 압박이 없었기 때문에 효소가 감소하는 야생형 유전자가 그대로 유지된 것입니다.
이 때문에 분해되지 않은 유당이 대장에서 발효되며 복통이나 설사를 유발하는 유당불내증이 흔하게 된 것입니다.