為什么有人一喝牛奶就拉肚子？原來(lái)是它在“作怪”

不少人都有這樣的經(jīng)歷：剛喝完牛奶就腹脹或腹瀉，總是懷疑是牛奶的問(wèn)題，但是同樣的牛奶別人喝完卻沒(méi)事兒？這其實(shí)都是牛奶中的乳糖在作怪！而你的腹脹或腹瀉，其實(shí)是乳糖不耐受的表現(xiàn)。

為什么會(huì)有人乳糖不耐受？顯然，這要從乳糖開(kāi)始說(shuō)起。

乳糖不耐受時(shí)感到腹脹，圖庫(kù)版權(quán)圖片，不授權(quán)轉(zhuǎn)載

01

人體是如何消化代謝乳糖的？

要想了解乳糖，我們得先從為人體提供能量的糖類(lèi)，也就是碳水化合物說(shuō)起。

單糖是最簡(jiǎn)單的糖類(lèi)，常見(jiàn)的單糖有葡萄糖、果糖和半乳糖，人類(lèi)主要是通過(guò)攝入碳水化合物來(lái)獲取能量的。其中，葡萄糖就相當(dāng)于汽車(chē)的汽油，為我們的身體提供源源不斷的動(dòng)力。我們平時(shí)也會(huì)攝入果糖和半乳糖，這兩種單糖最終也會(huì)被消化代謝，為人體提供能量。

許多碳水化合物通常是以“二糖”的形式被攝入到人體的，而其中就有一種容易引起胃腸道不適的二糖——乳糖，它是由一個(gè)葡萄糖分子和一個(gè)半乳糖分子組成的，廣泛存在于牛奶和其他乳制品中。

牛奶中含有大量乳糖，圖庫(kù)版權(quán)圖片，不授權(quán)轉(zhuǎn)載

為了能更好地將乳糖作為能量來(lái)源，人體在消化它時(shí)需要先把它分解成兩個(gè)單糖。此時(shí)，一個(gè)像剪刀似的工具——乳糖酶，就出場(chǎng)了。乳糖酶一般只存在于我們的小腸中，是由小腸細(xì)胞中的乳糖酶基因表達(dá)出來(lái)的。

當(dāng)我們喝牛奶的時(shí)候，乳糖經(jīng)過(guò)胃部到達(dá)小腸，牛奶中的乳糖在乳糖酶的作用下被分解成葡萄糖和半乳糖，小腸絨毛上的褶皺增加了小腸的表面積，更有助于人體對(duì)葡萄糖和半乳糖的吸收。

02

乳糖不耐受時(shí)

乳糖在人體內(nèi)發(fā)生了什么？

有的人喝完牛奶后會(huì)感到惡心或是有腹脹、排氣、腹瀉等現(xiàn)象，這些都是乳糖不耐受的癥狀。乳糖不耐受者的小腸內(nèi)缺少或沒(méi)有乳糖酶，乳糖在這些人體內(nèi)的消化途徑就發(fā)生了變化。乳糖不耐受的人甚至每次一想到牛奶，胃腸就會(huì)發(fā)出抗議的聲音！

由于缺少乳糖酶，當(dāng)牛奶中的乳糖到達(dá)小腸的絨毛時(shí)，大約 75% 以上的乳糖都不會(huì)被分解和吸收，這些乳糖會(huì)順著小腸移動(dòng)到大腸，而大腸中有很多腸道微生物，它們可以將乳糖發(fā)酵成氫氣、甲烷、二氧化碳，并形成混合氣體，這些氣體就會(huì)導(dǎo)致排氣或腹脹。

與此同時(shí)，乳糖在微生物的作用下還會(huì)產(chǎn)生一些短鏈脂肪酸，例如乙酸酯、丁酸酯和丙酸酯，這些短鏈脂肪酸無(wú)法被人體消化，這就意味著它們會(huì)在我們腸道中停留一段時(shí)間。這些未被消化的乳糖和發(fā)酵產(chǎn)物都會(huì)使腸道的滲透壓增加，從而使腸道吸收更多水分，最終會(huì)導(dǎo)致腹瀉。

大腸中的微生物將乳糖變成氣體和脂肪酸導(dǎo)致腹脹、腹瀉，圖庫(kù)版權(quán)圖片，不授權(quán)轉(zhuǎn)載

03

乳糖酶缺乏癥都有哪些？

乳糖酶缺乏可分為以下 4 種：

1. 原發(fā)性乳糖酶缺乏癥

大部分乳糖不耐受的成年人并不是先天就是如此的，作為哺乳動(dòng)物，人類(lèi)小腸細(xì)胞在嬰兒時(shí)期都會(huì)表達(dá)并分泌乳糖酶，所以嬰兒有能力消化母乳中的乳糖。一旦斷奶后，絕大多數(shù)的哺乳動(dòng)物乳糖酶基因的表達(dá)能力都會(huì)下降，因此乳糖酶的產(chǎn)量也會(huì)下降。人類(lèi)也會(huì)遵循這個(gè)規(guī)律，從大約 2-5 歲時(shí)，乳糖酶的表達(dá)量就會(huì)開(kāi)始逐漸下降，盡管乳糖不耐受的癥狀可能要到成年后才會(huì)明顯顯現(xiàn)。

哺乳動(dòng)物在嬰兒時(shí)期可以消化乳糖。圖庫(kù)版權(quán)圖片，不授權(quán)轉(zhuǎn)載

這種情況就屬于原發(fā)性乳糖酶缺乏癥，這是全球乳糖不耐癥最常見(jiàn)的原因，是由家族遺傳的遺傳缺陷引起的。當(dāng)人類(lèi)在成長(zhǎng)過(guò)程中降低對(duì)牛奶和乳制品的依賴(lài)時(shí)，就減少了乳糖酶的產(chǎn)生，就會(huì)出現(xiàn)原發(fā)性乳糖酶缺乏癥。

2. 繼發(fā)性乳糖酶缺乏癥

繼發(fā)性乳糖酶缺乏癥是由小腸等部位發(fā)生疾病引起的乳糖酶缺乏。該癥狀可以發(fā)生在任何年齡，可能是小腸手術(shù)或服用某些藥物導(dǎo)致的。引起繼發(fā)性乳糖酶缺乏癥的可能原因包括：

腸胃炎——胃和腸道的感染

乳糜瀉——由對(duì)一種叫作麩質(zhì)（小麥中的蛋白質(zhì)）的不良反應(yīng)引起的腸道疾病

克羅恩病——一種導(dǎo)致消化系統(tǒng)內(nèi)壁發(fā)炎的長(zhǎng)期疾病

潰瘍性結(jié)腸炎——一種影響大腸的長(zhǎng)期疾病

化療——一種癌癥治療方法急性疾病會(huì)導(dǎo)致乳糖酶產(chǎn)量不足，從而引起乳糖不耐受的現(xiàn)象，不過(guò)一旦小腸疾病在短期內(nèi)痊愈，就能重新產(chǎn)生乳糖酶。但如果是由長(zhǎng)期疾病等引起的，則可能導(dǎo)致永久性的乳糖酶缺乏癥。

3. 先天性乳糖酶缺乏癥

在極少數(shù)的情況下，乳糖酶缺乏癥也可能是先天的，即當(dāng)嬰兒出生時(shí)就缺乏乳糖酶，無(wú)法將乳糖分解成葡萄糖和半乳糖，這是一種常染色體隱性遺傳疾病。無(wú)法分解乳糖的嬰兒很難通過(guò)母乳進(jìn)行喂養(yǎng)，會(huì)從一出生就開(kāi)始腹瀉，此時(shí)可以給嬰兒喂食無(wú)糖牛奶或者添加了乳糖酶的牛奶。

4. 發(fā)育性乳糖酶缺乏癥

一些早產(chǎn)兒（懷孕第 37 周之前出生）會(huì)有暫時(shí)的乳糖不耐癥，因?yàn)樗麄兊男∧c在出生時(shí)還沒(méi)有發(fā)育完全，不能消化乳糖，這被稱(chēng)為發(fā)育性乳糖酶缺乏癥，但通常會(huì)隨著嬰兒的年齡增長(zhǎng)而改善。

04

人類(lèi)的乳糖耐受性進(jìn)化

全世界大約 65% 的人在嬰兒期過(guò)后會(huì)出現(xiàn)某種形式的乳糖不耐受癥狀，但不同地區(qū)之間存在顯著差異：北歐人的乳糖不耐受率只有 5%，而亞洲一些地區(qū)的患病率卻高達(dá) 90% 以上。

從進(jìn)化的角度來(lái)看，某些人群比其他人群具有更好的乳糖耐受性基因，例如大多來(lái)自北歐的高加索人，直到他們成年時(shí)，依然擁有較高的乳糖酶活性，所以他們表現(xiàn)出了“乳糖酶持久性”的特點(diǎn)。

為什么是高加索人呢？一般認(rèn)為這個(gè)族群很早就開(kāi)始馴化牛以及其他能產(chǎn)奶的動(dòng)物，他們從小到大都會(huì)持續(xù)攝入乳產(chǎn)品。通常認(rèn)為他們是通過(guò)自然選擇從而“培養(yǎng)”出了更多有利于增加乳糖酶產(chǎn)生持久性的常染色體。

在其他依賴(lài)乳產(chǎn)品生活的人類(lèi)族群中也觀察到了類(lèi)似“乳糖酶持久性”的現(xiàn)象。但是分布在地球上各個(gè)大草原上的人類(lèi)，如現(xiàn)代哈薩克斯坦、俄羅斯、蒙古的人們，也會(huì)從小到大持續(xù)喝大量的牛奶，但他們中的很多人就沒(méi)有乳糖酶持久性。如果持續(xù)喝大量牛奶就可以導(dǎo)致乳糖酶持久性的突變，那么草原居民肯定應(yīng)該都像北歐人一樣，早就進(jìn)化出這種乳糖耐受的特征，事實(shí)卻并非如此，這是為什么呢？

居住在高加索地區(qū)的民族，圖片來(lái)源：Wikipedia

前段時(shí)間發(fā)表在《自然》雜志上的一項(xiàng)研究中，研究人員將歐洲早在 9000 年前就使用牛奶的考古證據(jù)與遺傳學(xué)進(jìn)行了比較，發(fā)現(xiàn)歐洲人在開(kāi)始飲用牛奶后，就出現(xiàn)了異常迅速的乳糖耐受性進(jìn)化。那么是什么導(dǎo)致了如此多歐洲人迅速產(chǎn)生乳糖耐受性的巨大基因轉(zhuǎn)變？

布里斯托大學(xué)生物地球化學(xué)研究中心主任 Richard Evershed 表示：“為了迅速地發(fā)生基因突變并進(jìn)化，必須有一些因素能殺死不攜帶該基因的人！”Evershed 發(fā)現(xiàn)大量證據(jù)表明，人類(lèi)從大約 9000 年前開(kāi)始在整個(gè)歐洲廣泛飲用牛奶，從來(lái)自歐洲 554 個(gè)考古遺址的一個(gè)龐大的數(shù)據(jù)庫(kù)中，推測(cè)出饑荒和病原體等特殊“壓力源”會(huì)加劇牛奶對(duì)乳糖不耐癥患者的胃腸道影響，從而導(dǎo)致致命的腹瀉及脫水。

如果在一個(gè)人營(yíng)養(yǎng)不良的時(shí)候還伴有腹瀉和脫水的癥狀，這將是致命的！因此在那個(gè)時(shí)期，乳糖不耐受的人就逐漸被淘汰掉了，能消化牛奶的能力變得更有價(jià)值。

該團(tuán)隊(duì)還使用模型對(duì)以上推測(cè)進(jìn)行了測(cè)試，該模型表明，當(dāng)種群受到饑荒或病原體的影響時(shí)，乳糖酶持久性的基因變異確實(shí)增加了。

《自然》雜志揭示歐洲人先進(jìn)化成了乳糖耐受者，圖片來(lái)源：Nature

你還覺(jué)著乳糖耐受性可以通過(guò)多喝牛奶來(lái)完成變異嗎？要知道，進(jìn)化是需要很長(zhǎng)很長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)完成的，而人的一輩子卻是很短暫的，想通過(guò)多喝牛奶來(lái)獲得乳糖耐受的特質(zhì)是不能夠現(xiàn)實(shí)的！

乳糖不耐受，是不是就意味著要與牛奶和其他乳制品都說(shuō)拜拜了呢？大可不必，其實(shí)可以喝一些低乳糖的牛奶或是吃“陳年”的奶酪，比如切達(dá)干酪、帕爾瑪干酪，它們的乳糖含量相比普通牛奶的乳糖會(huì)大大減少。

參考文獻(xiàn)：

[1] Callaway E. How humans’ ability to digest milk evolved from famine and disease[J]. Nature, 2022, 608(7922): 251-252.

[2] Malik T F, Panuganti K K. Lactose intolerance[M]//StatPearls [Internet]. StatPearls Publishing, 2021.

[3] Mattar R, de Campos Mazo DF, Carrilho FJ. Lactose intolerance: diagnosis, genetic, and clinical factors. Clin Exp Gastroenterol. 2012;5:113-21.

[4] Newcomer AD, McGill DB, Thomas PJ, Hofmann AF. Tolerance to lactose among lactase-deficient American Indians. Gastroenterology. 1978 Jan;74(1):44-6.

[5] Lomer MC, Parkes GC, Sanderson JD. Review article: lactose intolerance in clinical practice--myths and realities. Aliment Pharmacol Ther. 2008 Jan 15;27(2):93-103.

[6] Srinivasan R, Minocha A. When to suspect lactose intolerance. Symptomatic, ethnic, and laboratory clues. Postgrad Med. 1998 Sep;104(3):109-11, 115-6, 122-3.

[7] AURICCHIO S, RUBINO A, LANDOLT M, SEMENZA G, PRADER A. ISOLATED INTESTINAL LACTASE DEFICIENCY IN THE ADULT. Lancet. 1963 Aug 17;2(7303):324-6.

[8] Mobassaleh M, Montgomery RK, Biller JA, Grand RJ. Development of carbohydrate absorption in the fetus and neonate. Pediatrics. 1985 Jan;75(1 Pt 2):160-6.

[9] Suchy FJ, Brannon PM, Carpenter TO, Fernandez JR, Gilsanz V, Gould JB, Hall K, Hui SL, Lupton J, Mennella J, Miller NJ, Osganian SK, Sellmeyer DE, Wolf MA. National Institutes of Health Consensus Development Conference: lactose intolerance and health. Ann Intern Med. 2010 Jun 15;152(12):792-6.

出品｜科普中國(guó)

作者｜denovo

監(jiān)制｜中國(guó)科普博覽

選送單位：中國(guó)科學(xué)院計(jì)算機(jī)信息網(wǎng)絡(luò)中心

本文封面圖片及文內(nèi)部分圖片來(lái)自版權(quán)圖庫(kù)

圖片內(nèi)容不授權(quán)轉(zhuǎn)載