Laktaasi
Laktaasi tai laktaasifloritsiinihydrolaasi on nisäkkäiden ohutsuolessa ilmenevä entsyymi, joka pilkkoo laktoosia eli maitosokeria. Laktaasin toiminta on keskeistä nisäkkäiden varhaiskehityksessä, sillä ilman sitä elimistö ei pysty hyödyntämään maidosta saatavaa laktoosia energianlähteenä. Tyypillisesti entsyymin aktiivisuus hiipuu varhaiskehityksen jälkeen. Kuitenkin noin 30–35 % ihmisistä maailmanlaajuisesti ilmentää laktaasia vielä aikuisenakin. Ilmiön maantieteellinen vaihtelu on suurta. Laktaasin entsyymikoodi on EC 3.2.1.108 ja CAS-numero 9031-11-2.
Rakenne ja muodostuminen
Laktaasia koodaava geeni LCT sijaitsee ihmisellä kromosomissa 2. Proteiinisynteesissä muodostuu ensin laktaasin esiaste, joka koostuu 1927 aminohaposta ja jonka molekyylimassa on noin 219 kDa. Esiastetta pilkotaan ja muokataan siten, että jäljelle jäävät vain entsymaattisesti aktiiviset osat, solukalvoon ankkuroituva osa ja lyhyt solunsisäinen häntä. Laktaasi muodostaa homodimeereja eli kaksi laktaasimolekyyliä liittyy toisiinsa. Laktaasi ilmenee ohutsuolen sisäpinnan suolinukassa, etenkin tyhjäsuolessa.
Toiminta ja merkitys
Laktaasi katalysoi laktoosin hydrolysoitumista glukoosiksi ja galaktoosiksi oheisen kuvan mukaisesti. Laktoosi on maidon pääasiallinen hiilihydraatti ja useimpien nuorten nisäkkäiden tärkeä energianlähde. Koska laktoosin on pilkkouduttava monosakkarideiksi voidakseen imeytyä ohutsuolesta, laktaasin toiminnan puute johtaa kyvyttömyyteen hyödyntää laktoosia energianlähteenä. Mikäli laktoosi ei pilkkoudu ja imeydy ohutsuolessa, se kulkeutuu paksusuoleen, jossa suolistobakteerit käyttävät sitä omassa aineenvaihdunnassaan. Tällöin muodostuu maitohappoa, lyhytketjuisia rasvahappoja ja kaasuja (vety, hiilidioksidi, metaani). Laktoosi ja bakteerien aineenvaihduntatuotteet aiheuttavat veden osmoottista siirtymistä suoleen.
Laktaasin aktiivisuus ihmisellä
- Katso myös: Laktoosi-intoleranssi
Maantieteellinen vaihtelu
Maailmanlaajuisesti ihmisistä noin 30–35 % ilmentää laktaasia vielä aikuisiässä. Tätä kutsutaan laktaasipersistenssiksi tai normolaktasiaksi. Enemmistöllä ihmisistä (65–70 %) laktaasin aktiivisuus hiipuu 12–18 vuoden ikään mennessä. Entsyymin aktiivisuus ei lakkaa kokonaan, vaan on noin 5–10 % vastasyntyneen tasosta. Tätä kutsutaan hypolaktasiaksi. Laktoosi-intoleranssi on oireyhtymä, jossa laktoosi aiheuttaa ruoansulatuskanavan oireita. On huomattava, että pelkkä laktaasin aktiivisuus (normo- tai hypolaktasia) ei aina ennusta oireisen laktoosi-intoleranssin olemassaoloa, vaan siihen vaikuttavat muutkin tekijät, kuten suolistobakteerit. Usein hypolaktasiassa ihminen pystyy käyttämään laktoosia jonkin verran ilman oireita.
Normolaktasian yleisyyden maantieteellinen vaihtelu on merkittävää. Euroopassa se on yleisintä Britteinsaarilla ja Skandinaviassa (89–96 % väestöstä). Itä- ja Etelä-Euroopassa se on taas harvinaisempaa (15–54 % väestöstä). Normolaktasia on yleistä myös paikoitellen Afrikassa ja Aasiassa. Harvinaista se on Etelä-Afrikassa ja Kaakkois-Aasiassa (alle 10 %).
Normolaktasia on yleisintä paljon maitoa hyödyntävissä ihmisyhteisöissä. Yhteyttä on selitetty kahdella erilaisella hypoteesilla. Kulttuurihistoriallisen hypoteesin mukaan normolaktasia on syntynyt ja yleistynyt maitoa käyttävissä kulttuureissa, koska se on tuonut kilpailuedun evoluutiossa. Toisen hypoteesin mukaan normolaktasiaa aiheuttava geenimuutos on ollut olemassa jo ennen maitotalouden kehittymistä, ja maidon hyödyntäminen on omaksuttu niissä ihmisyhteisöissä, joissa laktoosinsieto on ollut parempaa.
Laktaasin aktiivisuuteen vaikuttavat mutaatiot
Normolaktasia
Euroopassa normolaktasiaan liittyy mutaatio C/T-13910 (sytosiini vaihtuu guaniiniksi emäksessä -13910). Kyseinen mutaatio ei ole LCT-geenissä itsessään, vaan viereisen MCM6-geenin intronissa. Mutaatio ilmeisesti vaikuttaa LCT-geenin promoottorialueen aktiivisuuteen tai DNA:n metylaatioon. Mutaatio ilmenee vallitsevasti. Mikäli kummassakaan alleelissa ei ole mutaatiota (C/C-genotyyppi), seurauksena on hypolaktasia. Jos taas mutaatio on edes toisessa alleelissa (C/T- ja T/T-genotyypit), seurauksena on normolaktasia.
Kliinisessä käytössä oleva laktaasin geenitesti (B-Lakt-D) perustuu edellä kuvatun genotyypin määritykseen. On huomattava, että genotyypistä ei voi varmasti päätellä yhteyttä laktoosi-intoleranssin oireisiin. C/C-genotyyppiä ilmentävistä kolmasosa on oireettomia, ja alle 12-vuotiailla laktaasin aktiivisuus on vielä normaalia. C/T- ja T/T-genotyyppejä ilmentävillä vatsavaivojen syy on todennäköisesti jokin muu kuin laktoosi-intoleranssi. Tästä huolimatta sekundaarinen laktaasinpuutos on mahdollinen (kuvattu tarkemmin jäljempänä). Testausta ei välttämättä tarvita lainkaan, mikäli oireet vähenevät laktoosin välttämisen aikana ja ilmenevät altistuksen aikana.
Tunnettuja normolaktasiaa aiheuttavia pistemutaatioita:
- C/T-13910 Euroopassa
- T/G-13915 Lähi-Idässä
- C/G-13907 Itä-Afrikassa
- G/T-14009 Itä-Afrikassa
- G/C-14010 Itä- ja Kaakkois-Afrikassa
Synnynnäinen laktaasinpuutos
Synnynnäinen laktaasinpuutos on harvinainen, suomalaiseen tautiperintöön kuuluva sairaus. Siinä LCT-geenin mutaatio johtaa heti syntymästä lähtien (lähes) olemattomaan laktaasiaktiivisuuteen. Laktoosipitoisen rintamaidon nauttiminen johtaa vaikeaan vetiseen ripuliin, koska pilkkoutumaton laktoosi aiheuttaa veden osmoottisen siirtymisen suoleen. Ripuli voi johtaa kuivumaan ja huonoon painonkehitykseen. Oireet kuitenkin lakkaavat laktoosittomalla ruokavaliolla nopeasti.
Tunnettuja synnynnäistä laktaasinpuutosta aiheuttavia mutaatioita:
- Suomi
- c.4170T>A (kattaa 95 % suomalaisista tapauksista)
- c.4998_5001delTGAG
- c.653_654delCT
- c.804G > C
- c.4087G > A
- c.1692-1696delAGTGG
- c.4760G >A
- Italia
- c.2062T > C
- c.4834G > T
- Japani
- c.4419C > G
- c.5387delA
- Turkki
- c.4087G > A
- c.3448delT
Muita laktaasin aktiivisuuteen vaikuttavia tekijöitä
Vaikka pitkäjaksoinen laktoosille altistuminen voi vähentää oireita hypolaktasiassa, ei ole tutkimusnäyttöä että ihmisellä ilmiö selittyisi laktaasin aktiivisuuden lisääntymisellä. Sen sijaan kyse on mahdollisesti paksusuolen mikrobien sopeutumisesta.
Sekundaarinen laktaasinpuutos tarkoittaa, että genotyypistä riippumatta jokin toinen ohutsuoleen vaikuttava tekijä johtaa puutteelliseen laktaasiaktiivisuuteen. Se voi johtua lääkkeistä tai sairauksista, kuten keliakiasta, ruoansulatuskanavan infektiosta tai tulehduksellisesta suolistosairaudesta.
Käyttö
Kaupallisessa käytössä oleva laktaasiksi kutsuttu entsyymi on yleensä sienten tai bakteerien tuottamaa beetagalaktosidaasia (EC 3.2.1.23, CAS 9031-11-2). Vaikka termejä käytetään usein toistensa synonyymeina ja CAS-numero on sama, tarkalleen ottaen beetagalaktosidaasi on yläkäsite entsyymeille, joilla on laktoosin pilkkomisen ohella muitakin toimintoja. Laktaasi on yksi beetagalaktosidaasien tyyppi. Sienten tai bakteerien tuottamaa beetagalaktosidaasia käytetään muun muassa laktoosittomien maitotuotteiden valmistuksessa ja laktaasientsyymivalmisteiden ainesosana.
Lähteet
- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Gerbault, Pascale ym.: Evolution of lactase persistence: an example of human niche construction. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences, 27.3.2011, 366. vsk, nro 1566, s. 863–877. PubMed:21320900 doi:10.1098/rstb.2010.0268 ISSN 0962-8436 Artikkelin verkkoversio. (englanniksi)
- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Forsgård, Richard A. & Lahtinen, Perttu: Voiko laktoosi-intolerantti sietää laktoosia? Lääketieteellinen Aikakauskirja Duodecim, 2020, 135. vsk, nro 16, s. 1797-1803. Kustannus Oy Duodecim. Artikkelin verkkoversio. Viitattu 13.7.2026.
- ↑ ENZYME: 3.2.1.108 Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes. Viitattu 12.7.2026. (englanniksi)
- ↑ LCT lactase [ Homo sapiens (human) ] 6.7.2026. National Library of Medicine. National Center for Biotechnology Information. Viitattu 12.7.2026. (englanniksi)
- 1 2 P09848 · LPH_HUMAN UniProt. Viitattu 13.7.2026.
- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 Wanes, Dalanda & Husein, Diab M. & Naim, Hassan Y.: Congenital Lactase Deficiency: Mutations, Functional and Biochemical Implications, and Future Perspectives. Nutrients, 22.2.2019, 11. vsk, nro 2, s. 461. PubMed:30813293 doi:10.3390/nu11020461 ISSN 2072-6643 Artikkelin verkkoversio. (englanniksi)
- 1 2 3 Torniainen, Suvi & Savilahti, Erkki & Järvelä, Irma: Synnynnäinen laktaasinpuute - arvioitua yleisempi sairaus? Lääketieteellinen Aikakauskirja Duodecim, 2009, 125. vsk, nro 7, s. 766-770. Kustannus Oy Duodecim. Artikkelin verkkoversio. Viitattu 15.7.2026.
- ↑ Eerola, Hannaleena: Laktoosimalabsorptioon liittyvä geenimuutos, DNA-tutkimus verestä (B-Lakt-D) Laboratoriotutkimusten tulkinta. 15.04.2025. Kustannus Oy Duodecim. Viitattu 15.7.2026.
- ↑ ENZYME: 3.2.1.23 Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes. Viitattu 16.7.2026. (englanniksi)
- ↑ Király, Márton ym.: Advances in β-Galactosidase Research: A Systematic Review from Molecular Mechanisms to Enzyme Delivery Systems. Pharmaceutics, 29.11.2025, 17. vsk, nro 12, s. 1538. PubMed:41471052 doi:10.3390/pharmaceutics17121538 ISSN 1999-4923 Artikkelin verkkoversio. Viitattu 16.7.2026. (englanniksi)
Aiheesta muualla
- Brenda: Information on EC 3.2.1.108 - lactase (englanniksi)
- Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG): Lactase, EC 3.2.1.108 (englanniksi)