¿Qué factores selectivos impulsaron la evolución de la lactosa en la lactancia?

Da la casualidad de que alguien acaba de publicar una teoría al respecto. Para salvarte siguiendo el enlace, reproduzco el resumen a continuación.

Debo admitir que nunca me había dado cuenta de que la lactosa se sintetiza dentro de los orgánulos de la vía secretora (la β4-galactosiltransferasa es una enzima de Golgi y la α-lactoalbúmina es, por supuesto, una proteína de suero, por lo que está en tránsito a través de la vía). Esto puede contribuir en parte a responder a su pregunta: al tener un disacárido que se produce dentro del aparato de Golgi, las células de la glándula mamaria dividirán efectivamente su metabolismo de glucosa entre el citoplasma y el destinado a la secreción como lactosa (transportada al aparato de Golgi). luz).

La leche o calostro de los mamíferos contiene hasta un 10 % de carbohidratos, de los cuales la lactosa libre suele constituir más del 80 %. La lactosa se sintetiza dentro de las glándulas mamarias lactantes a partir de uridina difosfato galactosa (UDP-Gal) y glucosa mediante una transgalactosilación catalizada por un complejo de β4-galactosiltransferasa y α-lactoalbúmina (α-LA). Se cree que α-LA evolucionó a partir de lisozima de tipo C. La leche o calostro de los mamíferos normalmente contiene una variedad de oligosacáridos además de lactosa libre. Cada oligosacárido tiene una unidad de lactosa en su extremo reductor; esta unidad actúa como un precursor que es esencial para su biosíntesis. Generalmente se cree que los oligosacáridos de la leche actúan como prebióticos y también como análogos de receptores que actúan como factores antiinfecciosos. Proponemos la siguiente hipótesis. Las secreciones protolácteas de las glándulas mamarias primitivas del ancestro común de los mamíferos contenían grasas y proteínas, incluida la lisozima, pero no lactosa ni oligosacáridos debido a la ausencia de α-LA. Cuando α-LA apareció por primera vez como resultado de su evolución a partir de lisozima, su contenido dentro de las glándulas mamarias lactantes era bajo y, por lo tanto, la lactosa se sintetizaba a un ritmo lento. Debido a la presencia de glicosiltransferasas, casi toda la lactosa naciente se utilizó para la biosíntesis de oligosacáridos. Los sacáridos predominantes en las secreciones protolácteas o leche primitiva producida por este ancestro común eran, por lo tanto, oligosacáridos en lugar de lactosa libre. Posteriormente a este período inicial, los oligosacáridos comenzaron a actuar como factores antiinfecciosos. Luego fueron reclutados como una fuente de energía significativa para el recién nacido, lo que se logró mediante un aumento en la síntesis de α-LA. Esto produjo un aumento concomitante en la concentración de lactosa en la leche y, por lo tanto, la lactosa se convirtió en una importante fuente de energía para la mayoría de los euterios, mientras que los oligosacáridos continuaron sirviendo principalmente como agentes antimicrobianos. La lactosa, además, pasó a actuar como molécula osmorreguladora, controlando el volumen de leche. Los estudios sobre las estructuras químicas de los oligosacáridos de la leche de una variedad de especies de mamíferos sugieren que la leche humana o el calostro son únicos porque los oligosacáridos que contienen lacto-N-biosa I (LNB) (Gal(β1 → 3)GlcNAc, tipo I) predominan sobre los que contienen N-acetil-lactosamina (Gal(β1 → 4)GlcNAc, tipo II), mientras que en otras especies sólo se encuentran oligosacáridos de tipo II o bien predominan sobre los oligosacáridos de tipo I. Se puede plantear la hipótesis de que esta característica puede tener una ventaja selectiva en el sentido de que puede promover el crecimiento de bacterias colónicas beneficiosas, bifidobacterias, en el colon del lactante humano.