Al vroeg gericht op zetmeelvertering

Uitgerust met extra kopieën van amylasegenen is de mens heel efficiënt in de vertering van zetmeel.

Mensen zijn fantastische knolleneters. Tenminste, aan hun genen te zien. Hoe lang ze het al zijn is onzeker – waarschijnlijk ergens tussen de 200.000 en 750.000 jaar.

Bij mensen gaan wortels en knollen er in als koek. Ze putten er energie uit en deponeren de resten in keurige drollen. Geen buikkrampen, geen diarree.

Dat komt doordat mensen probleemloos zetmeel verteren, waar die knollen barstensvol mee zitten. Zetmeel bestaat uit lange, vaak vertakte ketens van suikermoleculen. Zetmeel is nuttige energie voor hersenen en spieren, als die suikermoleculen los komen.

Dieren die zetmeel willen verteren beginnen met het enzym α-amylase. Dat zit in speeksel. Mensen hebben 2 tot 18 kopieën van het α-amylase-gen in al hun lichaamscellen. Er is veel variatie, maar het gemiddelde lijkt rond de acht te liggen. Aziatische volkeren hebben er gemiddeld meer. In het 1000-genoomproject zijn wat Finnen en Europeanen gevonden die maar vier AMY1-kopieën hebben, maar er zijn ook Europeanen met 15 kopieën.

Volkeren die nu nog steeds veel knollen eten hebben gemiddeld wat meer amylasegenen. Mensen die zich tot typische zuivel- en vleeseters ontwikkelden (Afrikaanse herdersvolkeren) hebben er minder. Het gebied op chromosoom 1 waar AMY1 ligt is al decennialang bekend als hypervariabel – dat was Nederlands onderzoek.

De andere mensapen zijn vooral fruiteters. Daar zitten de suikers al los in. Zij hebben die amylasegenen niet zo hard nodig. Het verteren van losse suikermoleculen is evolutionair oeroud en zit stevig verankerd in alle dieren.

Chimpansees, orang-oetans, bonobo’s en gorilla’s hebben vier AMY1-genen. Neanderthalers en de Denisovamensen ook (Nature, 19 december).

Zet een chimp op een knollendieet en hij zal buikkrampen en diarree krijgen. Of extreem winderig worden. Zoiets wat mensen kunnen hebben na een stevige bonenmaaltijd. In bonen zit veel zetmeel van een type dat mensen niet goed kunnen verteren. Het wordt een prooi voor de darmbacteriën die daarbij nogal wat gassen produceren.

Het zou voor het paleodieet mooi zijn om te weten wanneer precies die amylasegenverdubbelingen in onze voorouders zijn ontstaan. Een vergelijking van de basenvolgordeverschillen in de AMY1’s van de mens en de chimpansee levert als schatting: het gebeurde in de laatste 200.000 jaar. Maar zo’n datering voor één gen is erg onnauwkeurig. Er kunnen allerlei belemmeringen zijn voor evolutie binnen een stuk DNA dat codeert voor een gen. Een nieuwe aanwijzing is dat de Neanderthaler níet veel AMY1-genen hadden. En de moderne mens en de Neanderthaler groeiden 550.000 tot 750.000 jaar geleden uit elkaar.

Het amylasegen krijgt medisch niet veel aandacht, want er is geen ziekte aan gekoppeld. Als bij iemand één gen door een mutatie niet meer werkt zijn er nog genoeg over.

Zeker is dat mensen met al hun amylasegenen al geschikte zetmeelafbrekende enzymen hadden toen ze tien- tot vijftienduizend jaar geleden overstapten op een andere zetmeelbron: graan. Die graszaden zitten ook vol zetmeel. De bewerking is ingewikkelder dan de bereiding van knollen. Daarvoor volstaan kookkunst, florakennis en een stevige stok. Graan moet je dorsen, breken, malen en koken of bakken. Of fermenteren. Of weer laten kiemen.

Mensen waren fysiologisch helemaal klaar voor de overgang van knollen naar graszaden. Het was de overgang van jager-verzamelaargemeenschap naar de landbouwers. Of misschien meer de verdringing van de jager-verzamelaars door de landbouwers.

    • Wim Köhler