Amylasen
Amylase ist ein Enzym, das Stärke in Zucker aufspaltet, die der Körper verwerten kann.
Genauer gesagt handelt es sich um eine Familie ähnlicher Enzyme, die in einer Vielzahl von Tieren, Pflanzen und Pilzen wirken. Beim Menschen gibt es zwei Varianten: Alpha-Amylase und Gamma-Amylase.
Alpha-Amylase ist ein wichtiges Verdauungsenzym. Ihr optimaler pH-Wert liegt bei 6,7-7,0. Es kommt im Speichel und im Pankreassaft vor. Es nimmt Stärkeketten auf und spaltet sie in kleinere Stücke mit zwei oder drei Glukoseeinheiten auf. Es kann Stärke zu Maltose abbauen. Es wirkt bei der Verdauung im Mund und Magen.
Die Gamma-Amylase hat von allen Amylasen das saure pH-Optimum, weil sie um pH 3 herum am aktivsten ist und daher im Magen, der einen sauren pH-Wert hat, am besten funktioniert.
Menschliche Evolution
Offenbar besaßen frühe Menschen keine Speichel-Amylase. Die engsten evolutionären Verwandten des Menschen, Schimpansen und Bonobos, haben entweder eine oder keine Kopie des Gens für die Produktion von Speichel-Amylase. Ein Duplikationsereignis des AMY1-Gens führte zur Produktion von Amylase im Speichel. Dasselbe Ereignis trat unabhängig voneinander bei Nagetieren auf. Dies zeigt die Bedeutung der Speichel-Amylase in Organismen, die relativ große Mengen an Stärke fressen.
Kohlenhydrate sind eine energiereiche Nahrungsquelle. Nach der Agrarrevolution begann sich die menschliche Ernährung mehr auf die Domestizierung von Pflanzen und Tieren zu stützen, anstatt auf Jagen und Sammeln. Diese Verschiebung markierte den Beginn einer Ernährung, die zu 49% aus Kohlenhydraten besteht, im Gegensatz zu den vorher bei Menschen aus der Altsteinzeit beobachteten 35%. So wurde Stärke zu einem Grundnahrungsmittel des Menschen. Menschen, die Amylase im Speichel enthielten, profitierten von der verbesserten Fähigkeit, Stärke effizienter und in höheren Mengen zu verdauen.
Nicht alle Menschen haben die gleiche Anzahl von Kopien des AMY1-Gens. Bevölkerungen, die auf Kohlenhydrate angewiesen sind, haben eine höhere Anzahl von AMY1-Kopien als Bevölkerungen, die wenig Stärke essen. Die Anzahl der Kopien des AMY1-Gens beim Menschen kann von sechs Kopien in landwirtschaftlichen Gruppen wie den europäisch-amerikanischen und japanischen (zwei stark stärkehaltige Populationen) bis zu nur 2-3 Kopien in Jäger-Sammler-Gesellschaften wie den Biaka, Datog und Yakuts reichen.
Die Korrelation zwischen dem Stärkeverbrauch und der Anzahl der AMY1-Kopien legt nahe, dass mehr AMY1-Kopien in hohen Stärkepopulationen durch natürliche Selektion verursacht werden. Dies ist ein günstiger Phänotyp für diese Individuen. Daher ist es wahrscheinlich, dass mehr Kopien von AMY1 in einer stark stärkehaltigen Population die Fitness erhöht und gesündere, fittere Nachkommen produziert. Geographisch nahe beieinander liegende Populationen mit unterschiedlichen Ernährungsgewohnheiten besitzen eine unterschiedliche Anzahl von Kopien des AMY1-Gens. Dies ist ein starker Beweis dafür, dass die natürliche Selektion auf dieses Gen eingewirkt hat.
Fragen und Antworten
F: Was ist Amylase?
A: Amylase ist ein Enzym, das Stärke in Zucker aufspaltet, den der Körper verwerten kann.
F: Was ist die Funktion der Alpha-Amylase?
A: Alpha-Amylase ist ein wichtiges Verdauungsenzym, das Stärkeketten in kleinere Stücke mit zwei bis drei Glukoseeinheiten zerlegt.
F: Wo ist Alpha-Amylase im Körper zu finden?
A: Alpha-Amylase ist im Speichel und im Saft der Bauchspeicheldrüse enthalten und wirkt bei der Verdauung im Mund und im Magen.
F: Was ist der optimale pH-Bereich für Alpha-Amylase?
A: Der optimale pH-Bereich für Alpha-Amylase liegt bei 6,7-7,0.
F: In welche Arten von Zucker kann Alpha-Amylase Stärke aufspalten?
A: Alpha-Amylase kann Stärke zu Maltose abbauen.
F: Was ist Gamma-Amylase?
A: Gamma-Amylase ist eine weitere Variante der Amylase, die das sauerste pH-Optimum aller Amylasen aufweist.
F: Wo im Körper wirkt die Gamma-Amylase am besten?
A: Gamma-Amylase wirkt am besten im Magen, der einen sauren pH-Wert aufweist.
