乳糖不耐症の核心にあるのは、母乳や牛乳に含まれる二糖類「乳糖（ラクトース）」をブドウ糖とガラクトースに分解する小腸の酵素、ラクターゼ活性低下のメカニズムです。哺乳類である人間は、母乳を主食とする乳幼児期にラクターゼ分泌がピークに達します。しかし離乳期を過ぎると、遺伝子のプログラミング（LCT遺伝子の発現低下）によってラクターゼの分泌量は自然と減少していきます。この現象は医学的に「乳糖分解酵素非持続症（Lactase Non-Persistence）」と呼ばれ、北欧系の一部民族を除く世界人口の約7割、とりわけ東アジア人においては8割以上に普遍的に見られる正常な発達プロセスです。
では、なぜ子どもの頃は学校給食で毎日のように牛乳を飲めていたのでしょうか。ここには大人になってからの発症理由を解き明かす2つの要素が関係しています。
第1に、学童期はラクターゼの絶対量が大人よりも残存している点です。第2に、毎日200mlの牛乳を継続的に摂取することで、大腸内の腸内細菌叢が乳糖をある程度分解・消費する環境に適応していた点が挙げられます。ところが成人期に入り、牛乳を日常的に飲む習慣が途絶えると、腸内細菌叢の適応がリセットされます。その状態で、数年ぶりに脂肪分の多いカフェラテや冷たいアイスクリームを空腹時に一気に摂取すると、突然発症する下痢の真相である「浸透圧性下痢」と「異常発酵」が引き起こされます。
小腸で分解・吸収されなかった乳糖はそのまま大腸へと流れ込みます。大腸内の浸透圧が急激に高まることで、腸壁から大量の水分が腸管内へと引きずり出され、激しい水様便が作られます。同時に、大腸菌や嫌気性菌が未消化の乳糖をエサにして爆発的に発酵し、水素ガスや二酸化炭素、メタンガス、短鎖脂肪酸を大量に発生させます。これが、牛乳を飲んだ後に襲ってくる「激しい腹鳴（お腹のゴロゴロ）」「強い腹部膨満感」「キリキリとした差し込むような疝痛（せんつう）」の正体です。
