同位素|光鲜靓丽的装饰，掩盖不住头发里透出的贫穷
你吃了什么 ， 头发知道 。 通过测定头发中的同位素 ， 美国科学家发现 ， 在经济地位低的地区 ， 人们吃了更多肉食 。
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作者 | 欧阳宇 姚迦文
当我们陷入经济低谷 ， 为了给自己打气 ， 我们可能会精心打扮 ， 尽力修饰 ， 让自己显得不那么窘迫 。 但令人尴尬的是 ， 头发却可能出卖我们 。
最近来自美国的一项研究发现 ， 头发会暴露一个人的饮食情况 。 通过分析头发中的氨基酸同位素 ， 研究人员发现 ， 贫穷地区和富裕地区人的头发成分不同 。 廉价食品会在头发里留下印记 。
研究详情发表在8月的《美国科学院院报》 。
头发揭露饮食秘密
科学家们从不同地区收集了约700人的头发 ， 并对其成分进行分析 。 结果发现 ， 在经济较差的地区 ， 人们吃了较多的肉食 。 而这些肉食来自用玉米集中饲养的动物 。
因为在美国 ， 这种肉食十分便宜 。 所以 ， 它显示的其实是人们的生活成本 。 背后反映的是所在地区的社会经济地位 。
为什么他们可以得到这些信息呢？
头发和我们身体里的其他组织一样 ， 是由我们摄入的东西组成的 。 不过 ， 它有自己独特的代谢周期 ， 所以能记录丰富信息 。
不管是头发还是汗毛 ， 人体毛发主要由角质蛋白组成 ， 约占总重的97% 。 这些角质蛋白由毛囊下部的毛母质细胞中合成并分泌 。 在毛发生长过程中 ， 毛囊通过毛母质包围的毛乳头中的毛细血管 ， 将营养物质源源不断地输送给毛母质细胞 ， 然后固定到毛发（毛干）里 。
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毛囊的毛乳头中包含毛细血管 ， 提供毛发生长所需的营养 。 |图虫创意
毛发就像一串加密电文 ， 从它的物质结构 ， 就可以看到机体的营养信息 ， 并以此推测其健康情况 。 当然 ， 也可以包括其他代谢相关信息 ， 如吸毒、注射药物、服用兴奋剂等 。
由于在各种毛发中 ， 头发具备最长的生长周期 ， 一般2~7年 ， 最长20多年 ， 因此成为最长的那串电文 。 一位长期不剪头发的女士 ， 她的头发甚至可以记录好几年的信息 。
用头发分析一段时间的饮食 ， 就更不在话下了 。
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像这种超级长发（16.8米 ， 美国Asha Mandela ， 是目前头发最长的人） ， 大概能记录半辈子的信息了 。 |来自网络
同位素是“电文”密码
科学家们是通过稳定同位素技术揭示这个秘密的 。 具体而言 ， 是通过头发里碳和氮的稳定同位素 。
碳和氮是生命的基础元素 ， 是人体蛋白质（更小单元为氨基酸）的重要组成部分 。 在我们头发的角蛋白质中 ， 就含有相当多的碳和氮 。
其中 ， 碳来自植物的光合作用 。 无论吃肉 ， 还是吃素 ， 食物中的碳都是由植物固化 ， 然后经由食物链进入人体 。
而不同途径的光合作用 ， 会固定不同比例的碳同位素 。
12C和13C是自然界中的两种稳定的碳同位素 。 它们质子数相同、中子数不同 ， 都不具有放射性 ， 但物理性质小有差别 。 现代仪器可以察觉出其比例的微小变化 。
不同植物因为又不同的光合作用途径（对13C有不同的排斥作用） ， 所以固定的13C和12C的比例也不同 。 通过测定碳的同位素数值 ， 就可以反映食物中的碳原子来源于哪种植物 。
这次研究就发现 ， 在美国经济水平较低的地区 ， 人们头发中的碳很大一部分来自玉米 。 玉米是一种C4植物（光合作用最初产物是四碳化合物） ， 它的光合作用比小麦、大豆等C3植物（光合作用最初产物为三碳化合物）更强一些 ， 13C比例也相对较高 。 牲畜经过玉米饲料喂养后 ， 变成肉食被端上美国人的餐桌 。
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玉米是C4植物 ， 光合作用更强一些 。 C4植物目前仅有几种 ， 包括玉米、甘蔗和高粱等 。 绝大多数植物 ， 如水稻、小麦、棉花、大豆等 ， 都是C3植物 。 |图虫创意
另外一个测试的是氮同位素 ， 它在食物分析中同样有重要作用 。 氮同位素同时受食物和生物自身新陈代谢的影响 ， 机体在代谢过程中会优先排出14N ， 因此15N会随食物链而富集 ， 层级越高 ， 15N的比例就越高 。 通过测定氮的同位素数值 ， 就可以指示生物在食物链中所处的层次 。
这两种元素的同位素测定 ， 可以揭示人们的饮食结构 ， 包括食物来源、每种食物在整体食物中所占的比例等 。
毛发反映经济趋势
由于头发的代谢周期较长 ， 取材方便且材质稳定 ， 因此有其他检测物无法企及的优势 。
比如 ， 动物呼出气体和血液同位素值只能反映几小时到几天的信息 ， 时间跨度上不如毛发；脂肪和肌肉虽然能反映几周到几年（和毛发相当）的信息 ， 但采样没有这么方便；骨骼、牙齿能反映几十年甚至一生的信息 ， 但采样就更别提了 。
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牙齿和骨骼能保留最长时间的信息 ， 但采样基本不用考虑 。 |图虫创意
毛发能较长时间地如实记录人们的饮食情况 ， 这对研究诸多问题都有重要价值 。
例如 ， 在本研究中 ， 通过各地区间的饮食结构差异 ， 可以了解人们生活成本、家庭收入和社会经济地位的差异 。 对于不同国家和地区 ， 各个社会阶层的饮食结构有所不同 ， 根据当地的饮食习惯 ， 结合头发信息 ， 就可以判断一个地方的不同人群的经济状况 ， 对当地的总体经济情况进行一个评估 。
并且 ， 由于头发的生长周期较长 ， 它可以保存更久的信息 ， 让我们不仅能知道当地最近的经济发展 ， 还可以追溯到更早的情况 。 通过一个地区居民的饮食历史 ， 甚至可以推断出当地的发展历史 。
另外 ， 毛发信息对于一个地区的健康风险评估也有重要参考价值 。 因为过多摄入动物源性蛋白质对人类健康存在负面影响 ， 比如 ， 增加心血管疾病发病率、导致死亡率上升等 。 利用毛发信息 ， 我们就可以将个人饮食中动植物蛋白比例进行量化分析 ， 确定他们的饮食结构 ， 从而更好地指导各地区的健康饮食和降低健康风险 。
在中国的很多贫困地区 ， 为了儿童的健康成长 ， 国家出资改善当地儿童的伙食 。 通过头发中的同位素 ， 我们就能知道 ， 这笔钱是否真正用到了实处 ， 从另一方面对其进行监督 。
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实际上 ， 在过去 ， 稳定同位素技术作为一种比较成熟的技术 ， 已经被广泛应用于生态学和环境科学的各个领域 。 特别是在动物食物来源的确定、食物链与食物网的构建以及动物的迁徙活动等领域 。
在医学检测、农业评估、考古等领域 ， 稳定同位素技术也应用颇广 。 例如 ， 它被用于诊断病人的代谢变化 ， 估测农作物的最佳施肥时间 ， 确定灭绝物种的食性等 。
近年来 ， 随着现代仪器的发展和检测灵敏度的提高 ， 毛发检测在法庭科学中也越来越受到重视 。
比如 ， 毛发分析可用于排除或证明吸毒成瘾 ， 分析酒后犯罪行为 ， 诊断慢性重金属中毒 ， 以及分析死亡病例等 。 我国自2017年开始 ， 已将“人体毛发样品中检出毒品成分”作为公安机关认定其吸毒成瘾的重要依据 。
2017年5月 ， 韩国明星朴有天还因为一根腿毛坐实吸毒 。 当时他急匆匆染了头发（并没有什么用） ， 做了全身脱毛 ， 但终归没逃过法网恢恢 。
未来 ， 借助先进的稳定同位素技术挖掘信息 ， 相信我们还可以解决更多更复杂的社会、科学问题 。
【同位素|光鲜靓丽的装饰，掩盖不住头发里透出的贫穷】（责编 高佩雯）
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