光鮮靚麗的裝飾，掩蓋不住頭髮裡透出的貧窮

　　你吃了什麼，頭髮知道。通過測定頭髮中的同位素，美國科學家發現，在經濟地位低的地區，人們吃了更多肉食。

　　

　　圖蟲創意

　　作者 | 歐陽宇 姚迦文

　　當我們陷入經濟低谷，為了給自己打氣，我們可能會精心打扮，盡力修飾，讓自己顯得不那麼窘迫。但令人尷尬的是，頭髮卻可能出賣我們。

　　最近來自美國的一項研究發現，頭髮會暴露一個人的飲食情況。通過分析頭髮中的胺基酸同位素，研究人員發現，貧窮地區和富裕地區人的頭髮成分不同。廉價食品會在頭髮裡留下印記。

　　研究詳情發表在8月的《美國科學院院報》。

　　頭髮揭露飲食秘密

　　科學家們從不同地區收集了約700人的頭髮，並對其成分進行分析。結果發現，在經濟較差的地區，人們吃了較多的肉食。而這些肉食來自用玉米集中飼養的動物。

　　因為在美國，這種肉食十分便宜。所以，它顯示的其實是人們的生活成本。背後反映的是所在地區的社會經濟地位。

　　為什麼他們可以得到這些信息呢？

　　頭髮和我們身體裡的其他組織一樣，是由我們攝入的東西組成的。不過，它有自己獨特的代謝周期，所以能記錄豐富信息。

　　不管是頭髮還是汗毛，人體毛髮主要由角質蛋白組成，約佔總重的97%。這些角質蛋白由毛囊下部的毛母質細胞中合成並分泌。在毛髮生長過程中，毛囊通過毛母質包圍的毛乳頭中的毛細血管，將營養物質源源不斷地輸送給毛母質細胞，然後固定到毛髮（毛幹）裡。

　　

　　毛囊的毛乳頭中包含毛細血管，提供毛髮生長所需的營養。|圖蟲創意

　　毛髮就像一串加密電文，從它的物質結構，就可以看到機體的營養信息，並以此推測其健康情況。當然，也包括其他代謝相關信息，如吸毒、注射藥物、服用興奮劑等。

　　由於在各種毛髮中，頭髮具備最長的生長周期，一般2~7年，最長20多年，因此成為最長的那串電文。一位長期不剪頭髮的女士，她的頭髮甚至可以記錄好幾年的信息。

　　用頭髮分析一段時間的飲食，就更不在話下了。

　　

　　像這種超級長發（16.8米，美國Asha Mandela，是目前頭髮最長的人），大概能記錄半輩子的信息了。|來自網絡

　　同位素是「電文」密碼

　　科學家們是通過穩定同位素技術揭示這個秘密的。具體而言，是通過頭髮裡碳和氮的穩定同位素。

　　碳和氮是生命的基礎元素，是人體蛋白質（更小單元為胺基酸）的重要組成部分。在我們頭髮的角蛋白質中，就含有相當多的碳和氮。

　　其中，碳來自植物的光合作用。無論吃肉，還是吃素，食物中的碳都是由植物固化，然後經由食物鏈進入人體。

　　而不同途徑的光合作用，會固定不同比例的碳同位素。

　　12C和13C是自然界中的兩種穩定的碳同位素。它們質子數相同、中子數不同，都不具有放射性，但物理性質小有差別。現代儀器可以察覺出其比例的微小變化。

　　不同植物因為有不同的光合作用途徑（對13C有不同的排斥作用），所以固定的13C和12C的比例也不同。通過測定碳的同位素數值，就可以反映食物中的碳原子來源於哪種植物。

　　這次研究就發現，在美國經濟水平較低的地區，人們頭髮中的碳很大一部分來自玉米。玉米是一種C4植物（光合作用最初產物是四碳化合物），它的光合作用比小麥、大豆等C3植物（光合作用最初產物為三碳化合物）更強一些，13C比例也相對較高。牲畜吃了玉米飼料之後，變成肉食被端上美國人的餐桌。

　　

　　玉米是C4植物，光合作用更強一些。C4植物目前僅有幾種，包括玉米、甘蔗和高粱等。絕大多數植物，如水稻、小麥、棉花、大豆等，都是C3植物。|圖蟲創意

　　另外一個測試的是氮同位素，它在食物分析中同樣有重要作用。氮同位素同時受食物和生物自身新陳代謝的影響，機體在代謝過程中會優先排出14N，因此15N會隨食物鏈而富集，層級越高，15N的比例就越高。通過測定氮的同位素數值，就可以指示生物在食物鏈中所處的層次。

　　這兩種元素的同位素測定，可以揭示人們的飲食結構，包括食物來源、每種食物在整體食物中所佔的比例等。

　　毛髮反映經濟趨勢

　　由於頭髮的代謝周期較長，取材方便且材質穩定，因此有其他檢測物無法企及的優勢。

　　比如，動物呼出氣體和血液同位素值只能反映幾小時到幾天的信息，時間跨度上不如毛髮；脂肪和肌肉雖然能反映幾周到幾年（和毛髮相當）的信息，但採樣沒有這麼方便；骨骼、牙齒能反映幾十年甚至一生的信息，但採樣就更別提了。

　　

　　牙齒和骨骼能保留最長時間的信息，但採樣基本不用考慮。|圖蟲創意

　　毛髮能較長時間地如實記錄人們的飲食情況，這對研究諸多問題都有重要價值。

　　例如，在本研究中，通過各地區間的飲食結構差異，可以了解人們生活成本、家庭收入和社會經濟地位的差異。對於不同國家和地區，各個社會階層的飲食結構有所不同，根據當地的飲食習慣，結合頭髮信息，就可以判斷一個地方的不同人群的經濟狀況，對當地的總體經濟情況進行一個評估。

　　並且，由於頭髮的生長周期較長，它可以保存更久的信息，讓我們不僅能知道當地最近的經濟發展，還可以追溯到更早的情況。通過一個地區居民的飲食歷史，甚至可以推斷出當地的發展歷史。

　　另外，毛髮信息對於一個地區的健康風險評估也有重要參考價值。因為過多攝入動物源性蛋白質對人類健康存在負面影響，比如，增加心血管疾病發病率、導致死亡率上升等。利用毛髮信息，我們就可以將個人飲食中動植物蛋白比例進行量化分析，確定他們的飲食結構，從而更好地指導各地區的健康飲食和降低健康風險。

　　在中國的很多貧困地區，為了兒童的健康成長，國家出資改善當地兒童的夥食。通過頭髮中的同位素，我們就能知道，這筆錢是否真正用到了實處，從另一方面對其進行監督。

　　

　　實際上，在過去，穩定同位素技術作為一種比較成熟的技術，已經被廣泛應用於生態學和環境科學的各個領域。特別是在動物食物來源的確定、食物鏈與食物網的構建以及動物的遷徙活動等領域。

　　在醫學檢測、農業評估、考古等領域，穩定同位素技術也應用頗廣。例如，它被用於診斷病人的代謝變化，估測農作物的最佳施肥時間，確定滅絕物種的食性等。

　　近年來，隨著現代儀器的發展和檢測靈敏度的提高，毛髮檢測在法庭科學中也越來越受到重視。

　　比如，毛髮分析可用於排除或證明吸毒成癮，分析酒後犯罪行為，診斷慢性重金屬中毒，以及分析死亡病例等。我國自2017年開始，已將「人體毛髮樣品中檢出毒品成分」作為公安機關認定其吸毒成癮的重要依據。

　　2017年5月，韓國明星樸有天還因為一根腿毛坐實吸毒。當時他急匆匆染了頭髮（並沒有什麼用），做了全身脫毛，但終歸沒逃過法網恢恢。

　　未來，藉助先進的穩定同位素技術挖掘信息，相信我們還可以解決更多更複雜的社會、科學問題。

　　文章由「十點科學」（ID：Science_10）公眾號發布，

（科普中國中央廚房）