焦点速读：头发，记录着你的吃住行
2023-04-22 08:43:11 来源：科普时报
视觉中国供图
(相关资料图)
3月22日，科学家对贝多芬的头发进行了脱氧核糖核酸（DNA）检测，试图找到贝多芬死亡的真正原因。最新研究表明，这位德国作曲家有很高的肝病遗传风险，且DNA检测还发现乙型肝炎病毒。相关论文日前在世界科学杂志《当代生物学》上发表。
贝多芬传奇的一生，于1827年3月26日落下帷幕。谁能想到，解开贝多芬死亡之谜的这把钥匙，竟然是我们司空见惯的头发！
作为人体皮肤的附属器官，头发是一种由角质化的表皮细胞所构成的天然高分子纤维。从纵向结构上看，头发主要由毛干、毛根和毛囊3部分构成，毛囊里就含有DNA；从横向结构上看，头发由内而外又分为髓质层、皮质层和角质层，其中皮质层的主要成分是角蛋白。
科学家对贝多芬头发进行分析测定，深度挖掘其中“隐藏的秘密”，不仅是可行的，也是可靠的：首先，头发的采集安全便捷，不会伤及身体，且采样步骤简单，为头发的大样本研究提供了便利。其次，头发中蕴含的信息可靠。头发是人体新陈代谢的重要排泄途径之一，其中各元素的含量高低直接反映了人体营养代谢状况。而且头发一旦长出，其元素很少发生变动，化学状态稳定。最后，头发提供的信息是丰富的，不仅可以进行DNA检测，而且还可对特征蛋白质、元素等进行测定，检测的结果除了反映空间信息，还能提供时间标度。
拿元素检测来说，头发中的元素和我们身体内的元素是“一脉同源”的。元素检测可细分为同位素分析法、微量元素分析法和重金属元素分析法。
质子数相同而中子数不同的元素称为同位素。稳定同位素是天然存在的，技术手段检测不到放射性的一类同位素。利用稳定同位素比质谱法可以检测角蛋白中碳、氮、氢、氧等元素的稳定同位素比值。这一方法检测速度快，且测量结果准确。检测得出的结果，不仅可以作为研究人类饮食和健康的生物指标，而且可以反映生活地域和迁移、活动轨迹等信息。换句话说，头发里记录着我们吃过的食物，走过的路程。
在微量元素研究中，头发微量元素研究占有重要的地位，这是因为微量元素与头发有特殊的亲和力。以钙、铁、锌为例，这3种元素在青少年的生长发育过程中“责任重大”，也是较容易缺乏的微量元素。通过测定青少年头发中这些微量元素的含量，我们就能大致掌握不同阶段的缺失情况，从而提出更科学的补充建议。使用原子吸收光谱法检测头发中钙、铁、锌的含量，操作方便快捷，通过测定吸收特定波长的光量大小，推算出待测元素的含量。随着技术的发展，一次测一种元素已经不能满足现实的需要了，头发元素高通量分析成为微量元素研究的新常态。
重金属是环境中普遍存在的一类污染物，它通过呼吸系统或消化系统等不同途径进入人体。重金属元素在头发中稳定存在，因此头发可以作为人体内重金属元素富集情况的标尺。湿法水浴消解—电感耦合等离子体质谱法，可测定头发中铅元素的含量；微波溶解体系电感耦合等离子质谱仪可测定人体样品头发中铬、砷、镉等重金属元素。
作为反映健康状况的指标，通过对头发内重金属元素的检测，我们可以预知身体状况，提前做好相应准备。不得不说，对头发进行检测是经济、科学的健康检测方法之一。
古人把头发看作是生命的象征，头发检测分析历史悠久。被推翻的关于贝多芬铅中毒的说法，也是通过对头发中元素进行分析得出的结论。随着DNA技术的迅速发展，我们有望从头发中发现更多“不为人知的秘密”。
（第一作者系西北师范大学教授、博士生导师，第二作者系西北师范大学研究生）
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