作为人体死亡细胞的一种，头发在考古、法医鉴定等方面应用广泛，但它的研究价值远不止于此。深圳大学物理学院副研究员童永彭日前表示，头发记录了大量信息，通过对其形态、排列以及其中的元素分布和浓度的研究，可以判断细胞的生存过程，从而了解人的生存活动状态，帮助对个体疾病的诊断。
1821年，52岁的法国皇帝拿破仑·波拿巴在他的流放之所——大西洋上偏远的圣赫勒拿岛去世。此后人们对他的死因一直争论不休，有人认为他死于健康恶化，也有人认定他是被砒霜毒害。2005年6月，国际法医毒物学家协会主席帕斯卡尔·金茨宣布，他在拿破仑的两绺头发中发现了砷，拿破仑死于砷中毒。无论这一结果是否准确，足以说明人体死亡细胞的“不死”特性。现在，科学家仍然大量应用头发来研究重金属中毒。
童永彭在不久前出版的《科学通报》第9期上发表了题为《应用微束质子激发X荧光分析研究Ca和S在头发中的分布模式》的
论文，该研究得到国家自然科学基金的支持。他对《科学时报》记者说：“对于大的活体的死亡，其活时的状态和死亡原因可以通过尸检完成。同样的道理缩小到细胞层面，可以通过死亡细胞内记录的信息，分析活细胞凋亡的速度，死亡、分化的过程。通过分析头发中的死细胞，可以判断细胞活的时候相关的营养情况——例如血液中钙的浓度——从而了解人体的相关健康状况，判断发病时间、发病原因、发病机理等。通过这个研究，可以开辟一个新的研究方向。”
在研究中，童永彭发现，钙和硫在人体头发中的分布是呈周期性变化的。人白天的活动比较旺盛，钙释放多，浓度高，同时合成含硫蛋白纤维比较慢，细胞排列紧凑；晚上生长纤维长，头发生长速度快，细胞排列松散。他说：“人体器官内，头发是保存死细胞最好的器官。对头发中生长细胞排列的周期性可以判断人的活动规律，有助于辅助诊断和侦破。钙是诱导细胞分化、凋亡的重要元素；而通过测硫的分布，可以看到头发中纤维蛋白生长速度，借此判断女性的
月经周期、人的血液营养变化，调查人的营养、健康状况。通过检测这两种元素可以有效辅助医学诊断。”
早期用头发作实验，往往是将多根头发混合在一起，作总体分析；或者将头发切开，分段测量，最后再拼起来。而童永彭的方法是使用单根头发，使用微束质子激发X荧光分析仪整体扫描，避免了头发不同生长期带来的干扰和样品处理带入的误差、测不准等因素。童永彭说：“头发不同生长周期元素的含量变化很大。我这次通过研究单根头发，将不同生长期的头发区分开来，从生长期到休止期，钙元素降幅很大，白头发和
黑头发也有明显区别。”
由于是作单根头发的实验，对样品的选择和使用也很严格。选择的都是未经烫染的头发，因为没经过化学试剂特殊处理的头发信息保存较好，并且选取的是头发中间层细胞。童永彭说：“当时有位老先生来做访问学者，他的头发正好是花白的，我们选取了多组相邻的同样高度位置的黑、白两根头发对比，保证血液的营养供应状况相同，结果发现黑头发和白头发里面钙的变化确实很大。”
除了对“现在”进行判断，通过头发死细胞还可以了解“以前”。童永彭表示，人的头发平均一个月生长1.1厘米，一根长头发甚至可以记录几年的信息；并且由于头发的生长期长达五六年，在均匀生长速度下可以看到很多规律。汞、铅比较容易在头发中累积，有些人曾经在工厂工作，后来虽然不干了，还是可以从头发的记录中判断中毒时间。
在新的研究中，童永彭主要是利用核技术方法进行实验。他表示：“核技术方法是一个朝阳的研究方法。因为现在研究化学物理过程都是研究分子水平上的过程，而核技术是涉及到更进一步的核，离子及团簇的过程。核技术的一种——微束质子激发X荧光分析就是通过加速的质子撞击被测样品中的原子使其产生特征X射线，通过射线的量判断样品中各元素的量。核技术可以应用到医学、生物、生物化学等领域。”但是用这种方法要求大型设备，投资成本比较高，这也是制约其发展的因素之一。这次，童永彭正是利用德国莱比锡大学高分辨率微束质子激发X荧光分析完成了实验。该分析仪空间分辨率很高，可以达到0.5~1.0微米，用它足以判断头发中6微米左右的细胞排列。
据介绍，在国际范围内，类似研究的竞争很激烈。如澳大利亚墨尔本大学的科研小组将头发纵向切成小圆片，专门研究单个细胞内精细结构的元素分布。日本的研究人员已经研究了血液中红细胞，甚至是活细胞的元素分布。
童永彭表示，如果能引起重视，通过死亡细胞的形态、元素分布来研究细胞的致死原因和判断细胞活时的生命状态，这将成为一个新的研究方向，甚至形成新的学科。他说：“进行死细胞研究，材料容易获得，并且对人没有副作用。除了头发，骨骼、皮肤等其他器官也会保存死细胞，如眼角膜的老化，甚至脑细胞的死亡。这些都是记录的窗口，通过它们记录的信息可以了解人什么时候生病的，为什么生病，这期间发生了什么，将对辅助诊断有很大帮助。”
作者：
2007-6-5