การฟื้นฟูอาหารด้วยไอโซโทปเสถียร

การฟื้นฟูอาหารด้วยไอโซโทปเสถียรใช้สัดส่วนคาร์บอนและไนโตรเจนในคอลลาเจนกระดูกและอะพาไทต์เพื่อประเมินอาหารที่ประกอบขึ้นเป็นอาหารในอดีต รวมถึงบทบาทของพืช C4 เช่น ข้าวโพด ทรัพยากรทางทะเล และโปรตีนจากสัตว์

Definition

การสร้างอาหารในอดีตขึ้นใหม่จากอัตราส่วนของไอโซโทปเสถียรของคาร์บอนและไนโตรเจนที่เก็บรักษาไว้ในคอลลาเจนและแร่ธาตุของกระดูกและฟัน ซึ่งตีความโดยอ้างอิงจากค่าพื้นฐานทางโภชนาการและนิเวศวิทยาที่เป็นที่รู้จัก

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมการวัดและการตีความไอโซโทปเสถียรของคาร์บอนและไนโตรเจนในเนื้อเยื่อโครงกระดูกเพื่อสร้างอาหารขึ้นใหม่: การแยกแยะการบริโภคพืช C3 จาก C4, โปรตีนจากทะเลจากโปรตีนบนบก, และระดับโภชนาการ, รวมถึงการสร้างการหย่านมจากโปรไฟล์ไนโตรเจน นอกจากนี้ยังกล่าวถึงการแยกส่วนเนื้อเยื่อ-อาหาร, ความแปรผันของค่าพื้นฐานและระบบนิเวศ, และการคัดกรองการควบคุมคุณภาพสำหรับการเปลี่ยนแปลงทางไดอะเจเนติกของคอลลาเจน

Core questions

• ไอโซโทปคาร์บอนและไนโตรเจนแยกแยะชนิดพืช อาหารทะเล และระดับโภชนาการได้อย่างไร?
• การนำพืชผลเช่นข้าวโพดมาใช้ตรวจพบด้วยไอโซโทปได้อย่างไร?
• อายุการหย่านมสามารถสร้างขึ้นใหม่จากโปรไฟล์ไอโซโทปไนโตรเจนได้อย่างไร?
• การเปลี่ยนแปลงทางไดอะเจเนติกของคอลลาเจนถูกคัดกรองเพื่อให้แน่ใจว่าสัญญาณมีความน่าเชื่อถือได้อย่างไร?

Key theories

การเสริมคุณค่าระดับโภชนาการ

หลักการที่อัตราส่วนไอโซโทปไนโตรเจนเพิ่มขึ้นในอัตราคงที่โดยประมาณในแต่ละขั้นของห่วงโซ่อาหาร ทำให้สามารถสร้างความสำคัญของโปรตีนจากสัตว์เทียบกับพืช และการตรวจจับการเลี้ยงลูกด้วยนมแม่ในฐานะระดับโภชนาการที่สูงกว่ามารดา

การควบคุมคุณภาพคอลลาเจน

การสาธิตของ DeNiro ที่แสดงให้เห็นว่าการเปลี่ยนแปลงทางไดอะเจเนติกเปลี่ยนอัตราส่วนคาร์บอนต่อไนโตรเจนของคอลลาเจน ซึ่งเป็นเกณฑ์การคัดกรองเพื่อปฏิเสธตัวอย่างที่ปนเปื้อนก่อนการตีความอาหาร

History

การวิเคราะห์ไอโซโทปอาหารเริ่มต้นขึ้นประมาณปี 1980 เมื่อไอโซโทปคาร์บอนเผยให้เห็นการแพร่กระจายของข้าวโพดในอเมริกาเหนือตะวันออก และในไม่ช้าไอโซโทปไนโตรเจนก็ถูกเพิ่มเข้ามาเพื่อประเมินระดับโภชนาการและอาหารทะเล งานของ DeNiro เกี่ยวกับคุณภาพคอลลาเจนได้กำหนดมาตรฐานการคัดกรองที่จำเป็น และวิธีการนี้ได้กลายเป็นเครื่องมือประจำสำหรับการศึกษาการเปลี่ยนแปลงการยังชีพและการให้อาหารทารก

Debates

ค่าพื้นฐานและความละเอียดของสัญญาณอาหาร

ความแม่นยำในการสร้างอาหารขึ้นใหม่เมื่อพิจารณาจากความแปรผันของค่าพื้นฐานทางสิ่งแวดล้อม ความไม่แน่นอนในปัจจัยการแยกส่วน และการผสมผสานของแหล่งอาหารหลายชนิด และว่าค่าคอลลาเจนรวมสามารถถูกตีความเกินจริงได้หรือไม่

Key figures

• Stanley H. Ambrose
• Michael J. DeNiro
• Julia A. Lee-Thorp

Seminal works

• ambrose1993
• deniro1985
• leethorp2008

Frequently asked questions

ไอโซโทปเผยให้เห็นข้าวโพดในอาหารได้อย่างไร?

ข้าวโพดเป็นพืช C4 ที่มีลักษณะเฉพาะของไอโซโทปคาร์บอน ดังนั้นการนำข้าวโพดมาใช้จะเปลี่ยนค่าไอโซโทปคาร์บอนของคอลลาเจนกระดูกในลักษณะที่นักวิจัยสามารถตรวจจับและระบุวันที่ได้

ไอโซโทปสามารถแสดงได้หรือไม่ว่าทารกหย่านมเมื่อใด?

ได้—ทารกที่ดูดนมจะมีค่าไอโซโทปไนโตรเจนสูงขึ้น ซึ่งสะท้อนถึงการบริโภคเนื้อเยื่อของมารดา และการลดลงของค่าเหล่านี้เมื่อมีการแนะนำอาหารแข็งจะติดตามกระบวนการหย่านม