Генетические факторы

Сильное влияние наследственности на черты лица видно с первого взгляда — легко узнать схожие черты носа, форму челюстей и улыб­ки. Очевидно, что определенные типы аномалий прикуса являются фамильными. Наилучшим из известных примеров является че­люсть Габсбургов, прогнатия нижней челюсти у германской коро­левской династии, хотя стоматологи постоянно сталкиваются с примерами похожих аномалий у родителей и их детей и внуков. Постоянным вопросом этиологии аномалий окклюзии являются не просто наследственные влияния на челюсти и зубы, поскольку на­личие их очевидно, а аномалии окклюзии, часто вызванные пере­даваемыми по наследству признаками.

Аномалия окклюзии может развиваться в результате наследуе­мых характеристик двумя основными возможными путями. Во-первых, это наследуемая диспропорция в размерах зубов и челюс­тей, которая приводит к скученности или появлению трем. Второй возможностью является наследуемая диспропорция размера или формы верхней и нижней челюстей, в результате которой наблюда­ются неправильные окклюзионные соотношения. Чем более неза­висимо определяются эти характеристики, тем больше вероятность наследования этих диспропорций. Может ли ребенок унаследовать большие зубы, но маленькую челюсть или, например, большую верхнюю челюсть и маленькую нижнюю? Такое возможно при не­зависимом наследовании размера челюсти и зубов, но если челюст-но-лицевые характеристики были связаны, наследование несовпа­дений такого рода маловероятно.

Примитивные человеческие сообщества, в которых аномалии прикуса встречаются реже, чем в современном обществе, характе­ризуются генетической изоляцией и единообразием. Если каждый является носителем одной и той же генетической информации о размере зубов и челюстей, то возможность наследования ребен­ком противоречивых характеристик исключена. В отсутствие об­работанной пищи следует ожидать строгого отбора признаков, от­вечающих за хорошую жевательную функцию. Гены, приводящие к расстройствам жевательной системы, будут удаляться из сообще­ства (если они не несут каких-либо других преимуществ). Резуль­тат будет таким же, что и в примитивных сообществах: индивидуу­мы с несоответствием размеров зубов и челюстей встречаются нечасто, и почти каждый в группе обладает одинаковым соотно­шением челюстей. У различных групп людей развились значитель­ные отличия в лицевых пропорциях и челюстных соотношениях. Что же происходит при смешении различных популяционных групп людей?

Одной из черт цивилизации является концентрация больших групп людей в урбанистических центрах, где существует большая возможность браков за пределами одной маленькой популяционной группы. Если бы была возможность наследования диспропор­ции функциональных компонентов лица и челюстей, то было бы возможным прогнозировать высокую распространенность анома­лий окклюзии и других ортодонтических проблем в популяциях ур­банистических центров. Соединенные Штаты, подтверждая свою роль «генетического котла», имеют самый высокий процент анома­лий окклюзии в мире. В 1930-х и 1940-х годах, когда развивалась новая наука генетика, был сделан вывод о том, что увеличение внешнего скрещивания, произошедшее в ходе роста человеческой популяции, было основным объяснением увеличения числа анома­лий прикуса в последние столетия.

 

Рис. 5-20. В результате экспериментов с собаками в 1930-х годах профессор Stockard устано­вил, что при скрещивании морфологически разного потомства могут возникать серьезные ано­малии окклюзии. Его аналогии, проведенные с аномалиями окклюзии у человека, сыграли боль­шую роль в отказе от превалирующего в 1920-х годах мнения, что аномалии окклюзии обуслов­лены неправильным функционированием челюстей.

 

Этот вывод о первоочередности генетических проблем в анома­лиях окклюзии был подтвержден экспериментами по скрещива­нию животных в 1930-е годы. Наиболее известной личностью в этой области был профессор Stockard, который методически скрещивал собак и записывал интересные результаты влияния скрещивания на структуру тела¹⁷. Современные собаки, безуслов­но, представлены огромным числом пород и размеров. Что будет, если скрестить бостонского терьера и колли? Может ли получиться потомство с длинной нижней челюстью, как у колли, и маленькой верхней челюстью, как у терьера? Может ли появиться необычная скученность или разреженность, поскольку зубная модель одного из родителей у потомства смешалась с челюстной моделью другого? В результате экспериментов Stockard выяснилось, что серьезные аномалии окклюзии действительно встречались у его скрещенных собак в большей степени — из-за дисбаланса челюстей, а не разме­ров зубов и челюстей (рис. 5-20). Эти эксперименты подтвердили, что независимая наследственность лицевых характеристик может послужить основной причиной аномалии окклюзии, и что резкое увеличение числа аномалий, сопровождавшее урбанизацию, могло быть результатом роста внешнего скрещивания.

Однако данные эксперименты на собаках оказались не совсем правильными, поскольку многие породы маленьких собак были носителями гена ахондроплазии. Животные или люди с такими симптомами имеют недостаточный рост хряща. В результате это выражается в очень коротких конечностях и недоразвитой средней части лица. Такса является классическим примером ахондропла­зии, хотя большинство терьеров и бульдогов также имеют этот ген. Ахондроплазия является аутосомным доминантным признаком. Как и многие доминантные гены, ген ахондроплазии иногда имеет частичную пенетрантность, что означает, что данный признак у од­них индивидуумов выражен ярче, чем у других. Большинство не­обычных аномалий окклюзии, появившихся в результате экспери­ментов Стокарда, могут быть объяснены не на основании наследу­емого размера челюсти, а исходя из степени выраженности ахонд­роплазии у животных.

 

Рис. 5-21. Характерное выражение лица у пациента с ахондроплазией. Отметим недоразвитость средней части лица, в особенности в районе пере­носицы. Это происходит в результате недостаточного роста хряща в основа­нии черепа с последующим недостаточным продвижением верхней челюс­ти вперед.

 

Ахондроплазия у людей встречается редко, но если и встречает­ся, то приводит к соответствующим изменениям (рис. 5-21). В до­полнение к коротким конечностям из-за недостаточного роста на синхондрозах основание черепа не достигает нормальной длины, верхняя челюсть не переносится вперед до нормального уровня, и появляется относительное недоразвитие средней части лица. При некоторых относительно редких генетических синдромах, та­ких как ахондроплазия, распознаваемы воздействия на форму ли­ца, челюстей и зубов¹, но этим обусловлена лишь малая часть орто­донтических проблем.

Тщательные исследования результатов внешнего скрещивания в человеческих популяциях также поставили под сомнение гипоте­зу о том, что независимо наследуемые характеристики зубов и че­люстей являются основными причинами аномалий окклюзии. На­илучшие данные, вероятно, были представлены после проведения исследования на Гавайях Chung и соавт.¹⁸ До открытия европейца­ми в XVIlI веке Гавайи представляли собой гомогенную полинезий­скую популяцию. Большая степень миграции на эти острова евро­пейцев, китайцев, японцев, а также других представителей небольших расовых и этнических групп привела к образованию исключи­тельно гетерогенной современной популяции. В гавайском генети­ческом котле присутствовали различные размеры зубов, челюстей, а также различные пропорции челюстей полинезийцев, азиатов и европейцев. Поэтому при независимом наследовании челюстных и зубных характеристик в данной популяции была высока степень распространения аномалий окклюзии. Однако степень распростра­ненности и типы аномалий окклюзии в современной гавайской по­пуляции хоть и были выше показателей у местного населения, не подтверждали данной концепции. Эффект межрасового скрещива­ния имел скорее добавочное, чем определяющее значение. Напри­мер, около 10% мигрировавших на Гавайи китайцев имели анома­лию окклюзии класса III, а приблизительно у 10% полинезийцев была скученность зубов. У потомства такого скрещивания наблю­далась 10-процентная распространенность каждой характеристи­ки, однако таких серьезных лицевых деформаций, как у скрещенных собак, не наблюдалось. Иными словами, если наследуется ано­малия окклюзии или тенденция к аномалии, то здесь не наблюда­ется независимая наследственность таких морфологических харак­теристик, как размер зубов и челюстей.

Классическим способом определения степени выраженности характеристик при наследовании является сравнение однояйцовых и двуяйцовых близнецов. Однояйцовые близнецы получаются в ре­зультате раннего деления оплодотворенной яйцеклетки, так что у каждого близнеца получается одинаковая хромосомная цепь ДНК и оба они генетически идентичны. Если они будут расти в одном окружении, различия между ними будут лишь результатом воздей­ствия окружающей среды. Близнецы также рождаются при одно­временном оплодотворении двух яйцеклеток разными сперматозо­идами. Такие двуяйцовые близнецы похожи друг на друга не боль­ше чем братья и сестры, с той лишь разницей, что у них была общая внутриутробная среда.

В ходе сравнения однояйцовых, двуяйцовых близнецов и обыч­ных родных братьев и сестер может быть проведена оценка наслед­ственности любых характеристик. Таким образом, может быть оп­ределена пропорция вариативности данной характеристики в ходе наследования. Исследования подобного рода несколько ограниче­ны, и не только потому, что сложно найти близнецовые пары для проведения исследований, но и потому, что бывает непросто уста­новить однояйцовость и убедиться в том, что оба близнеца действи­тельно находились в одинаковом окружении. Lauweryns и соавт.¹⁹, проанализировавший большое количество исследований поданно­му вопросу, сделал вывод о том, что около 40% зубных и лицевых отклонений, послуживших причиной аномалий окклюзии, могут быть отнесены на счет наследственных факторов. Корручини и соавт.^20,21 были не согласны с тем, что при определенной коррек­ции неожиданных различий в окружении близнецов наследствен­ность некоторых зубных характеристик, таких как сагиттальная щель, почти равна нулю.

Другим классическим методом оценки влияния наследственно­сти является изучение сходств и различий у членов одной семьи: мать — ребенок, отец — ребенок и пары родных братьев и сестер. По большинству параметров лицевого скелета (т.е. длина нижней челюсти) коэффициент корреляции в паре родитель — ребенок со­ставляет 0,5, что является теоретической верхней границей генети­ческого вклада у родственников первой степени. Что касается зуб­ных характеристик, корреляция родитель — ребенок здесь ниже, от 0,5 для верхнего перекрытия и до 0,15 для глубокой окклюзии²²·²³. Когда корреляция родитель — ребенок используется для прогноза лицевого роста, процент ошибок снижается, что само по себе в до­статочной мере определяет влияние наследственности на эти пара­метры²⁴

На основе исследования продольных цефалометрических сним­ков и моделей челюстей родных сестер и братьев, принимавших участие в исследованиях роста Bolton—Brush (проведенных с конца 1930-х до начала 1970-х годов), Harris и Johnson²⁵ сделали вывод о том, что наследственность черепно-лицевых (скелетных) характе­ристик была относительно высокой, а наследственность зубных (окклюзионных) характеристик — низкой. Для скелетных характе­ристик степень наследственности возрастала с возрастом; для зуб­ных характеристик она снижалась, свидетельствуя о растущем вли­янии окружающей среды на вариации зубных моделей. Судя по сте­пени зависимости аномалий окклюзии от характеристик лицевого скелета, налицо определенный компонент наследственности, но чисто зубные вариации все же в большей степени определяются условиями внешней среды.

Влияние наследственных тенденций довольно сильно при ниж­ней макрогнатии. В одном исследовании у трети детей в группе с серьезными аномалиями класса III родители страдали той же ано­малией, а у одной шестой части — их братья или сестры²⁶.

Большинство аномалий окклюзии относится к классу I по клас­сификации Angle. Хотелось бы отметить, что поскольку большин­ство аномалий не имеют скелетного компонента, их причинами яв­ляются условия окружающей среды²⁷. На основе фактов сложно сказать, что определенная аномалия была унаследована, за исклю­чением некоторых проблем класса III, вызванных нижней макрогнатией. Однако необходимо помнить, что классификация Angle основана только на скелетных параметрах. При рассмотрении перекрестных и вертикальных челюстных параметров многие (большинство?) аномалий прикуса класса I имеют скелетный и зубной компонент, и остается сложным определить относительную важность наследственных факторов.

Нет сомнения в том, что для большинства пациентов в формировании окончательных лицевых пропорций и зубных отношений важную роль играют факторы окружающей среды. Давайте рассмотрим роль окружающей среды в этиологическом процессе аномалий прикуса.