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?

О дной 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.

О днако 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.