Факторы окружающей среды

Влияние факторов окружающей среды в ходе роста и развития лица, челюстей и зубов состоит в основном в давлении в зависимости от физиологической активности. Функции должны адаптироваться к окружающей среде; например, то, как вы жуете и глотаете, будет отчасти определяться тем, что вам приходится есть; давление на челюсти и зубы будет осуществляться во время обоих действий и может воздействовать на рост челюстей и прорезывание зубов.

Соотношение между анатомической формой и физиологическими функциями очевидно у всех животных. Адаптацию челюстей и зубного аппарата за время эволюции показали найденные окаме­нелости. Соотношение форма—функция на данном уровне контро­лировалось генетически, и хотя они важны для общего понимания человеческого состояния, но имеют мало общего с отклонениями у любого индивидуума от современной нормы.

С другой стороны, есть все основания полагать, что соотноше­ние форма—функция на всем протяжении жизни индивидуума мо­жет играть важную роль в этиологическом процессе аномалии ок­клюзии. Хотя изменения формы тела минимальны, человек, зани­мающийся физической активностью в подростковом возрасте, имеет более сильные мышцы и прочный скелет, чем тот, кто ведет сидячий образ жизни. Если функция может влиять на рост челюс­тей, изменение функции может послужить причиной аномалий окклюзии. Кроме того, жевательные упражнения и другие формы физической терапии являются важными составляющими ортодонтического лечения. Однако если функция не влияет на модель раз­вития индивидуума, изменение функции его челюстей не будет иметь практически никакого этиологического или терапевтическо­го эффекта. Благодаря его важности для современной ортодонтии особое место уделяется оценке потенциального функционального вклада в этиологический процесс аномалии окклюзии и в возмож­ный рецидив после лечения.

Теория равновесия и развитие окклюзии

С огласно применяемой в физике теории равновесия объект, под­вергшийся воздействию неуравновешенного усилия, получает ус­корение и меняет свое положение в пространстве (рис. 5-22). Если же объект подвергается воздействию нескольких сил, но остается в прежнем положении, то эти силы находятся в равновесии. С этой точки зрения зубной ряд находится в равновесии, поскольку зубы подвергаются различного рода усилиям, но не меняют своего поло­жения при обычных условиях. Даже если зубы и перемещаются, то это происходит так медленно, что в каждый момент времени мы можем наблюдать статичное равновесие.

Рис. 5-22. Если вы слегка нажмете сбоку на колоду карт, лежащую на сто­ле, карты не продвинутся, поскольку существует равновесие между усили­ем вашего пальца и сопротивлением трения. Если же усилие пальца превы­сит трение, карты изменят свое положение. Зубные перемещения происхо­дят только при нарушении равновесия воздействующих на прикус усилий.

Эффективностью ортодонтического лечения является демон­страция того, что силы, прилагаемые на зубы, находятся в обыч­ном равновесии. Если зуб подвергается длительному воздействию со стороны ортодонтического приспособления, то он перемешает­ся. С точки зрения физики сила, использованная ортодонтом, из­менила первичное равновесие, что привело к перемещению зуба. Хотя зубной ряд подвергается очень большим усилиям в ходе функции, небольшие дополнительные усилия, если они использу­ются довольно длительное время, могут нарушить равновесие и привести к перемещению зуба. Природа сил, необходимых для зубного перемещения, подробно описана в главе 9.

Положения теории равновесия также применимы и к скелету, включая и лицевой скелет. Скелетные изменения в ответ на функ­циональные запросы происходят при обычных обстоятельствах и усиливаются в необычных экспериментальных ситуациях. Как было описано в главе 2, костные отростки, к которым крепятся мышцы, особенно подвержены воздействию мышечных усилий. Форма нижней челюсти особенно предрасположена к изменениям, так как она в большой степени зависит от формы ее функциональ­ных отростков. Изменения размера скелета входе функционирова­ния ограничены мышечными отростками костей, однако проч­ность скелета в общем и целом усиливается при выполнении тяже­лой работы и ослабляется при ее отсутствии.

Влияние равновесия на зубной ряд. Понять влияние рав­новесия на зубной ряд можно лучше всего при рассмотрении влия­ния различного типа давления. Хотя может казаться, что сила, ум­ноженная на длительность, и является эффектом, это не так. Дли­тельность применения силы вследствие биологической реакции более важна, чем ее величина.

Э тот важный момент можно пояснить посредством исследова­ния реакции на усилия, прилагаемые во время процесса жевания. Когда на зубы воздействуют тяжелые жевательные усилия, напол­ненная жидкостью периодонтальная связка выполняет функцию амортизатора, стабилизируя зуб в момент изгиба альвеолярной ко­сти и перемещения зуба на небольшое расстояние вместе с костью. Если большое давление сохраняется дольше нескольких секунд, то нарастает болевое ощущение, и жевательное давление быстро осла­бевает. Данный тип тяжелого промежуточного давления не оказы­вает воздействия на долгосрочное положение зуба (подробнее об этом см. главу 9). Может наблюдаться множество патологических реакций на тяжелые промежуточные окклюзионные контакты, включая чрезмерную подвижность и боль, но пока нормально функционирует пародонтальный аппарат, окклюзионные силы редко длятся так долго, чтобы могли возникнуть изменения поло­жения зубов и травмы.

Рис. 5-23. Шрамы в углу рта у этого ребенка вызваны ожогом в раннем возрасте в результате кусания электрического провода. По теории равнове­сия следует ожидать искажения формы зубной дуги в месте контакта со шрамом, что и наблюдается на самом деле.

Вторым возможным фактором, влияющим на равновесие зуб­ного ряда, является давление губ, щек и языка. Такое давление на­много легче, чем при жевательной функции, но и длится оно на­много дольше. Эксперименты подтверждают, что даже очень лег­кое усилие способно переместить зубы, если оно имеет длитель­ное действие. Порог длительности у людей равен приблизительно 6 ч. Поскольку давление на зубы со стороны губ, щек и языка в по­ложении покоя оказывается большую часть всего времени, поло­жение зубов меняется под воздействием этого слабого давления.

Э то легко проиллюстрировать на примерах. Если в результате травмы губы на ней образовались рубцы и контрактура, резцы в этой области будут перемещены в лингвальном направлении под воздействием давления со стороны губы (рис. 5-23).

Рис. 5-24. У этой пациентки большой участок щеки был потерян в ре­зультате тропической инфекции. Вестибулярный наклон зубов после утра­ты сдерживающего давления со стороны щеки является иллюстрацией на­рушения равновесия. (Цит. по: Moss JP, Picton DCA: Arch Oral Biol 12:1313-1320, 1967.)

В другой ситу­ации, если исчезает сдерживающее давление губы или щеки, зубы наклоняются ветибулярно под воздействием неуравновешенного давления со стороны языка (рис. 5-24). Увеличение языка в резуль­тате опухоли или по другой причине вызовет лабиальное смещение зубов, даже при наличии уравновешивающего давления губ и щек, поскольку равновесие в данном случае нарушается (рис. 5-25).

Рис. 5-25. После паралича у этого пациента одна сторона языка упира­лась в боковые зубы нижней челюсти слева. А — вид ротовой полости. В — модели, установленные на артикуляторе. Сильное смещение зубов у этого взрослого пациента было вызвано усиленным давлением языка, нарушив­шим равновесие. (Снимки предоставлены Dr. T.Wallen.)

Данные наблюдения делают очевидным тот факт, что, в отличие от жевательных сил, длительное легкое давление губ, щек и языка в положении покоя играет важную роль в определении положения зубов. Однако маловероятно, что промежуточное кратковременное давление, создаваемое при контакте языка и губ с зубами в процес­се глотания или речи, может оказать какое-либо значительное воз­действие на положение зубов²⁸. Что касается жевательных сил, то их величины было бы достаточно для изменения положения зубов, но длительность воздействия недостаточна (табл. 5-2).

Таблица 5-2

Возможные факторы воздействия на равновесие: величина и продолжительность усилия на зубы в ходе функции

Факторы, влияющие на равновесие	Величина усилия	Продолжительность усилия
Контакты зубов
Жевание	Очень сильное	Очень краткое
Глотание	Слабое	Очень краткое
Давление мягкой ткани губ, щек и языка
Глотание	Умеренное	Краткое
Говорение	Слабое	Очень краткое
Покой	Очень слабое	Длительное
Внешнее давление
Привычки	Умеренное	Переменное
Ортодонтическое лечение	Умеренное	Переменное
Внутреннее давление
Периодонтальные волокна	Слабое	Длительное
Десневые волокна	Переменное	Длительное

Д ругим возможным фактором, влияющим на равновесие, мо­жет быть давление из внешних источников, наиболее известными из которых являются различные привычки и ортодонтические ап­параты. В качестве примера можно привести ортодонтический ап­парат, оказывающий легкое давление на внутреннюю сторону зуб­ного ряда, которое может быть использовано для расширения дуги в сторону и вперед для создания достаточного пространства для вы­равнивания всех зубов. После некоторого расширения дуги давле­ние щек и губ начинает увеличиваться. Можно ожидать, что пока аппарат остается в полости рта, даже если оно больше не оказывает активного воздействия, оно будет служить фиксатором для сдержи­вания этих возрастающих усилий. Однако если оно будет снято, то произойдет нарушение равновесия, и зубы будут смещены лингвально до достижения новой точки равновесия.

Вопрос о том, может ли привычка выполнять функции ортодонтического аппарата по изменению положения зубов, был пред­метом споров еще в I веке н.э., когда Цельсий рекомендовал ребен­ку с кривым зубом надавливать на него пальцем, чтобы тот встал в нормальное положение. Исходя из нашего современного понима­ния равновесия этот метод можно было бы считать эффективным, если бы ребенок надавливал пальцем на зуб не менее 6 ч в день.

Рис. 5-26. Модели челюстей 11-летних близнецов, один из которых (А) продолжал сосать большой палец несколько часов в день, в то время как дру­гой (В) избавился от этой привычки в 6-летнем возрасте. Смешение передних зубов у сосущего палец очевидно. (Снимки предоставлены Dr. T.Wallen.)

Этот подход может быть использован и по отношению к другим привычкам: если привычка сосать палец оказывает давление на зу­бы с длительностью, превышающей пороговую (6 или более часов в день), то в этом случае зубы могут быть смещены (рис. 5-26). Ес­ли же привычка имеет меньшую длительность, ее эффект будет по­чти незаметным независимо от величины давления. Какой бы ни была модель поведения, врожденной или приобретенной, ее влия­ние на положение зубов определяется не усилием, прилагаемым к зубам, а длительностью применения этого усилия.

С помощью данной концепции легко понять, как игра на музы­кальном инструменте может быть связана с развитием аномалий прикуса. В прошлом многие врачи, зная о влиянии на положение передних зубов игры на духовом инструменте, даже прописывали эти инструменты как часть ортодонтического лечения. Например, игра на кларнете может привести к увеличению сагиттальной щели из-за положения язычка инструмента между резцами. Таким обра­зом, данный инструмент может рассматриваться как потенциаль­ная причина возникновения аномалии класса II и терапевтическое приспособление для лечения аномалий класса III. Струнные ин­струменты, такие как скрипка или виолончель, требуют особого положения головы и челюсти во время игры, что влияет на давле­ние языка и губ/щек и может привести к развитию асимметрии. Хо­тя такие эффекты и наблюдались у профессиональных музыкан­тов²⁹, они не были столь выражены, а у большинства детей они практически отсутствуют³⁰. Весьма вероятно, что длительность давления языка и губ во время игры на инструменте не достаточна для произведения эффекта.

Другим возможным фактором воздействия на зубное равнове­сие является периодонтальная система волокон, как в десневой ткани, так и внутри периодонтальной связки. Мы уже отмечали, что в случае потери зуба появляется тенденция к закрытию про­межутка, отчасти благодаря усилиям, создаваемым транссептальными волокнами десен. Значимость данных усилий была проде­монстрирована экспериментально на обезьянах посредством уда­ления одного из зубов и нанесения нескольких надрезов на дес­нах, чтобы сеть транссептальных волокон была разрушена и не смогла восстановить свою непрерывную структуру. В этом случае закрытие промежутков было практически полностью остановле­но³¹.

Такая же сеть десневых эластичных волокон растягивается во время ортодонтического лечения и стремится оттянуть зубы назад к их начальной позиции. Клинические опыты доказали, что после ортодонтического лечения часто требуется предотвратить подоб­ные усилия, сделав надрезы на транссептальных волокнах десны, которые впоследствии заживут, а зубы останутся в правильном по­ложении (см. главу 18). В отсутствие промежутков после удаления или перемещения зубов в ходе ортодонтического лечения сеть дес­невых волокон оказывает минимальный эффект на зубное равно­весие.

Периодонтальная связка сама по себе может участвовать в рав­новесии оказываемых на зубы усилий. В настоящее время прин­цип работы механизма прорезывания понят не до конца, однако достоверно известно, что прорезывающее усилие создается внутри периоднтальной связки. Данное усилие обладает достаточной ве­личиной и достаточным постоянством для перемещения зуба. Весьма вероятно, что в результате той же метаболической активно­сти создаются усилия, служащие частью «активной стабилизации» зубов, вносящие непосредственный вклад в равновесие. Степень данного процесса в непрорезывающихся зубах неизвестна. Однако известно то, что механизм прорезывания остается потенциально активным на протяжении всей жизни, поскольку зуб может снова начать прорезываться спустя много лет после очевидного заверше­ния данного процесса, если его антагонист будет удален. Поэтому существует по меньшей мере потенциал метаболической активно­сти в периодонтальной связке для оказания воздействия на равно­весие.

Рассмотрение прорезывающих усилий приводит нас к заключи­тельному аспекту зубного равновесия: воздействие усилий на зубы должно рассматриваться не только в переднезадней и трансверсальной плоскостях относительно положения зуба в зубном ряду, но также и в вертикальной плоскости относительно того, насколь­ко прорезался данный зуб. Вертикальное положение любого зуба, безусловно, определяется равновесием между силами, осуществля­ющими прорезывание, и противоположными силами. Жеватель­ные силы являются главными силами, противоположными проре­зыванию, однако более длительные усилия со стороны мягких тка­ней, таких как язык в промежуточном положении между зубами, имеют большее значение, как и при равновесии в горизонтальной плоскости.

Воздействие равновесия на размер и форму челюсти. Челюсти представляют собой костную массу с прикрепленными к ней функциональными отростками (см. рис. 4-12). Функциональ­ные отростки костей изменяются при потере или изменении функ­ций. Например, кость альвеолярного отростка служит только для поддержания зубов. Если зуб не прорезался, альвеолярная кость не будет формироваться в месте, где он должен был бы находиться, а в месте удаления зуба альвеола рассасывается и, в конце концов, полностью атрофируется. При удалении одного из зубов-антагони­стов другой обычно начинает прорезываться дальше, и даже если кость рассасывается на той челюсти, где зуб был утрачен, новая альвеолярная кость формируется с другой стороны, где прорезыва­ется зуб. Положение зуба, а не его функциональная нагрузка опре­деляет форму альвеолярного края.

То же самое применимо и для мышечных отростков: для опре­деления формы кости более важно место прикрепления мышц, чем механическая нагрузка или степень активности. Однако рост мышц определяет положение места прикрепления, и, таким образом, в результате этого роста могут происходить изменения формы че­люсти, особенно угла нижней челюсти.

Если рассматривать мыщелковый отросток нижней челюсти в качестве функционального отростка, то появляется заманчивая возможность изменения роста нижней челюсти посредством изме­нения ее положения. На протяжении последнего столетия идея о том, что при помощи смещения нижней челюсти вперед или на­зад можно изменить ее рост, принималась, отвергалась и, в конце концов, была частично признана снова. Очевидно, что данная тео­рия имеет большое значение для этиологии аномалии окклюзии. Например, если ребенок выдвигает нижнюю челюсть вперед при закрывании рта из-за мешающих резцов или большого размера языка, то будет ли это стимулировать рост нижней челюсти и при­ведет ли это к аномалии класса III? Может ли положение ребенка на животе во время сна, так что вся масса головы приходится на подбородок, вызвать недоразвитие нижней челюсти и аномалию класса II?

Э ффект длительности прилагаемых усилий менее ясен для че­люстей, чем для зубов. Однако считается, что здесь применим тот же самый принцип: степень усилия менее важна, чем его продол­жительность. Положение челюсти впереди, только когда зубы на­ходятся в состоянии окклюзии, означает, что большую часть време­ни в состоянии покоя нижняя челюсть находится в нормальном по­ложении. Мы считаем, что на функциональный отросток со сторо­ны повторяющегося промежуточного усилия не будет оказываться воздействие из-за небольшой общей длительности и исходя из дан­ного принципа будет реагировать и мыщелковый отросток. Нет ни экспериментальных, ни клинических подтверждений того, что кость нижней челюсти может изменяться под воздействием окклюзионных помех (однако следует помнить, что при этом может ме­няться прорезывание зубов и, следовательно, их конечное положе­ние).

Рис. 5-27. Язык большого размера, как у этого пациента с нарушением функции щитовидной железы в раннем возрасте, может влиять на развитие нижней прогнатии, вызывая постоянное выдвижение нижней челюсти впе­ред.

Если на протяжении всего времени наблюдалось переднее по­ложение нижней челюсти, что может случиться при больших раз­мерах языка, то здесь может быть превышен порог длительности и, следовательно, появятся изменения в росте. Как показывают кли­нические исследования, пациенты с языком большого размера по­чти всегда имеют хорошо развитую нижнюю челюсть, однако все­гда очень сложно определить размер языка. Лишь в выраженных случаях, например у пациентов с ранними дефектами щитовидной железы, можно быть уверенным в том, что увеличенный язык вли­яет на усиление роста нижней челюсти (рис. 5-27). Вероятно, это не является основной причиной нижней прогнатии³².

Хотя 50 лет назад было широко распространено мнение о том, что давление на нижнюю челюсть в результате различных привы­чек, а именно положение на животе во время сна, влияет на рост и вызывает аномалию класса II, доказательств тому практически найдено не было. Рост мягких тканей, перемещающих нижнюю че­люсть вперед и образующих пространство между мыщелком и ви­сочной ямкой, является нормальным механизмом роста, однако замедление роста нижней челюсти посредством давления не отно­сится к нормальному развитию и добиться этого крайне сложно, если вообще возможно.

С точки зрения теории равновесия мы можем сделать вывод о том, что промежуточные силы едва ли могут повлиять на положе­ние зубов или форму и размер челюстей. Прочность кости на альве­олярных отростках и в основаниях челюстей должна варьироваться в зависимости от жевательных усилий, но форма при этом остается неизменной. Ни жевательные силы, ни давление со стороны мяг­ких тканей в процессе глотания или речи не должны оказывать зна­чительного влияния на положение зуба.

Значительные воздействия на равновесие зубов оказывает про­должительное давление со стороны языка, губ и щек в положении покоя. Кроме того, значительное воздействие на равновесие оказы­вается со стороны эластичных десневых волокон и метаболической активности внутри периодонтальной связки (см. табл. 5-2). Эти воздействия на равновесие отражаются на вертикальном и гори­зонтальном положении зубов, а также в большой степени и на том, насколько прорезались зубы и каково их положение в зубном ряду. Основным эффектом воздействия на равновесие должны быть по­зиционные изменения, затрагивающие функциональные отростки, включая мыщелковый отросток.

Для напоминания отметим, что функциональные модели и при­вычки, способные привести к аномалиям окклюзии, рассматрива­ются как потенциальные этиологические агенты с точки зрения те­ории равновесия.