عوامل ژنتیکی چگونه باعث بروز مشکلات ارتودنتیک می شوند؟

رشد نتیجه تعامل بین عوامل ژنتیکی و عوامل محیطی در طول زمان است. اکثر داده هایی که تاکنون مورد مطالعه قرار گرفته اند نشان دهنده تأثیر قابل توجه عوامل ژنتیکی روی درمان بیماران ارتودنتیک مبتلا به مال اکلوژن های دندانی و اسکلتی هستند. اکثر تحقیقاتی که در گذشته روی جنبه ژنتیکی مشکلات ارتودنتیک پرداخته اند، به نقش عوامل ژنتیکی در رشد و مال اکلوژن پرداخته اند. آگاهی از مؤلفه ژنتیکی، نتیجه نهایی درمان را تحت تأثیر قرار می دهد و توانایی ارتودنتیست برای درمان موفقیت آمیز مال اکلوژن ها را افزایش می دهد. بنابراین ما در این مقاله قصد داریم مروری داشته باشیم بر ارتباط بین نقش ژن ها در ایجاد ناهنجاری های دندان- صورت و مال اکلوژن ها.

در یک مطالعه گسترده نشان داده شد که مال اکلوژن، اعم از استخوانی و دندانی، می تواند از نسلی به نسل دیگر منتقل شود و همچنین نقص کروموزومی تقریباً 10% از کل مال اکلوژن ها را تشکیل می دهد. از آن زمان تاکنون تعامل بین فاکتورهای مختلف ژنتیکی و محیطی در مال اکلوژن، با تأثیر تأییدی محیطی و ژنتیکی روی توسعه ناحیه دهان- صورت مورد مطالعه قرار گرفته است. بنابراین عوامل ژنتیکی در تشخیص ناهنجاری های دندان- صورت بسیار مهم در نظر گرفته می شوند.

فنوتیپینگ (شکل و نمود ظاهری مربوط به نهاد توارثی یک موجود زنده) به عنوان یک پیشرفت در تشخیص دندان- صورت در نظر گرفته می شود، که یک توصیف جامع (از روی نشان ها یا صفات اختصاصی) از تنوع بافت سخت و بافت نرم در مجموعه جمجمه- صورت، همراه با کسب داده های ژنومی در مقیاس بزرگ، شروع به کشف مکانیسم های ژنتیکی زمینه ای تنوع صورت، در زمینه ارتودنسی کرده است. دانش ژنتیک مال اکلوژن انسان هنوز کمتر است، حتی گرچه نتایج بدست آمده تاکنون دلگرم کننده بوده اند، با فرصت های امیدوار کننده برای تحقیقات آینده. هدف این مقاله، ارائه ارتباط بین نقش ژن ها در ایجاد ناهنجاری های دندان- صورت و مال اکلوژن است.

نقش ژنتیک بر حرکت دندان

تأثیرات ژنتیکی بر رشد مال اکلوژن اسکلتی

رشد نتیجه تعامل بین عوامل ژنتیکی و عوامل محیطی است. به طور کلی، تخمین های وراثت پذیری ساختارهای اسکلتی جمجمه- صورت، بیشتر از تخمین هایی هستند که برای ویژگی های دندان- آلوئولار، مانند موقعیت، تعداد و اندازه دندان ها زده شده است. به عبارت دیگر، مطالعات نشان داده اند که مال اکلوژن های اسکلتی بیشتر تحت تأثیر ژنتیک قرار دارند.

نقش ژنتیک بر حرکت دندان

پروگناتیسم فک پایین

گرچه گفته شده است که پروگناتیسم فک پایین منشأ چند عاملی دارد (به دلیل تأثیر متقابل چندین ژن با عوامل محیطی)، اما در بیشتر موارد، خانواده هایی وجود دارند که به نظر می رسد در آنها توارث اتوزوم غالب وجود داشته باشد، مانند خانواده های اصیل اروپایی.

بنابراین احتمالاً عوامل ژنتیکی ناهمگن هستند، با تأثیرات تک ژنی در برخی خانواده ها و تأثیرات چند عاملی در برخی دیگر. این با انواع تغییرات آناتومیک در قاعده جمجمه، فک بالا و فک پایین ارتباط دارد که ممکن است با “پروژناتیسم فک پایین” یا مال اکلوژن کلاس 3 مرتبط باشد. وقتی این ناهمگنی را در نظر می گیریم، جای تعجب ندارد که مطالعاتی که تا به امروز به ارتباط ژنتیکی پرداخته اند، محل احتمالی مکان های ژنتیکی که بر صفت پروگناتیزم فک پایین تأثیر می گذارد را در چندین مکان کروموزومی نشان داده است.

تأثیرات ژنتیک بر مال اکلوژن های دندانی

هر دو مندیبل (فک پایین) و ماگزیلا (فک بالا) کنترل های ژنتیکی جداگانه ای دارند. علاوه بر این، موقعیت های خاصی از تک تک استخوان ها وجود دارند، به عنوان مثال راموس، بدنه و سمفیز فک پایین تحت تأثیرات ژنتیکی و محیطی متفاوتی قرار دارند. مطالعات مختلف نشان داده اند که مال اکلوژن های کلاس 2 دسته 1 و کلاس 2 دسته 2 تحت تأثیر عوامل متعددی از جمله عوامل ژنتیکی و همچنین عوامل محیطی قرار دارند، در حالی که مال اکلوژن کلاس 3 عمدتاً تحت تأثیر ژنتیک است.

مال اکلوژن کلاس 2 گروه 1. به نظر می رسد این نوع مال اکلوژن دارای وراثت چند عاملی باشد. مطالعات گسترده سفالومتریک نشان داده اند که در کلاس 2 گروه 1، نسبت به بیماران کلاس 1، فک پایین به طور قابل توجهی کشیده شده است، در حالی که بدنه فک پایین کوچک تر و طول کلی فک پایین کاهش یافته است. با این حال، عوامل محیطی، مانند فشار زبان، عادت مکیدن انگشت نیز ممکن است در ایجاد مال اکلوژن کلاس 2 گروه 2 نقش داشته باشند.

مال اکلوژن کلاس 2 گروه 2. در این نوع مال اکلوژن، تأثیر ژنتیکی بالایی در مطالعات مختلف مشاهده شد. وقوع خانوادگی مال اکلوژن کلاس 2 گروه 2 در چندین گزارش منتشر شده مستند شده است. در یک مطالعه سفالومتریک که روی 48 جفت دو قلو و شش مجموعه از سه قلوها انجام شد، نشان داد که در جفت های دو قلوی تک تخمکی، برای مال اکلوژن کلاس 2 گروه 2، 100% تطابق وجود دارد. بنابراین، نشان دهنده شواهد قوی مبنی بر این است که ژنتیک عامل اصلی اتولوژیک در ایجاد مال اکلوژن کلاس 2 گروه 2 است. نتایج مطالعات مختلف شجره نامه ای خانوادگی، احتمال توارث اتوزومال غالب با نفوذ ناقص را نشان می دهند. با این حال، مال اکلوژن کلاس 2 گروه 2 به عوامل دیگری مانند بالا بودن خط لب، ساختار لب و رفتار نیز بستگی دارد. به طور کلی، تأثیر همزمان و هم افزایی ژنتیک و محیط به ایجاد مال اکلوژن کلاس 2 گروه 2 نسبت داده می شود، همچنین تأثیر ژنتیکی قوی دارد.

مال اکلوژن کلاس3. خانه هابسبورگ، بهترین نمونه شناخته شده است که پادشاهان و امپراتوران بوهم Bohemia (جمهوری چک فعلی)، انگلستان، آلمان، کرواسی، ایلیریا (منطقه اتریش) مجارستان، امپراتوری دوم مکزیک، پرتغال، ایرلند، اسپانیا و بسیاری از شاهزادگان و مدیران دانمارک و ایتالیا را به وجود آورد. این معروف ترین نمونه از یک ویژگی ژنتیکی در انسان است که از چندین نسل می گذرد، احتمالاً شجره نامه ای است که به آن “فک هاپسبورگ” می گویند. این پروگناتیزم فک پایین معروفی بود که توسط چندین نسل از سلطنت دوگانه مجارستان- اتریش نشان داده شد. مؤلفه ژنتیکی مال اکلوژن از نظارت بر جلو آمدگی فک پایین ناشی می شود.

گرچه مال اکلوژن کلاس 3 می تواند ناشی از عوامل محیطی مختلف نیز باشد، مانند از دست دادن زود هنگام دندان های مولر دائمی به دلیل تروما، بزرگ شدن لوزه ها، انسداد بینی و وضعیت بدن، یک مدل اتوزومال غالب برای الگوی کلی وراثت مناسب است. تا به امروز، برای شناسایی مؤثر جهش های ژنتیکی، در مقایسه با مطالعات مرتبط با کلاس 3، فناوری های توالی یابی DNA در ارتباط با آنالیزهای پیوند خانواده، تصور می شود که آنها باعث ایجاد مال اکلوژن کلاس 3 می شوند. بنابراین لازم است بیماران بر اساس فرم آنها با ترکیبی از اطلاعات مورفومتریک سفالومتریک یا هندسی برای تحقیقات چشم انداز بسیاری از بیماران نامرتبط که دارای مال اکلوژن کلاس 3 هستند طبقه بندی شوند، تا ژنتیک زیرگروه غالب کلاس 3 دندانی و اسکلتی در بین اعضاء خانواده بهتر مورد مطالعه قرار بگیرند.

نقش ژنتیک بر حرکت دندان

اثرات ژنتیکی بر تغییرات فردی دندان ها

عوامل ژنتیکی اندازه دندان ها و ساختارهای آنها را کنترل می کنند.

هیپودنشیا

هیپودنشیا تحت عنوان عدم وجود مادرزادی برخی (یک یا تعداد اندکی) از دندان ها تعریف شده است. در بیشتر موارد عوامل ژنتیکی نقش اصلی را ایفا می کنند، با توارث اتوزومال مغلوب، اتوزومال غالب مرتبط با X و توارث چند عاملی به طور رسمی توصیف شده اند. یکی از شایع ترین نمونه های هیپودنشیا شامل دندان های پیشین لترال فک بالا است. این ممکن است یک صفت غالب اتوزومی با نفوذ ناقص و قابل تغییر باشد، همانطور که به طور معنا داری توسط فنوتیپ در برخی از نقاط به جای یک دندان میخی شکل، فقدان دندان وجود داشته است، که گاهی اوقات هر دو طرف را شامل می شود یا در برخی نسل ها برخی از نقاط دیگر را شامل می شود. پیشنهاد شد که عوامل متعددی با تأثیر چند ژنی روی الگو و اندازه دندان ها، برای هیپودنشیای موجود در برخی خانواده ها، دندان هایی که ظاهر می شوند ممکن است هنوز کوچک باشند.

دندان های نیش نهفته/ نابجا

مطالعات مختلف تمایل ژنتیکی برای مکان نابجای (واقع در محلی غیر از مکان طبیعی) دندان های نیش فک بالا را گزارش کرده اند. جابجایی مکرر دندان های نیش معمولاً رو به کام است، اما نه همیشه، بلکه در افرادی که چندین ناهنجاری دندانی در آنها دیده می شود. مانند هیپودنشیا، شامل دندان های دیگر، دندان های کوچک پیشین لترال فک بالا، و نروییده، یا دندان های میخی شکل دارای رشد با تأخیر، و فاصله بین دندانی. دور بودن دندان های نیشی که به صورت نادرست در بخش کامی دهان قرار گرفته اند، به عنوان یک صفت ارثی، یکی از ناهنجاری ها در مجموعه ای از اختلالات دندانی مرتبط با ژنتیک است، که اغلب در ترکیب با عدم وجود دندان ها، کاهش اندازه دندان، دندان های اضافی، و سایر دندان های خارج از موقعیت مناسب رخ می دهد. یک رابطه بین مال اکلوژن کلاس 2 و دندان های نیش نابجای فک بالا وجود دارد و این یک مبنای قوی دارد. معمولاً موقعیت کلاسی دندان نیش فک بالا/ دندان پرمولر اول تحت تأثیر جابجایی دندان قرار می گیرد و یک رخداد خانوادگی را نشان می دهد. با این حال، بحث هایی در مورد تأثیر عوامل ژنتیکی تا حدی روی خود دندان های نیش جابجا شده به سمت کام وجود دارد.

نقش ژنتیک بر حرکت دندان

دندان اضافی

بر اساس مطالعات تحقیقاتی، یک دندان اضافی، که معمولاً در ناحیه جلوی فک بالا مشاهده می شود، با تمایل جنسی بیشتر در مردان، در وجود آن عوامل ژنتیکی نیز دخیل هستند. محققان داده های بدست آمده از مطالعات خانوادگی را تجزیه و تحلیل کردند و به این نتیجه رسیدند که ژنتیک وضعیت کمتر شایع دندان های اضافی، تحت کنترل چندین ژن در مکان های مختلف است و ممکن است با یک ژن اتوزومال مغلوب با شیوع کمتر در زنان مرتبط باشد. مطالعه انجام شده دیگری نیز بر همین اساس بود. با این حال، برخی از محققان پیشنهاد کردند که احتمال وراثت مرتبط با جنسیت، همراه با وراثت اتوزومال غالب با نفوذ ناقص وجود دارد. این مطالعه همچنین به این نتیجه رسید که بروز آن در مردان بیشتر است. گرچه این وراثت از یک الگوی مندلی Mendelian ساده پیروی نمی کند، اما معمولاً در والدین و خواهر و برادر بیمارانی وجود دارد که این شرایط را دارند. شواهد به دست آمده از دو قلوهایی که دندان های اضافی دارند نیز این نظریه را تأیید می کند.

آژنزیس دندان

آژنزیس agenesis دندانی (عدم وجود یک یا تعداد زیادی از دندان ها) نیز یکی از شایع ترین ناهنجاری های رشدی است که در انسان ها مشاهده می شود. از نظر ژنتیکی و فنوتیپی یک وضعیت ناهمگن است. با توجه به دانش فعلی در زمینه ژن ها و عوامل دخیل در رشد و شکل گیری دندان، این ایده مطرح شده است که اشکال فنوتیپی مختلف توسط ژن های مختلف از جمله مسیرهای مولکولی متقابل متفاوت ایجاد می شوند. رشد دندان شامل بیشتر از 200 ژن است، که در طول رشد دندان خود را نشان می دهند و به خوبی شناخته شده است که جهش در این ژن ها باعث توقف رشد دندان در موش می شود. مطالعات جمعیتی نشان داده اند که آژنزیس دندانی می تواند به عنوان بخش خائن جدا شده از یک سندروم آشکار شود. اشکال جدا شده ممکن است پراکنده یا خانوادگی باشند. آژنزیس دندانی به صورت فامیلی می تواند نتیجه یک نقص ژن غالب یا یک ژن مغلوب یا مرتبط با X باشد. در بیشتر موارد نمی توان با یک مدل ساده از انتقال اتوزومال غالب، آژنزیس دندان مولر سوم را توضیح داد. علاوه بر این، یک حالت چند ژنی توارث نیز در تحقیقات گذشته گزارش شده است.

نقش ژنتیک بر حرکت دندان

فشردگی دندان ها

فشردگی دندان ها یک ناهنجاری پیچیده دندانی است که به شدت زیبایی صورت و به طور غیرمستقیم کیفیت زندگی را تحت تأثیر قرار می دهد. این معمولاً در نتیجه کمبود فضا داخل قوس دندانی بوجود می آید که همه دندان های دائمی که در حال رویش هستند نمی توانند درون آن جای بگیرند. ژنتیک نقش زیادی در علت شناسی فشردگی دندان ها دارد. مطالعه ای که در این زمینه انجام شده است، ارتباط قابل توجهی را برای ژن های اکتودی سپلاسین A (ectodysplasin A)- EDA و گیرنده دیسپلازی اکتودرمی مرتبط با X (XEDAR) پیشنهاد کرد، که در مسیر سیگنال دهی که در ایجاد فشردگی دندان ها نقش دارند مهم هستند.

اثرات ژنتیک روی حرکت ارتودنتیک دندان ها

ژن ها نقش عمده ای در اثربخشی التهاب و بازسازی ماتریکس خارج سلولی ایفا می کنند، و در هدایت رگ زایی، به دلیل پاسخ اولیه به نیروهای کامل، تشکیل استئوبلاست رخ می دهد. مطالعات اخیر به این نتیجه رسیده اند که مسیرهای مولکولی مختلفی که حرکت ارتودنتیک دندان ها را تحت تأثیر قرار می دهند شناسایی می شوند. دو راه وجود دارد که روی تحلیل ریشه خارجی اپیکال و حرکت ارتودنتیک دندان ها تأثیر می گذارند که عبارتند از مسیر OPG RANKL/RANK مدل سازی و بازسازی استخوان، و مسیر سیگنال دهی التهابی ATP/P2XR7/IL-IB. مطالعات مختلف روی تعیین چگونگی مطابقت تغییرات اساسی در عوامل ژنتیکی غیر سندرمی با نتایج بالینی واقعی مشاهده شده در طول OTM در انسان ها، تمرکز کرده اند، گرچه این درک مسیرهای کلیدی روی حرکت ارتودنتیک دندان ها تأثیر می گذارد.

نتیجه درمان ارتودنتیک توسط پروتئین استئوپونتین osteopontine مشخص می شود که تصور می شود یک نشانگر زیستی قوی باشد زیرا در بازسازی پریودنتال و استخوان نقش دارد. مطالعات زیادی با نشانگرهای تنوع ژنتیکی انجام شده اند که به بخشی از مسیر ATP/P2RX7/IL-1B، ژن های مربوط به سیتوکین اینترلوکین 1αIL-1α ژن ها (به ترتیب IL1B و IL1A)، برای IL-1β و دیگری و ژن (IL1RN) برای یک مسیر مولکولی دیگر (آنتاگونیست گیرنده IL-1، IL-RA) که به تنظیم عملکرد آنها از نظر بیولوژیکی کمک می کند. اینترلوکین 1β-IL-1β، قوی ترین برای مهار تشکیل استخوان و جذب استخوان از این دو نوع است. بنابراین، حرکت ارتودنتیک دندان ها به تعادل بین تشکیل IL-1β و IL-1RA برای فرایند بازسازی و مدل سازی استخوان نیاز دارد.

نقش ژنتیک بر حرکت دندان

بررسی وراثت پذیری اختلالات اسکلتی اککلوزال و جمجمه- صورت

شواهد برای وراثت پذیری انواع مختلف مال اکلوژن ها، از مطالعات خانوادگی و مطالعات مربوط به دو قلوها بدست آمده است. روش های برآورد وراثت پذیری بر اساس همبستگی و اندازه گیری صفات بین انواع مختلف جفت افراد در خانواده ها است، از جمله:

• دو قلوهای تک تخمکی
• دو قلوهای دو تخمکی
• فرزند- والد
• فرزند- فرزند (جفت خواهر و برادر)

مطالعات خانوادگی/ مطالعات شجره نامه

برای بررسی بهتر ماهیت وراثت پذیری صفات، می توان درختان خانوادگی به نام شجره نامه را مطالعه کرد که در آنها مردها را با مربع و زن ها را با دایره ها، و با توجه به اینکه چه کسی در خانواده این صفت را دارد و چه کسی ندارد نشان می دهد. یک صفت خاص در نسل های متوالی برای ارزیابی نحوه وراثت آن مشاهده می شود. ویژگی های اتوزومال مغلوب در ازدواج های فامیلی که در آنها آمیزش مجاز است، بهتر مورد مطالعه قرار می گیرند.

مطالعات دو قلو

مطالعات دو قلو، نوع دیگری از مطالعات روی دو قلوها، بهترین شواهد را در تعیین سهم نسبی ژن ها و محیط در ایجاد مال اکلوژن ارائه می دهد. آنها دو نوع دو قلوهای تک تخمکی و دو قلوهای دو تخمکی هستند.

دو قلوهای تک تخمکی:

دو قلوهای همسان از تک تخمک بارور شده رشد می کنند که بعداً در مراحل اولیه رشد به دو زیگوت تقسیم می شود. آنها از نظر ترکیب ژنتیکی و جنسیت یکسان هستند، یعنی ژنوتیپ یکسان است.

دو قلوهای دو تخمکی:

دو قلوهای دو تخمکی به طور همزمان از دو تخم بارور جداگانه رشد می کنند. دو قلوهای دو تخمکی تنها 50 درصد از کل مکمل ژنی خود را به اشتراک می گذارند. اصل اساسی مطالعات دو قلوها این است که تفاوت مشاهده شده در یک جفت دو قلوهای تک تخمکی به دلیل عوامل محیطی است، با این حال، تفاوت های مشاهده شده در یک جفت دو قلوی دو تخمکی هم به دلیل محیط و هم ساختار ژنتیکی است.

نتیجه گیری

متخصص ارتودنسی باید از نقش ژنتیک در ارتودنسی آگاه باشد تا بتواند بر این اساس درمان را طراحی کرد. این نوع آگاهی در مورد ظهور ژنتیکی ناهنجاری های دندانی ضروری است زیرا به تفکیک مال اکلوژن های ارثی از موارد ناشی از تأثیر عوامل محیطی کمک می کند، و در نتیجه به تشخیص، درمان و حتی احتمالاً جلوگیری از انتقال مال اکلوژن به نسل های آینده کمک می کند. در حال حاضر مال اکلوژن های با منشاء ژنتیکی در دوره رشد تشخیص داده می شوند و به جز در موارد شدید که به مداخله جراحی نیاز دارند، با کمک ابزارهای ارتوپدی و فانکشنال با موفقیت درمان می شوند. علاوه بر این، شناسایی مؤلفه های ژنتیکی و نقش آنها در ناهنجاری ها و مال اکلوژن های دندانی، به دلیل ماهیت چند ژنی آنها، بسیار چالش برانگیز است. بنابراین ارزیابی بیشتر برای رسیدن به نتیجه گیری مناسب بسیار مهم است.

سخن پایانی

در یک دنیای ایده آل، هر فردی لبخندی بی نقص و درخشان خواهد داشت. با این حال، عوامل متعددی می توانند منجر به ناهماهنگی دندان ها شوند و در نتیجه به درمان ارتودنسی نیاز داشته باشند. همانطور که در این مقاله توضیح دادیم، در برخی موارد نیاز به بریس های دندانی از طریق ژنتیک به ارث می رسد. با این حال، ژنتیک تنها عاملی نیست که افراد به بریس ها نیاز دارند. مطالعات اخیر نشان داده اند که عادات انسانی و انتخاب های نامناسب سبک زندگی بیشتر از ژنتیک به کوچک شدن فک ها کمک می کنند. ناهماهنگی دندان ها همچنین می تواند ناشی از عادت های بد و اعمال نیروی بیش از حد روی دندان ها باشد. اگر در حین یک حادثه ورزشی به دندان های شما آسیب وارد شود یا ناخن های خود را بیش از حد می جوید، دندان های شما می توانند موقعیت خود را تغییر دهند. ناهماهنگی دندان ها همچنین می توانند به دلیل مکیدن شست، دندان قروچه و مسواک زدن بیش از حد دندان ها باشند.

تشویق کودکان به شیوه های خوب غذا خوردن و استفاده ملایم از دندان ها مهم است. ایجاد عادات خوب در سنین پایین می تواند از نیاز به بریس ها در سنین بالا جلوگیری کند. با این حال، اگر فرد بزرگسالی هستید که به بریس ها نیاز دارید، از دندانپزشک یا متخصص ارتودنسی خود در مورد گزینه های درمانی خود سوال بپرسید. ممکن است فکر کنید بریس ها ناخوشایند و ناراحت کننده هستند، اما درمان ارتودنسی برای سلامت طولانی مدت دهان و دندان های شما ضروری است. بایت نامناسب می تواند منجر به ایجاد درد، ناراحتی و بیماری لثه شود. علاوه بر این، درمان ارتودنسی لبخند خیره کننده ای را به شما می دهد که همیشه می خواسته اید.