ارتباط ژنتیک و وراثت با انواع مشکلات ارتودنتیک دندانی

ارتودنسی، قدیمی ترین رشته تخصصی دندانپزشکی با درمان مال اکلوژن های دندانی و اسکلتی مرتبط است. گرچه مال اکلوژن چند عاملی است و اغلب به دلیل تداخل نامطلوب بین ژنتیکی و عوامل محیطی رخ می دهند اما ژن ها علاوه بر نقش در مکانیسم حرکت دندان ها و پیامدهای ناخواسته مانند تحلیل خارجی ریشه متعاقب درمان ارتودنسی، بر این عارضه تأثیر نیز دارند. الگوی رشد و مورفولوژی دندان- صورت از نظر ژنتیکی تعیین می شود، اما تا حدودی می تواند تحت تأثیر عوامل محیطی قرار گیرد.

درمان ارتودنسی به عنوان یک عامل محیطی عمل می کند که می تواند رشد جمجمه- صورت را برای اصلاح مال اکلوژن و دستیابی به زیبایی و یک اکلوژن هماهنگ با تعادل خوب صورت تحت تأثیر قرار دهد. این مقاله به بررسی عوامل ژنتیکی مؤثر روی انواع مال اکلوژن ها می پردازد. با این حال، تأثیر عوامل محیطی باید همیشه در نظر گرفته شوند.

پروژه ژنوم انسانی و پیشرفت های آینده در پزشکی ژنومی به ما کمک می کند تا شرایطی که باعث جهش می شوند و معمای زیگزاگی حل نشده تعامل مولکولی را حل کنیم.

واژه ارتودنسی از واژه یونانی ortho به معنای درست یا صحیح و dons به معنای دندان شکل گرفته است. مال اکلوژن به معنای دقیق هیچ بیماری را نشان نمی دهد؛ بلکه تغییر از چیزی است که نرمال یا ایده آل تلقی می شود. ارتودنسی “علم تغییرات نامتناهی” است. علت مال اکلوژن چند عاملی است؛ داشتن علل خاص یعنی هر گونه اختلال در دوران جنینی، قالب گیری جنین و ضربه هنگام تولد، هرگونه شکستگی فک در دوران کودکی، اختلال عملکرد عضلانی، آکرومگالی، هیپرپلازی همی فکی و اختلالات رشدی دندانی. علاوه بر این، یک نفوذ قوی وراثت/ ژن در علت مال اکلوژن یافت شده اند. “فک هاپسبورگ” معروف (جلو آمدگی فک پایین)، که فنوتیپ کلاسیک اجداد سلطنتی اروپایی بود، بهترین نمونه شناخته شده تأثیر ژنتیک بر مال اکلوژن است. دانش معاصر در عرصه ارتودنسی نشان می دهد که چندین ژن با علت مال اکلوژن، حرکت دندان به دنبال درمان ارتودنسی و عوارض جانبی پس از درمان ارتودنسی مرتبط هستند. هدف این مقاله برجسته کردن نقش ژنتیک دخیل در شرایط بالینی جدید است که منجر به ناهنجاری های اسکلتی و دندانی شدید می شوند و از این رو تأثیر زیادی بر رشته ارتودنسی دارد.

تاثیر وراثت و ژنتیک در مشکلات ارتودنسی

مال اکلوژن مرتبط با سندرم های ژنتیکی

درک مؤلفه ژنتیکی اکثر مال اکلوژن ها دشوار است زیرا ویژگی های جمجمه-صورت ماهیت چند ژنی دارند. پروژه ژنوم انسان راه های جدیدی را برای درک بهتر این موضوع باز کرده است. ناهماهنگی های شدید فک و مال اکلوژن می توانند در نتیجه سندرم های ناشی از انحراف، جابجایی، نقائص، حذف و شکستگی در سطح کروموزومی در قوس شاخه ای اول ایجاد شوند.

تاثیر وراثت و ژنتیک در مشکلات ارتودنسی

استعداد ژنتیکی برای مشکلات رویش دندان و بی دندانی

هر گونه انحراف از رویش طبیعی دندان ها روی اکلوژن مناسب و همچنین بعد عمودی استخوان آلوئولار حمایت کننده تأثیر خواهد گذاشت.

عوارض جانبی ممکن است شامل فشردگی، نهفتگی و اپن بایت موضعی، برای مثال، انکیلوز دندان مولر شیری باشد.

شکست اولیه رویش دندان (PFE)

از سوی دیگر، شکست اولیه رویش دندان (PFE)، شرایطی را توصیف می کند که در آن دندان های غیر انکیلوز شده نمی توانند برویند، حتی اگر هیچ مانع فیزیکی برای رویش آن وجود نداشته باشد. این وضعیت معمولاً دندان های خلفی را تحت تأثیر قرار می دهد به گونه ای که به مرور زمان باعث بوجود آمدن اپن بایت خلفی می شود. ممکن است با سندرم هایی مانند دیسپلازی کلیدوکرانیال، دیسپلازی اکتودرمال، سندرم داون و سندرم آپرت همراه باشد. اعتقاد بر این است که PFE یک اختلال ژنتیکی با “نفوذ بالا” است که به این معنا است که ویژگی که بوجود می آورد تقریباً همیشه در فرد حامل ژن آشکار خواهد بود. جهش در گیرنده هورمون پاراتیروئید ۱ (PTH1R) با PFE مرتبط است که این ژن را به یک ژن کاندید با اولویت برای تأیید تشخیص PFE تبدیل می کند. یک سابقه خانوادگی جامع می تواند به تشخیص زود هنگام این وضعیت کمک کند و بنابراین برنامه ریزی برای طرح درمان بهتر را تسهیل می کند. با این حال، اغلب هیچ درمان ارتودنتیک مؤثری برای PFE وجود ندارد زیرا دندان ها به نیروهای ارتودنتیک پاسخ نمی دهند.

آژنزیس دندانی: هیپودنشیا، اولیگودنشیا، آنودنشیا

فقدان مادرزادی پنج دندان یا تعداد کمتری از دندان ها، تحت عنوان هیپودنشیا تعریف می شود و در دندان های دائمی شایع تر از دندان های شیری است. علت آژنزیس انتخابی دندان ها در انسان یک جهش نادرست است که در همودومین MSX-1 رخ داده است. دندان های لترال فک بالا، دندان های مولر فک پایین و دندان های پرمولر فک پایین به استثناء دندان های مولر سوم، بیشترین دندان هایی هستند که نمی رویند، و با نقص در ژن های MSX-1 و MSX-2 مرتبط هستند. یک جهش در ژن MSX-1 در کروموزوم ۴ به عنوان عامل ایجاد الیگودنشیا (فقدان ۶ دندان یا بیشتر) شناسایی شده است، که شامل عدم وجود همه دندان های پرمولر دوم و مولر سوم است. جهش فاکتورهای رونویسی PAX-9 در بی دندانی فامیلی و همچنین در عدم وجود دندان های پرمولر دوم فک پایین و دندان های پیشین مرکزی مشاهده شده است. همچنین، عدم وجود دندان و کاهش اندازه دندان ارتباط تنگاتنگی داشته اند و توسط همان جایگاه ژن ۱۱ هدایت می شوند.

در حین مطالعه سوابق خانوادگی یک خانواده فنلاندی با الیگودنشیا شدید خانوادگی به دلیل جهش در AXIN2 (پروتئین مهاری محور ۲)، سابقه پولیپوز آدنوماتوز خانوادگی کشف شد. چنین مطالعاتی در مورد تنظیم ژنتیکی آژنزیس دندانی به شناسایی مارکرهای بالینی دندان برای سرطان کمک می کند.

آنودنشیا فقدان کامل دندان ها است که در دیسپلازی اکتودرمال هیپوهیدروتیک، یک بیماری ارثی که در آن بافت ها یا مشتقات اکتودرمال وجود ندارند، رخ می دهد. این یک صفت مغلوب وابسته به جنسیت است، گرچه شجره نامه های اتوزومال مغلوب نیز گزارش شده اند. افراد مبتلا به آنودنشیا مادرزادی نسبی معمولاً دندان های کوچک تری دارند.

دندان های نیش نابجا و جابجا شده

دندان نیش نهفته کامی و نابجا نیز ممکن است نشان دهنده یک صفت ارثی باشند که می تواند به صورت ژنتیکی توضیح داده شود. ژنتیک همچنین از ارتباط بین دندان های نیش نهفته کامی و سایر ناهنجاری های دندانی، مانند آژنزیس دندان های پرمولر فک پایین، دندان های پیشین لترال فک بالا، دندان های لترال میخی شکل، زیر خارج بودن دندان های مولر شیری از اکلوژن، هیپوپلازی مینای دندان و جابجایی دندان های پرمولر فک پایین به صورت دیستال حمایت می کند. جابجایی دندان های نیش فک بالا/ اولین دندان پرمولر با آژنزیس دندان های پیشین لترال فک بالا همراه بوده است. به طور مشابه، ارتباط بین دندان های نیش نهفته، دندان های پیشین لترال فک پایین و جابجایی دندان های نیش و عدم وجود دندان های مولر سوم به طور مادرزادی گزارش شده است. شرایطی مانند آژنزیس دندان، اندازه دندان و ناهنجاری های موقعیتی که اغلب با هم مشاهده می شوند، معمولاً نشان دهنده وجود یک وضعیت پیچیده ژنتیکی دندانی هستند.

دندان های اضافی

دندان های اضافی منفرد در دندان های دائمی شایع تر هستند و بیشتر در قسمت قدامی فک بالا و سپس در نواحی خلفی فک بالا شایع هستند. چندین دندان اضافی بیشتر در ناحیه پرمولر فک پایین ایجاد می شود. وجود آنها ممکن است منجر به عوارضی مانند فشردگی، فاصله، نهفتگی، جابجایی یا چرخش، تشکیل کیستیک و تحلیل دندان های مجاور شود. دندان اضافی شرایطی است که در خانواده ها وجود دارد، تنوع نژادی را نشان می دهد و دوشکلی جنسیتی را نشان می دهد. این واقعیت که دندان های اضافی می توانند یکی از ویژگی های بارز بسیاری از اختلالات رشدی باشند، قانع کننده ترین شواهد برای یک مبنای ژنتیکی است.

تاثیر وراثت و ژنتیک در مشکلات ارتودنسی

استعداد ژنتیکی برای مال اکلوژن های اسکلتی

مدت ها تصور می شد که الگوهای اسکلتی مال اکلوژن های کلاس ۲ و ۳ دارای پایه و اساس ژنتیکی هستند. وراثت “فک هاپسبورگ” (چلو آمدگی فک پایین که توسط چندین نسل از سلطنت اتریش نشان داده شده است) یک مثال کلاسیک است. با این حال، مال اکلوژن کلاس ۳ ممکن است ناشی از نقص رشد فک بالا، رشد بیش از حد فک پایین، یا ترکیبی از هر دو باشد.

پیش بینی سفالومتریک رشد جمجمه- صورت فرض می کند که نوع صورت در یک کودک در حال رشد پبرای یش بینی رشد آینده کافی است. با این حال، این مسئله، اساس ژنتیکی احتمالی رشد را نادیده می گیرد. این پیش بینی تنها در صورتی معتبر است که ساختار جمجمه- صورت والدین در نظر گرفته شود. در صورتی که یک بیمار دارای مال اکلوژن کلاس ۲ متوسط ​​باشد، در صورتی که اعضای خانواده وی مال اکلوژن کلاس ۲ داشته باشند بیشتر احتمال دارد که دچار مال اکلوژن اسکلتی کلاس ۲ شدید شود. در یک تحقیق در سال ۱۹۹۲، در یک مطالعه تجزیه و تحلیل بالینی سفالومتریک ۴۸ جفت دوقلو نشان داد که مال اکلوژن های کلاس ۲ گروه ۱ و ۲ یک همبستگی ژنتیکی دارند که ماهیت چند ژنی دارد.

والدین بیمارانی که مال اکلوژن کلاس ۲ دارند، تمایل بیشتری به داشتن نیمرخ محدب با دیستواکلوژن دارند، در حالی که والدین بیمارانی که مال اکلوژن کلاس ۳ دارند، تمایل بیشتری به داشتن نیمرخ مقعر با مزیواکلوژن دارند. این نشان می دهد که هر دو مال اکلوژن های کلاس ۲ و کلاس ۳ یک پایه ژنتیکی دارند.

 همراه با تأثیر ژنتیکی، تأثیر محیطی بر موقعیت قدامی خلفی فک بالا و استخوان آلوئولار فک بالا نیز وجود دارد. عاداتی مانند تنفس دهانی و مکیدن انگشت می توانند باعث پیشرفت فرآیند آلوئولار فک بالا شوند، در حالی که رابطه متقاطع بایت قدامی در بیماران کلاس ۳ می تواند مانع رشد طبیعی فک بالا جلو شود. موقعیت عمودی پروسه فک بالا و آلوئولار فک بالا نیز می تواند تحت تأثیر عوامل محیطی باشد. بنابراین این عوامل محیطی ممکن است اندازه و موقعیت ارثی فک بالا را در بیمارانی که مال اکلوژن کلاس ۲ و ۳ دارند افزایش یا کاهش دهند. رشد فک پایین بسیار کمتر تحت تأثیر عوامل محیطی در صفحه قدامی- خلفی قرار می گیرد؛ با این حال تنفس دهانی، موقعیت و عملکرد زبان می توانند تا حدی روی جهت عمودی فک پایین تاثیر بگذارند.

به طور کلی، بر اساس مطالعه رشد طولی بولتون- براش، ویژگی های اسکلتی اسکلت صورت ارثی هستند، در حالی که فقط ویژگی های اکلوزال وراثت پذیری اندکی وجود دارند. به عنوان مثال، ارتفاع، عرض و طول کام مؤلفه قابل توجهی از تنوع ارثی را نشان می دهند و ژنتیک عامل مهمی برای مال اکلوژن است که بعد کام را شامل می شود. از سوی دیگر، تغییرات دندانی که منجر به بروز مال اکلوژن می شوند تا حد زیادی تحت تأثیر عوامل محیطی هستند.

آپنه انسدادی خواب

سندرم آپنه انسدادی خواب (OSAS)، یک وضعیت بالقوه ناتوان کننده است که ممکن است روی توانایی شناختی فرد تأثیر بگذارد، مشخصه ویژه آن خواب آلودگی بیش از حد در طول روز، خر و پف، دوره های مکرر آپنه (بدون جریان هوا) یا هیپوپنه (مسدود شدن جریان هوا تا حدی) و هیپوکسمی شبانه است. به نظر می رسد ناهنجاری های ارثی ساختار جمجمه- صورت، مانند فک پایین، حداقل بخشی از خوشه بندی خانوادگی OSAS را توضیح می دهند، و تعدادی از درگیری های ژنتیکی توسط مطالعات دو قلوها و خانواده ها شناسایی شده اند.

تاثیر وراثت و ژنتیک در مشکلات ارتودنسی

ژنتیک و تحلیل ریشه دندان

در حالی که درمان ارتودنسی می تواند باعث تحلیل ریشه شود، یک مبنای ژنتیکی زیربنایی گزارش شده است. چندین ژن مانند ژن اینترلوکین-۱b (IL-1B)، فعال کننده گیرنده لیگاند کاپا- فاکتور هسته ای (RANKL) و گیرنده TNF ابرخانواده دخیل هستند. با این حال، به دلیل ماهیت چند عاملی تحلیل ریشه دندان، پیش بینی تحلیل ریشه در بیماران خاص ارتودنسی دشوار بوده است. تحقیقات برای شناسایی بیومارکرهای تحلیل ریشه ارتودنتیک در حال انجام هستند و این امکان را برای پزشکان فراهم می سازد تا مستعد بودن بیمار را پیش بینی کنند و بنابراین احتمالاً درمان انجام شده را تغییر دهند.

نتیجه گیری

مال اکلوژن به دلیل ترکیبی از تأثیرات ژنتیکی و محیطی ایجاد می شود. ارتودنسی با شناسایی چنین تأثیرات محیطی و دستکاری موفق آنها برای کار به نفع بیمار تکامل یافته است. تأثیر ژنتیک بر مال اکلوژن به طور گسترده مورد مطالعه قرار گرفته است و اطلاعات جدید به سرعت در حال آشکار شدن هستند. با پیشرفت پروژه ژنوم انسانی، امکان بومی سازی ژن معیوب برای هر مشکل ارتودنسی امیدوار کننده به نظر می رسد، گرچه به دلیل ماهیت چند ژنی هر ویژگی جمجمه- صورت پیچیده است.

دانش ارتقاء یافته ژنتیک در ارتودنسی، راه را برای اصلاح ژنتیکی برخی از ناهنجاری های دندان- صورت هموار خواهد کرد. پزشک از امضاهای ژنتیکی منحصر به فرد بیماران ارتودنسی آگاه تر خواهد بود و پزشک را قادر می سازد تا روش های درمانی بهتری را با توجه به رشد و نمو، نیازها، پاسخ ها و اهداف فعلی و آینده فرد طراحی کند.