zęby jako narządy zmysłów

Jay Harris Levy, DDS

Streszczenie:

żucie żucia wyzwala unikalny i złożony system kontroli neuronalnej, który ma na celu ochronę struktury zębów. W ramach tego procesu mechanorecepcja jest nieświadomym wyczuwaniem lub świadomym postrzeganiem dotyku lub przemieszczenia mechanicznego spowodowanego przez bodźce, takie jak napięcie, ciśnienie i wibracje. Zęby leczone endodontycznie i protezy zachowywane na implantach dentystycznych dostarczają mniej informacji mechanosensorycznych niż istotne zęby. W konsekwencji może dojść do zużycia zębów i katastroficznych uszkodzeń zębów pozamacicznych. Autor proponuje nowy paradygmat w stomatologii zwany zębami jako narządami zmysłów; jego zastosowanie może zmienić plany leczenia w przyszłości.

siedemnaście lat temu, jako uczeń Petera Dawsona, DDS, autor ten po raz pierwszy zaobserwował u swoich pacjentów, że eliminacja zakłóceń zgryzowych umożliwiła wielu z nich szybsze otwieranie i zamykanie szczęk, swobodniejsze poruszanie się poprzez ruchy wycieczkowe szczęki i czuć się bardziej komfortowo. W związku z tym autor był zmotywowany do badania przyczyn tych zjawisk poprzez zgłębianie literatury naukowej. Badania wykazały, że chociaż istnieje ogromna ilość istotnych publikacji naukowych, naukowe podstawy terapii okluzyjnej pozostają niejasne. Aby zrozumieć sukces terapii okluzyjnej, należy zintegrować informacje z szeroko rozbieżnych dziedzin, takich jak Neurofizjologia, biomechanika i histologia, a także zaprojektować Indywidualne interdyscyplinarne protokoły badawcze. Ten artykuł zawiera dotychczasowe ustalenia.

Mechanoreception

zęby są wyspecjalizowanymi narządami, które działają w celu odżywiania i podtrzymywania życia. Podczas gdy ludzie jedzą, mózg szybko porównuje teksturę i twardość pokarmu w ustach z poprzednimi spotkaniami i określa najlepszą strategię żucia. Optymalne siły i rytmy żucia są opracowywane w oparciu o dotykowe sprzężenie zwrotne z kontaktu bolusa z zębami i tkankami miękkimi, ponieważ bolus stopniowo staje się mniejszy. Zdolność zęba do znoszenia rygorów żucia zależy od posiadania trwałej struktury przypominającej kamień i złożonego systemu kontroli nerwowej w celu utrzymania integralności zęba. Kamieniem węgielnym tego układu neuronowego jest niezwykle wrażliwa sieć mechanoreceptorów w obrębie zęba i jego więzadła przyzębia. Mechanoreceptory stomatologiczne odgrywają kluczową rolę w dostarczaniu dotykowego sprzężenia zwrotnego, które minimalizuje naprężenia, które zęby wytrzymują, podczas gdy sproszkują ogromne ilości pokarmu w ciągu całego życia. Pod wpływem warunków patologicznych, takich jak wada zgryzu lub choroby ośrodkowego układu nerwowego, układ mechanosensoryczny zębów może odgrywać kluczową rolę w promowaniu destrukcyjnych zachowań oromotorycznych, takich jak bruksizm i zaciskanie.

cele uczenia się

Po przeczytaniu tego artykułu czytelnik powinien być w stanie:

  • opisać rolę mechanorecepcji i integracji sensorycznej.
  • rozpoznaj, jak niektóre zabiegi stomatologiczne mogą niekorzystnie wpływać na ten złożony proces.
  • opisz zęby jako narządy zmysłów.

Mechanoreception to nieświadome wyczuwanie lub świadome postrzeganie dotyku lub przemieszczenie mechaniczne wynikające z bodźców poza ciałem. Mechanoreceptory są zmysłowymi narządami końcowymi, które reagują na bodźce mechaniczne, takie jak napięcie, ciśnienie lub wibracje.

postrzeganie i rozpoznawanie drobno teksturowanego obiektu, który jest obsługiwany lub ugryziony, polega na zdolności kodowania sygnałów dotykowych wynikających z jego rozmiaru, kształtu i chropowatości. Kodowanie tych sygnałów następuje głównie w wyniku dwóch typów mechanoreceptorów, do których należą mechanoreceptory powoli adaptujące (SA) i szybko adaptujące (RA). Mechanoreceptory SA, takie jak dyski Merkela i zakończenia Ruffiniego, wystrzeliwują ciągłe strumienie potencjałów działania, dopóki bodziec (np. dotyk) pozostaje aktywny. Ponieważ strzelają w sposób ciągły podczas kontaktu, mechanoreceptory SA najlepiej nadają się do zapewnienia świadomości, że obiekt znajduje się między zębami.

wibracje powstają, gdy teksturowane przedmioty ocierają się o powierzchnie skóry lub zębów. Mechanoreceptory, takie jak Meisner i pacinian, wystrzeliwują krótko po rozpoczęciu wibracyjnej lub szybko przyspieszającej stymulacji, zatrzymują się szybko i są w stanie szybko ponownie wystrzelić w odpowiedzi na nowy bodziec. Charakterystyka szybkiego włączania / wyłączania mechanoreceptorów RA sprawia, że doskonale nadają się do wykrywania wibracji związanych z oceną tekstury.

historycznie dotykowe funkcje czuciowe zębów przypisywano wyłącznie mechanoreceptorom przyzębia, a odczuwanie bólu bogato unerwionej miazdze zęba. Badania wskazują jednak, że mechanoreceptory w obrębie zębów odgrywają ważną rolę w ich dotykowej funkcji sensorycznej. W 1955 r. badanie przeprowadzone przez Lowensteina i Rathkampa porównało dotykowe progi sensoryczne zębów niemodnych (tj. zębów leczonych kanałowo) do zębów witalnych i okazało się, że progi dotykowe zębów niemodnych były o 57% wyższe niż progi zębów przeciwstawnych.1 autorzy doszli do wniosku, że wyspecjalizowany mechanizm mechanosensoryczny w obrębie zębów przyczynił się do dotykowych funkcji sensorycznych. W 1975 roku Linden2 nie zidentyfikował istotnych różnic w progach zębów życiowych i pozamacicznych. Chociaż metoda stymulacji zębów stosowana przez Lindensa była zupełnie inna niż metody Lowensteina i Rathkampa, badania Lindensa przekonały społeczność naukową do poparcia hipotezy, że receptory przyzębia służyły jako główne receptory zaangażowane w mechanosensację zębów.3

kiedy uważano, że zawierają tylko włókna nerwowe bólowe Ad I C (tj. nocyceptywne), badania fizjologiczne odkryły, że miazga zęba zawiera liczne szybko przewodzące włókna mechanoreceptywne AB.4 Dong i Chudler5 zastosowali elektrofizjologiczne techniki zapisu u kotów, aby zmierzyć upływający czas impulsów poruszających się w górę osi nerwowej ze stymulowanych nerwów śródbłonkowych przez pnie mózgu i Wzgórze do kory somatosensorycznej. Ustalono, że niektóre nerwy śródbłonkowe przekazywały informacje mechanosensoryczne do kory somatosensorycznej znacznie szybciej niż włókna bólowe Ad. Te nerwy śródbłonkowe zostały sklasyfikowane jako włókna mechanoreceptywne AB na podstawie ich szybkich prędkości przewodzenia. Podobne wyniki zostały powtórzone u monkeys6, a ostatnio u ludzi, u których nerwy pulpalowe Ab zostały odwzorowane w określonej lokalizacji w korze somatosensorycznej, skutecznie dodając mechanoreceptywne nerwy pulpalowe do klasycznego “homunkulusa SENSORYCZNEGO”7 opisanego po raz pierwszy przez Penfielda i Jaspera.

badania na kotach wykazały, że właściwości neurofizjologiczne mechanoreceptorów śródbłonkowych i przyzębia są funkcjonalnie różne.9,10 tarcie papieru ściernego o różnych rozmiarach ziarna na psich zębach powoduje powstawanie wzorców wydzielania w neuronach zwojów trójdzielnych. Te wzory wyładowań są unikalne dla wielkości ziarna, co wskazuje, że śródbłonkowe mechanoreceptory są w stanie kodować wibracje mechaniczne. Mechanoreceptory śródbłonkowe mają szybko dostosowującą się charakterystykę reakcji i kodują drgania w szerokim zakresie częstotliwości. Mechanoreceptory przyzębia mają powoli dostosowującą się charakterystykę reakcji i kodują tylko niższe częstotliwości drgań (ryc. 1). Mechanoreceptory śródbłonkowe reagują na siły przyłożone do zęba ze wszystkich kierunków (tj. dookólne), podczas gdy mechanoreceptory przyzębia reagują tylko wtedy, gdy siły są przyłożone z określonych kierunków (tj. jednokierunkowe). U małp mechanoreceptory przyzębia są liczniejsze wokół zębów przednich niż tylnych, 11 co może częściowo odzwierciedlać doniesienia wskazujące, że progi dotykowe zębów przednich są niższe niż progi zębów tylnych.12

percepcja wibracji przez ludzką skórę jest niezbędna do dokładnego postrzegania teksturowanych przedmiotów, które są chwytane.13 podobnie, percepcja wibracji przez zęby umożliwia dokładną ocenę fakturowanych obiektów umieszczonych w jamie ustnej. Autor opracował test do oceny progów percepcji drgań zębów ludzkich. Wyniki pokazują, że śródbłonkowe mechanoreceptory kodują wibrotaktyczną stymulację zęba przy amplitudach wystarczająco niskich, aby pomóc w rozpoznaniu różnic teksturalnych w obiektach.14-17 badania te wykazały, że istotne siekacze szczękowe i żuchwowe kodują drgania w zakresie od 10 herców (Hz) do 315 Hz przy niskich amplitudach, a zęby poddane zabiegowi endodontycznemu nie mają zdolności kodowania drgań.

badania autora potwierdzają obecność mechanoreceptorów śródbłonkowych i sugerują, że zabiegi endodontyczne mogą ograniczać zdolność pacjentów do postrzegania wibracji związanych z oceną faktury obiektów zębami. Ponadto wyniki pokazują, że progi percepcji drgań są związane z częstotliwością stymulacji, co sugeruje, że sprzeczne wyniki wcześniejszych badań Lowensteina i Rathkamp1 i Linden2 mogą być przypisane różnym częstotliwościom drgań dostarczanym przez odpowiednie metody stymulacji zębów.

po utracie mechanoreceptorów śródbłonkowych, zęby pozamaciczne mogą nieświadomie pozwolić na użycie silniejszych niż normalnie sił gryzących. Ostatecznie, zwiększone siły zgryzowe mogą prowadzić do zużycia zęba i katastrofalnych złamań w zębach pozamacicznych. Hipotezę tę potwierdza zbyt wysoki współczynnik złamań związany z zębami pozamacicznymi.18

sensoryczna Integracja motoryczna

sensoryczna integracja motoryczna jest procesem sprzężenia zwrotnego, podczas którego bodźce zmysłowe z obwodowych części ciała modyfikują działania inicjowane przez ośrodkowy układ nerwowy. Proces ten zachodzi głównie w pniu mózgu, wzgórzu i korze mózgowej (ryc. 2). W systemie żucia integracja czuciowo-ruchowa koordynuje podstawowe czynności, takie jak oddychanie, jedzenie i połykanie, z odczuciami, które pojawiają się podczas ich wykonywania.

niedrożność szczęki i zębów, zgodnie z definicją w słowniku terminów protetycznych, jest “aktem lub procesem zamknięcia.”19 okluzja to dynamiczny proces, podczas którego umyślne i rytmiczne ruchy szczęki są zintegrowane z odczuciami doświadczanymi podczas ruchu i wspomnieniami wcześniejszych ruchów. Efferentne polecenia motoryczne z kory mózgowej, móżdżku i pnia mózgu są zintegrowane z obwodowym sprzężeniem zwrotnym zmysłów z zębów, mięśni, stawów skroniowo-żuchwowych, kości i tkanek miękkich. Okluzja polega na integracji motorycznej zmysłów w celu koordynacji działań mięśni żucia.

koordynacja ruchowa w większości układów stawowych organizmu (np. ramię i noga) jest ułatwiona przez proprioceptory (np. wrzeciona mięśniowe) w antagonistycznych grupach mięśni (np. mięśnie porywacza i przywodziciela) i receptory sensoryczne w skórze i stawach. System żucia jest wyjątkowy, ponieważ tylko jego mięśnie przywodzące (tj. mięśnie zamykające szczękę) są unerwione przez wrzeciona mięśniowe.20,21 dzięki tej unikalnej architekturze neuronowej, kontrola mięśni otwierających szczękę może być bardziej zależna od dotykowego sprzężenia zwrotnego z receptorów mechanosensorycznych (tj. mechanoreceptorów międzyzębowych i przyzębnych) niż w innych układach stawowych.

mechaniczne styki zębów powodują bardzo szybkie odruchy szczękowe. Uważa się, że odruchy szczękowe chronią zęby przed nadmiernie silnymi siłami gryzienia. To, czy styki zęba wywołują zahamowanie lub pobudzenie mięśni zamykających szczękę, zależy od kilku zmiennych, w tym szybkości przyłożenia siły i poziomu zaciskania tła.Odruchowe hamowanie mięśni zamykających szczękę po mechanicznej stymulacji zęba może być określane jako odruch otwierający szczękę lub okres ciszy. U ludzi odruch otwarcia szczęki charakteryzuje się szybkim hamowaniem mięśni zamykających szczękę (tj. masseter, temporalis i medial pterygoid) i redukcją siły zgryzu po kontakcie zęba. Gdy pojawia się nieoczekiwanie duża siła gryzienia (np. kamień w zupie z soczewicy) odruch otwarcia szczęki może zapobiec złamaniu zęba poprzez szybkie zamknięcie mięśni zamykających szczękę.

Olgart i wsp.23 monitorowali odruch otwarcia szczęki u kotów w odpowiedzi na siły zginające przyłożone do ich zębów. Ich wyniki wykazały, że siły zginające przyłożone do ważnych zębów wywołują odruch otwarcia szczęki, a późniejsze zabiegi endodontyczne znoszą ten odruch. Podsumowując, Olgart i wsp. spekulowali, że w zębinie istnieje wyspecjalizowany mechanizm przetwornika SENSORYCZNEGO, który jest aktywowany przez deformację lub zginanie korony zęba.

Trulsson i Gunne zaobserwowali “uderzające zaburzenia kontroli niektórych zachowań ruchowych szczęki” u osób pozbawionych mechanoreceptorów zębowych.24 uczestników z protezami i implantami nie mogło ustawić szczęki tak dokładnie, jak uczestnicy z żywotnymi zębami i użyło czterokrotnie większej siły gryzienia, aby utrzymać orzeszka między zębami. Wyniki te sugerują, że protezy implantów i protez mogą ulegać uszkodzeniom mechanicznym w wyniku słabej kontroli gryzienia.

mechanoreceptory śródbłonkowe i przyzębne RA generują strumienie informacji mechanosensorycznych, gdy zęby są manewrowane obok siebie podczas gwałtownych ruchów szczęki. Sensoryczna integracja motoryczna informacji mechanosensorycznych z tych receptorów reguluje przebieg i szybkość ruchu. Pacjenci z psami i naciskami mają mniej zębów kontaktowych podczas wycieczek i mają mniej informacji mechanosensorycznych do integracji niż pacjenci z funkcją grupową i niedziałającymi zakłóceniami bocznymi. Zwiększenie liczby kontaktów zakłócających zęba podczas wycieczek zmusza ośrodkowy układ nerwowy do integracji większej ilości informacji mechanosensorycznych, ponieważ do wykonania ruchu potrzebne są dodatkowe korekcje śródkostne.

tylne zakłócenia okluzyjne konkurują z kontaktami zęba psa w celu kontroli mięśni żucia podczas ruchów szczęki (ryc. 3). Rywalizacja o aktywność mięśni zamykających szczękę ma miejsce, gdy styki zęba przeszkadzające tylnie wywołują wzorce rekrutacji mięśni, które różnią się od tych inicjowanych przez styki zęba przedniego Po stronie roboczej. Konkurencja kontaktowa zęba okluzyjnego może wywoływać nadpobudliwość mięśni w okolicy twarzowej, gdy mięśnie szczęki stają się przepracowane. Może to powodować ból tych mięśni. Zmniejszona konkurencja o rekrutację mięśni może wyjaśniać, dlaczego eliminacja zakłóceń okluzyjnych po stronie pracującej i nie pracującej może zwiększyć szybkość bocznych wycieków szczęki, zmniejszyć nadpobudliwość mięśni i zmienić zachowania bruxingu.25,26

zmiana paradygmatu w stomatologii

Kuhn zastosował termin paradygmat do ewolucji nauki. Kuhn napisał (a):..paradygmat jest przyjętym modelem lub wzorem….Nowy paradygmat zakłada nową i bardziej sztywną definicję pola….W przypadku braku paradygmatu lub kandydata do paradygmatu, wszystkie fakty, które mogłyby ewentualnie odnosić się do rozwoju danej nauki, prawdopodobnie wydają się równie istotne.”27 kontrowersje, które zasłaniają pole okluzji, mogą zostać rozwiązane w czasie, ponieważ nieistotne fakty są spowalniane przez nabycie nowych paradygmatów.

zęby jako narządy zmysłów to nowy paradygmat w stomatologii. W tym paradygmacie kontakty zęba są rozumiane jako inicjowanie strumieni informacji mechanosensorycznych, które kształtują zachowanie oromotoryczne. Zęby leczone endodontycznie i protezy zachowywane na implantach dentystycznych dostarczają mniej informacji mechanosensorycznych niż istotne zęby. Staje się jasne, że wielkość siły zgryzu ma wpływ mechanosensoryczne sprzężenie zwrotne, które mogą powstrzymać aktywność mięśni i ograniczyć strukturalne uszkodzenie zębów, stawów skroniowo-żuchwowych i aparatury przyzębia. Funkcję terapii okluzyjnej można interpretować jako manipulowanie strumieniami mechanosensorycznymi w celu zmiany aktywności mięśni szczęki i zachowania oromotorycznego. Celem takiej terapii jest wspieranie zmian w zachowaniu oromotorycznym, które zmniejszają funkcjonalne siły okluzyjne i pozytywnie wpływają na zdrowie i długowieczność układu żucia.

w przyszłości zastosowanie paradygmatu zębów jako narządów zmysłów może zmienić plany leczenia protetycznego. Strategie mogą być opracowane, które zawierają fakt, że implanty zębowe i zęby pozamałżeńskie są bardziej narażone na wyższe poziomy siły zgryzu, ponieważ mają niedobór mechanosensacji ochronnej. Tendencja do zachowawczego przygotowania zęba może wzrosnąć wraz z powszechną wiedzą o tym, jak procedury operacyjne wpływają na mechanoreception śródbłonkowy i zdolności zębów witalnych do ochrony przed niekorzystnymi siłami gryzienia.

1.Loewenstein WR, Rathkamp R. A study on the pressoreceptive sensibility of the tooth. J Dent Res. 1955;34(2): 287-294.

2.Linden RWA. Progi dotykowe życiowych i nieżyciowych zębów ludzkich. Exp Neurol. 1975;48:387-390.

3.Dubner R, Sessle BJ, Storey AT. Neuronowa podstawa funkcji jamy ustnej i twarzy. New York, NY: Plenum Press; 1978: 159.

4.Cadden SW, Lisney SJW, Matthews B. Threshold to electrical stimulation of nerves in cat canine tooth pulp with Ab, Ad, and C-fiber conduction velocities. Brain Res. 1983;26: 31-41.

5.Dong WK, Chudler EH. Geneza miazgi zęba-wywołane potencjały Dalekiego i wczesnego bliskiego pola u kota. J Neurofizjol. 1984;51(5):859-889.

6.Chudler EH, Dong WK, Kawakami Y. pulpa zęba-potencjały wywołane u małpy: powierzchnia korowa i rozkład wewnątrzkorowy. Ból. 1985;22(3):221-233.

7.Kubo K, Shibukawa Y, Shintani m, et al. Obszar reprezentacji korowej ludzkiej miazgi zębowej. J Dent Res. 2008;87(4):358-362.

8.Penfield w, Jasper HH. Epilepsja a Anatomia funkcjonalna ludzkiego mózgu. Boston, MA: Little, Brown & firma; 1954.

9.Dong WK, Chudler E H, Martin RF. Fizjologiczne właściwości mechanoreceptorów śródbłonkowych. Brain Res. 1985;334(2):389-395.

10.Dong WK, Shiwaku T, Kawakami y i in. Statyczne i dynamiczne reakcje mechanoreceptorów więzadeł przyzębia i mechanoreceptorów śródbłonka. J Neurofizjol. 1993;69(5): 1567-1582

11.Byers MR, Dong WK. Porównanie lokalizacji i struktury receptora trójdzielnego w więzadle przyzębia różnych typów zębów szczura, kota i małpy. J Comp Neurol. 1989;279(1):117-127.

12.Coffey JP, Williams WN, Turner GE, et al. Ludzki zgryz wymusza dyskryminację przy użyciu specyficznych zębów szczękowych i żuchwowych. J Oral Rehabil. 1989;16(6): 529-536.

13.Brisben AJ, Hsiao SS, Johnson KO. Wykrywanie drgań przenoszonych przez obiekt uchwycony w dłoni. J Neurofizjol. 1999;81(4): 1548-1558.

14.Robertson LT, Levy JH, Petrisor D, et al. Progi percepcji drgań ludzkich siekaczy szczękowych i żuchwowych. Arch Oral Biol. 2003;48(4):309-316.

15.Levy JH, Robertson LT, Lilly DJ, et al. Możliwa rola afferentów śródbłonkowych w mechanoreceptacji kontaktów zęba u ludzi. J Dent Res. 2002; 81 (spec iss a): 3199.

16.Petrisor D, Levy JH, Robertson LT. progi dotykowe ludzkich siekaczy szczękowych i żuchwowych. J Dent Res. 2002; 81 (spec iss A): 3200.

17.Levy JH, Robertson LT, Lilly DJ, et al. Progi drgań o niskiej częstotliwości ludzkich siekaczy środkowych szczękowych. J Dent Res. 2003;82 (spec iss a): 1110.

18.Aquilino SA, Caplan DJ. Związek między położeniem korony a przetrwaniem zębów leczonych endodontycznie. J Prothet Dent. 2002;87(3): 256-263.

19.Słowniczek terminów protetycznych. J Prothet Dent. 2005;94(1):10-92.

20.Mięsień Lennartsson B. wrzeciono w przednim mięśniu digastrycznym człowieka. Acta Odontol Scand. 1979;37(6):329-333.

21.Kubota K. zaopatrzenie wrzeciona mięśniowego w mięsień żuchwy człowieka. J Dent Res. 1977;56 (8): 901-909.

22.Yang J, Türker ks. Odruchy szczękowe wywoływane przez mechaniczną stymulację zębów u ludzi. J Neurofizjol. 1999;81(5):2156-2163.

23.Olgart L, Gazelius B, Sundström F. Intradental nerve activity and jaw-opening reflex in response to mechanical deformation of cat teeth. Acta Physiol Scand. 1988;133(3): 399-406.

24.Trulsson M, Gunne HS. Jedzenie gospodarstwa i gryzienie zachowanie u ludzi bez receptorów przyzębia. J Dent Res. 1998;77 (4): 574-582.

25.Kerstein RB. Badania pomiaru czasu ujawniania; część 2: porównanie długości czasu ujawniania u 49 pacjentów z zespołem przewlekłej dysfunkcji mięśniowo-powięziowej z 40 pacjentami niebędącymi pacjentami. Analiza populacyjna. J Prothet Dent. 1994;72(5): 473-480.

26.Trovato F, Orlando B, Bosco M. cechy okluzyjne i aktywność mięśni żucia. Przegląd badań elektromiograficznych. Stomatologija. 2009;11(1):26-31.

27.Kuhn TS. Struktura rewolucji naukowych. Chicago, IL: University of Chicago Press; 1962: 15-23.

aby wziąć udział w quizie i otrzymać kredyt na ten kurs, kliknij tutaj, a zostaniesz przekierowany do portalu Dawson Center CE.
dziękuję.

O autorze

Jay Harris Levy, DDS
Prywatna Praktyka
Portland, Oregon

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.