骨骼重組會(huì)變得難以咀嚼
在整個(gè)動(dòng)物的生命周期中,骨骼中的骨組織隨著施加力的變化而不斷地重構(gòu),例如與運(yùn)動(dòng)和運(yùn)動(dòng)相關(guān)的變化。檢查顎骨的結(jié)構(gòu)如何隨著強(qiáng)烈的咀嚼力或咀嚼力而變化,可以照亮導(dǎo)致骨組織重建的機(jī)制。
東京醫(yī)科大學(xué)(TMDU)的Masamu Inoue和Takehito Ono現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了顎骨重建是如何以及在什么情況下發(fā)生的。雖然以前的研究發(fā)現(xiàn)食物的硬度與頜骨結(jié)構(gòu)有關(guān),但尚不清楚咀嚼力是否會(huì)直接影響骨骼結(jié)構(gòu)。在這項(xiàng)研究中,研究人員發(fā)現(xiàn)了有關(guān)細(xì)胞和分子變化的新信息,這些變化使骨骼能夠適應(yīng)機(jī)械應(yīng)力的變化。
他們通過創(chuàng)造一種增加咀嚼的新型小鼠模型來實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),其中小鼠被喂食更硬的食物(硬飲食:HD)以增加咀嚼力。他們預(yù)測(cè),如果使用計(jì)算機(jī)模擬增加咀嚼直接導(dǎo)致顎骨結(jié)構(gòu)的變化。組織學(xué)和基因表達(dá)分析顯示,顎骨上的機(jī)械負(fù)荷改變骨中骨細(xì)胞的細(xì)胞因子表達(dá),導(dǎo)致骨形成增強(qiáng)。他們最近在科學(xué)報(bào)告中發(fā)表了他們的發(fā)現(xiàn)
“雖然現(xiàn)有證據(jù)表明面部輪廓的變化與咀嚼力的差異之間存在相關(guān)性,但缺乏因果關(guān)系的證據(jù)”,共同第一作者M(jìn)asamu Inoue說。“此外,缺乏咀嚼增加的動(dòng)物模型使得在先前的研究中難以研究這一主題。”
研究人員發(fā)現(xiàn),對(duì)于咀嚼至關(guān)重要的咬肌的寬度在HD喂養(yǎng)的小鼠中增加。HD導(dǎo)致大腦初級(jí)運(yùn)動(dòng)皮層激活,控制咀嚼肌。因此,HD增加了咀嚼和施加到顎骨的力的量。
體內(nèi)微型計(jì)算機(jī)斷層掃描(micro-CT)分析顯示HD的顎骨上的機(jī)械負(fù)荷影響其形狀,以計(jì)算機(jī)模擬預(yù)測(cè)的方式。模擬還表明,這些形態(tài)變化重新分配了HD在骨骼中產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力,表明顎骨能夠使其形狀適應(yīng)機(jī)械力的變化。
此外,他們發(fā)現(xiàn)增加施加于顎骨的力可刺激骨細(xì)胞產(chǎn)生更多的IGF-1,這是促進(jìn)骨形成的主要生長(zhǎng)因子之一。這種改變導(dǎo)致骨形成,導(dǎo)致顎骨的形態(tài)變化。
“我們的數(shù)據(jù)表明,咀嚼力可通過調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)骨重建細(xì)胞的功能來促進(jìn)面部結(jié)構(gòu)的變化,”共同作者Tomoki Nakashima說。“這一發(fā)現(xiàn) - 增加咀嚼本身可以直接改變顎骨的形狀 - 可以促進(jìn)骨骼異常治療的發(fā)展,例如頜骨畸形。”
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