Начало подросткового возраста

Глава 4 Поздние этапы развития

Подростковый возраст: период раннего прикуса постоянных зубов

Время полового созревания

Модели роста челюстно-лицевого комплекса

Изменение размеров

Ротация челюстей в процессе роста

Изменения челюстно-лицевого комплекса в ходе созревания и взросления

Изменения зубов и опорных структур

Изменения зубных рядов и окклюзии

Рост и развитие лица у взрослых

Подростковый возраст: период раннего прикуса постоянных зубов

Подростковый возраст — это половой феномен. Он может быть определен как период жизни, когда происходит половое созревание. Более конкретно, это переходный период между этапом юношества и состоянием зрелости, в ходе которого появляются вторичные половые признаки, происходит всплеск роста, появляется возможность деторождения, а также наблюдаются значительные физиологические изменения. Все это развитие ассоциируется с созреванием половых органов и выделением половых гормонов.

Этот период особенно важен для ортодонтического лечения, поскольку физические изменения в подростковом возрасте оказывают значительное влияние на лицо и зубной ряд. Основными этапами челюстно-лицевого развития, происходящими в подростковом возрасте, являются замена смешанного прикуса на постоянный, акселерация общего лицевого развития, а также разный рост челюстей.

Рис. 4-1. Схематичное изображение каскада эндокринных сигналов, контролирующих половое развитие. Пусковые факторы из гипоталамуса переносятся через ворота гипофизарной циркуляции в переднюю часть гипофиза, где они инициируют процесс выработки гипофизом гонадотропных гормонов. Они, в свою очередь, стимулируют клетки в яичках, яичниках и надпочечниках к выработке стероидных половых гормонов.

Начало подросткового возраста

Первые этапы полового созревания происходят в головном мозге, и хотя в исследованиях этой области был достигнут значительный прогресс¹, их стимулы до сих пор остаются неизвестными. Какими бы ни были причины, под влиянием внутренних часов или внешних факторов, клетки мозга в гипоталамусе начинают выделять вещества, называемые пусковыми факторами. Как сами клетки, так и способ их деятельности являются немного необычными. Эти нейроэндокринные клетки выглядят как обычные нейроны, однако они выделяют вещества внутри клетки, которые цитоплазмой переносятся по аксону в богатую сосудами область у основания гипоталамуса рядом с гипофизом (рис. 4-1). Вещества, выделяемые нервными клетками, попадают в капилляры этой сосудистой области и переносятся током крови на короткое расстояние до гипофиза. Для системы венозной транспортировки нехарактерно переносить вещества из одной смежной области в другую, однако здесь сосуды предназначены именно для этой цели благодаря их специальному строению. На основании этого такая специальная сеть сосудов, аналогичная венозному снабжению печени, но в меньшем масштабе, получила название системы ворот гипофиза.

В передней части гипофиза пусковые факторы гипоталамус стимулируют клетки гипофиза для производства множества раз личных гормонов, называемых гонадотропинами гипофиза. И функцией является стимуляция эндокринных клеток для развития половых органов и производства половых гормонов. У каждого индивидуума происходит выделение мужских и женских гормонов и преобладание женских гормонов у мальчиков, а мужских гормонов у девочек является биологическим фактом и встречаете в практике каждодневных наблюдений. Вероятно, в этом и состоит баланс соперничающих мужских и женских гормонов.

У мужчин различные типы клеток в яичках производят как мужской половой гормон тестостерон, так и женские половые гормоны. Разные гонадотропины стимулируют каждую из этого типа клеток. У женщин гонадотропины гипофиза стимулируют секреции эстрогена яичниками, а позже прогестерона теми же органами. У женщин мужские половые гормоны производятся в коре надпочечников, стимулируемой другими гормонами гипофиза, и, вероятно, некоторые женские гормоны вырабатываются в коре мужских надпочечников.

В результате стимуляции гонадотропинами половые гормоны из яичников и коры надпочечников выделяются в кровь в количествах, достаточных для развития вторичных половых признаков и ускоренного роста половых органов. Рост уровня половых гормонов также вызывает другие физиологические изменения, включая акселерацию общего роста тела и сокращение лимфоидных тканей, как видно из классических кривых роста, описанных в главе 2. Рост нервных тканей не подвержен изменениям в подростковом возрасте, поскольку он практически завершен к 6-летнему возрасту. Изменения кривых роста челюстей, всего тела, лимфоидных и половых тканей, однако могут быть результатом гормональных изменений, сопровождающихся половым созреванием (рис. 4-2).

Рис. 4-2. Кривые роста верхне- и нижнечелюстных тканей показаны на фоне кривых Scammon. Обратите внимание, что рост челюстей занимает промежуточное положение между кривыми нервного роста и общего роста, но нижняя челюсть ближе к кривой общего роста, чем верхняя. Акселерация общего развития тела в подростковый период, затрагивающая и челюсти, идет параллельно с резким усилением развития половых органов. В это же время также происходит спад роста лимфоидной ткани.

Система, контролирующая уровень циркуляции половых гормонов посредством нескольких нервных клеток гипоталамуса, кажется крайне сложной. Этот принцип, однако, используется в контрольных системах всего тела, а также в современной технологии. Каждая стадия контрольного процесса в результате приводит к усилению контрольного сигнала, аналогично усилению музыкального сигнала между магнитной головкой и динамиками в стереосистеме. Количество производимого гипофизом гонадотропина в 100—1000 раз больше, чем количество пусковых факторов, производимых гипоталамусом, а количество производимых половых гормонов в 1000 раз больше, чем количество всех гормонов гипофиза. Таким образом, система представляет собой трехступенчатый усилитель. Она скорее представляет собой рациональную инженерную систему, чем сложный биологический феномен. Похожее усиление контрольных сигналов головного мозга используется в основном во всех системах организма.

Время полового созревания

Хотя здесь большую роль играет индивидуальный фактор, но половое созревание и всплеск подросткового развития у девочек происходит в среднем на 2 года раньше, чем у мальчиков (рис. 4-3)². Почему так происходит, неизвестно, но этот феномен имеет большое влияние на время ортодонтического лечения, которое у девочек должно начинаться раньше, чем у мальчиков, чтобы использовать преимущества всплеска подросткового роста. Благодаря значительным индивидуальным вариациям быстро созревающие мальчики достигают половой зрелости раньше медленно созревающих девочек, и необходимо помнить, что хронологический возраст играет очень малую роль в уровне развития индивидуума. Стадии развития вторичных половых признаков образуют физиологический календарь подросткового периода, соотносимый с уровнем индивидуального физического развития. Безусловно, не все вторичные половые признаки видны на первый взгляд, но большинство можно оценить при самом поверхностном осмотре, который может проводиться и в стоматологическом кабинете.

Рис. 4-3. Кривые скорости роста в подростковый период, демонстрирующие разницу между девочками и мальчиками. На кривых скорости роста также отмечены соответствующие стадии полового развития (см. текст). (Цит. по: Marshall WA, Tanner JM: Puberty. In Falkner F, Tanner JM (editors): Human growth, vol 2, ed 2, New York, 1986, Plenum Publishing.)

Подростковый возраст у девочек может быть поделен на три этапа на основании уровня полового развития. Первая стадия, находящаяся в самом начале всплеска физического роста, заключается в появлении зачатков груди и в ранних стадиях развития лобковых волос. Пик скорости физического роста наступает по прошествии одного года после начала первой стадии и совпадает со второй стадией развития половых признаков (рис. 4-3). В это время происходит заметное развитие груди. Лобковые волосы темнеют, и их область расширяется, также появляются волосы в подмышечных впадинах.

Третий этап развития девочек начинается спустя 1—1,5 года после второй стадии и характеризуется началом менструаций. В это время всплеск роста практически закончен. На данной стадии заметно расширение бедер с распределением жира по женскому типу, а формирование груди заканчивается.

Выделить стадии полового развития у мальчиков более сложно, чем у девочек. Половое созревание начинается позже и длится дольше — около 5 лет по сравнению с 3,5 у девочек (рис. 4-3). У мальчиков с кривой общего роста организма в подростковый период могут ассоциироваться четыре стадии развития.

Первым признаком полового созревания мальчиков обычно является «жировой всплеск». Созревающие мальчики набирают в весе и становятся полными и круглолицыми, с распределением жира почти по женскому типу. Вероятно, это происходит в результате вырабатывания эстрогена клетками Лейдига в яичках, до того как более многочисленные клетки Сертоли стимулируют производство тестостерона. На этой стадии мальчики могут страдать ожирением и выглядеть несколько непривлекательно. В это время также начинает увеличиваться мошонка и может происходить некоторое изменение пигментации.

На втором этапе, который начинается через год после первого, начинается всплеск роста. На данном этапе происходит перераспределение и относительное уменьшение подкожного жира, начинают появляться лобковые волосы и растет пенис.

Третий этап наступает через 8—12 мес. после второго и совпадает с пиком скорости роста. В это время появляются волосы в подмышечных впадинах и на верхней губе. Также происходит резкое развитие мышц вместе с уменьшением подкожного слоя жира и появлением более жестких и угловатых форм тела. Распространение лобковых волос происходит по мужскому типу, но еще не распространяется до бедер. Пенис и мошонка почти достигают взрослых размеров.

Четвертую стадию, начинающуюся где-то через 15—24 мес. после третьей, выделить довольно сложно. В это время заканчивается всплеск роста. Происходит распространение волос на подбородке и верхней губе, волосы на лобке и в подмышечных впадинах приобретают форму и цвет как у взрослого, и продолжается дальнейшее развитие мускулатуры.

Время наступления половой зрелости определяет важное отличие в индивидуальных размерах организма, так что на первый взгляд кажется парадоксальным следующее: чем раньше начло полового созревания, тем меньше размеры взрослого организма, и наоборот. Рост зависит от внутрихрящевого роста костей на эпифизарных пластинах длинных костей, а половые гормоны оказывают двойное воздействие на внутрихрящевое развитие. Во-первых, половые гормоны стимулируют ускоренный рост хрящей, что приводит к всплеску роста в подростковый период. Однако половые гормоны также вызывают увеличение скорости скелетного созревания, которое для длинных костей выражается в скорости трансформации хряща в кость. Акселерация созревания даже больше, чем акселерация роста. Несмотря на быстрый рост в подростковый период, использование хряща идет быстрее, чем его замена. К концу подросткового периода последние хрящи трансформируются в кости и эпифизарные пластины закрываются. С этого момента потенциал роста иссякает и рост останавливается.

Это раннее прекращение роста после раннего полового созревания особенно характерно для девочек. Именно поэтому существует разница размеров взрослого организма мужчин и женщин. Девочки созревают в среднем раньше и завершают свое развитие тоже раньше. Мальчики не намного больше девочек в подростковом возрасте, но их рост продолжается дольше. Разница появляется благодаря медленному, но непрерывному росту до его всплеска, и, таким образом, когда всплеск роста начинается у подростков с поздним созреванием, то он начинается с более высокого уровня. Эпифизарные пластины закрываются медленнее у мужчин, чем у женщин, и поэтому остановка роста, сопровождающая достижение половой зрелости, более окончательна у девочек.

Рис. 4-4. На рост могут влиять расовые, этнические, национальные и другие факторы. На данном графике показано, что в среднем 10-летние мальчики в Нидерландах (черные линии) приблизительно на 5 см выше, чем их американские ровесники (красные линии). Данные подобного типа особенно полезны для единовременного сравнения одного человека с группой. Из-за сглаживающего эффекта средних показателей эти кривые не отражают изменений скорости во время всплеска роста у индивидуума (см. рис. 2-7).

Время полового созревания может испытывать как генетическое воздействие, так и воздействие со стороны окружающей среды. Существуют рано созревающие и поздно созревающие семьи, а также некоторые индивидуумы в расовых и этнических группах созревают раньше остальных. Как видно из рисунка 4-4, голландские мальчики почти на 5 см выше своих американских ровесников в возрасте 10 лет, и, вероятно, в появлении этой значительной разницы важную роль играет наследственность и окружающая среда. У девочек для начала менструальных циклов требуется накопление определенного количества жира. У девочек стройного телосложения начало менструации может быть задержано до достижения требуемого уровня жировых отложений. На самом деле у тренированных женщин-атлетов, в теле которых совсем мало жира, может произойти остановка менструаций в ответ на слишком низкий уровень жировых отложений.

Сезонные и культурные факторы также могут влиять на общую скорость физического роста. Например, при равенстве всех остальных факторов рост обычно ускоряется весной и летом, городские дети обычно созревают быстрее сельских, особенно в слаборазвитых странах. Подобный эффект обычно происходит благодаря гипоталамусу и свидетельствует о том, что степень секреции пусковых факторов гонадотропина зависит от воздействия внешних раздражителей.

Рис. 4-5. В среднем всплеск роста челюстей происходит примерно в одно время со всплеском роста в высоту, но важно учитывать также и значительный индивидуальный фактор. (Цит. по: Woodside DG: In Salzmann JA: Orthodontics in daily practice, Philadelphia, 1974, JB Lippincott.)

Стадии подросткового развития, описанные здесь, были соотнесены с ростом. К счастью, рост челюстей обычно соотносится с физиологическими изменениями при половом созревании таким же образом, как и рост (рис. 4-5). В подростковом возрасте наблюдается всплеск роста в длину нижней челюсти, который, однако, не так резок, как всплеск роста в высоту, а также наблюдается умеренное усиление роста на швах верхней челюсти. Цефалокаудальный градиент роста, являющийся частью нормальной модели, особенно очевиден в период полового созревания. Больший рост наблюдается в нижней крайней точке, чем в верхней, а в рамках лицевой части больший рост наблюдается на нижней челюсти, чем на верхней. Это влечет за собой акселерацию нижнечелюстного роста относительно верхней челюсти и приводит к разнице роста челюстей. Лицо в период созревания становится менее выпуклым, а нижняя челюсть и подбородок выдаются вперед в результате разницы челюстного роста.

Рис. 4-6. Данные увеличения длины нижней челюсти девочки, взятые из исследования в Берлингтоне, Канада, демонстрируют акселерацию роста в возрасте около 8 лет (юношеская акселерация), по интенсивности равную подростковой акселерации между 11 и 14 годами. Изменения такого типа в модели развития индивидуумов сглаживаются при исследовании средних данных группы людей. (Цит. по: Woodside DG: In Salzmann JA: Orthodontics in daily practice, Philadelphia, 1974, J.B. Lippincott.)

Хотя челюстной рост следует кривой общего роста организма, совпадение здесь не идеально. Данные о длине, взятые из исследований черепно-лицевого развития, свидетельствуют о наличии значительного числа индивидуумов, особенно среди девочек, с «юношеской акселерацией» челюстного роста, происходящей за 1—2 года до всплеска подросткового роста (рис. 4-6)³. Эта юношеская акселерация может быть равна или даже превосходить челюстной рост во время вторичного полового созревания. У мальчиков юношеский всплеск если и происходит, то почти всегда менее интенсивно, чем акселерация роста при половом созревании.

Последние исследования показали, что половое развитие начинается намного раньше, чем это предполагалось. Половые гормоны, продуцируемые надпочечниками, впервые появляются в 6 лет (как у мальчиков, так и у девочек), преимущественно в форме слабых андрогенов (дигидроэпиандростерон, DHEA). Эту активацию адреналового компонента системы называют адренархе. Уровень DHEA достигает критических значений в возрасте около 10 лет, что совпадает со временем появления полового влечения. Вполне вероятно, что ювенильный всплеск роста связан с интенсивностью адренархе, поэтому неудивительно, что ювенильный всплеск роста более выражен у девочек, у которых адреналовый компонент на ранних стадях полового развития более выражен.

Данная тенденция клинически полезной акселерации челюстного роста перед подростковым всплеском, особенно у девочек, является важной причиной внимательной оценки физиологического возраста в ходе планирования ортодонтического лечения. Чем дольше откладывается лечение, тем меньше возможность использовать всплеск роста. У девочек с ранним созреванием подростковый всплеск роста часто предшествует окончательной замене зубного ряда, так что во время прорезывания вторых премоляров и вторых моляров физический рост уже почти завершен. Наличие юношеского всплеска роста у девочек обостряет тенденцию к значительной акселерации челюстного роста в смешанном прикусе. Если большинство девочек должны получить ортодонтическое лечение во время быстрого роста, лечение лучше начинать на этапе смешанного прикуса, чем после прорезывания всех постоянных зубов.

У мальчиков с медленным созреванием, с другой стороны, прикус может быть уже относительно сформирован при еще достаточном запасе физического роста; что касается времени ортодонтического роста, практикующие врачи имеют тенденцию лечить девочек слишком поздно, а мальчиков слишком рано, забывая о значительной разнице в скорости физиологического созревания.