Il tessuto di sostegno delle arcate dentarie Parte II La Mandibola

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1 Original Article Published on P Cozza F Pachì M di Girolamo E Macchiarulo Il tessuto di sostegno delle arcate dentarie Parte II La Mandibola Abstract: Revisione critica della letteratura anatomica con particolare attenzione ai meccanismi di crescita del complesso cranio-maxillo-facciale. Authors' affiliations: Depart ment of Orthodontics, Rome University Tor Vergata Rome Italy Key words: mandible, growing mechanism. Correspondence to: Paola Cozza, M.D.,D.D.S.,PhD Ass. Prof. Via Veio Roma Italy Tel./Fax Introduzione La mandibola è l unico osso mobile della faccia, impari mediano e simmetrico e collegato alla parte posteriore della base del cranio per mezzo delle cavità glenoidi 10,11 (fig. 1, 2). pcozza@flashnet.it Dates: Accepted 02 January 2004 To cite this article: P. Cozza, F. Pachi, E. Macchiarulo. Il tessutodi sostegno delle arcate dentarie. Parte seconda. La mandibola. Virtual Journal of Orthodontics [serial online] 2004 February 10; 5 (4): Available from URL: Copyright V.J.O ISSN V.J.O. February 10; 5 (4) 1 of 7

2 Embriologicamente, insieme al mascellare superiore e all osso temporale, la mandibola deriva dal primo arco branchiale, si forma per osteogenesi intramembranosa diretta e quando sottoposta ad opportune sollecitazioni funzionali, si accresce per osteogenesi intra-membranosa di tipo mantellare 23. La crescita mantellare prevede una fase cartilaginea intermedia detta fase della cartilagine secondaria in cui lo sviluppo della mandibola viene guidato dalla presenza di un processo cartilagineo, la cartilagine di Meckel che, dopo aver indotto la formazione dell osso, si riassorbe nella sua parte mesiale, senza aver preso parte diretta al processo, mentre la sua porzione distale migra nell orecchio medio dove darà origine all incudine ed al martello. Sebbene la cartilagine di Meckel sia intimamente associata allo sviluppo della mandibola, ricordiamo che essa non da un contributo diretto a tale sviluppo ma ne costituisce la guida; quando la cartilagine scompare (intorno al sesto mese di vita fetale) l osteogenesi responsabile dello sviluppo della mandibola procede ad opera dello strato profondo del periostio, detto strato osteogeneratore, per apposizione intramembranosa semplice, tranne a livello del condilo, delle inserzioni muscolari e dei processi alveolari dove, grazie agli stimoli funzionali, si mantiene di tipo mantellare 35,36. Fino alla 10 a settimana di vita intrauterina la mandibola rudimentale è interamente costituita per ossificazione membranosa e solo dopo questo periodo appaiono tre cartilagini secondarie: condilare, coronoide e sinfisaria. La cartilagine condilare si forma a circa dodici settimane di vita intrauterina come una struttura di forma conica che occupa quasi tutto lo sviluppo del ramo; intorno alle venti settimane si realizza l ossificazione encondrale e residua solo un sottile strato cartilagineo sulla testa condilare. La cartilagine coronoide appare intorno ai 4 mesi di vita intrauterina ed è temporanea, infatti forma il processo coronoide ed il bordo anteriore del ramo, ma scompare molto prima della nascita. Le due cartilagini sinfisarie che derivano indipendentemente dalle due estremità delle cartilagini del Meckel (il primordio della cartilagine di Meckel appare tra la sesta e la settima settimana di vita intrauterina) vanno incontro ad ossificazione encondrale e scompaiono entro il primo anno di vita neonatale. La sinfisi assume una ben definita morfologia solo a partire dalla 19 a settimana. Analizzando più dettagliatamente la crescita della mandibola dobbiamo comunque precisare come questa sia dovuta allo sviluppo di ciascuna delle sue unità scheletriche: corpo, condilo, processo coronoide, ramo, processo alveolare. I tre fattori responsabili della crescita mandibolare sono: 1. Fattori ormonali che condizionano e regolano lo sviluppo generale degli esseri viventi; 2. Fattori passivi di tipo cartilagineo; 3. Fattori attivi di tipo diretto dovuti a sollecitazioni funzionali; di tipo indiretto dovuti a sollecitazioni tradizionali esercitate dalle altre ossa. V.J.O. February 10; 5 (4) 2 of 7

3 1. FATTORI ORMONALI La componente ormonale interviene nella crescita mandibolare con gli stessi fattori (STH, ormone tiroideo, ormone sessuale) e le stesse modalità già descritti per il mascellare superiore e che quindi non ritratteremo in questa seconda parte del lavoro 2,7,29,32,37,39,42,48. Alcuni autori 12,13 però, ritengono importante evidenziare l azione di altre particelle coinvolte nel processo di sviluppo della mandibola, come ad esempio sostanze artificiali ad attività simil-ormonale quali gli anabolidi steroidi che, assunti nella dieta di molti atleti sembrano avere un effetto favorente su tutto lo sviluppo osseo ed in particolare sulla mandibola. Gli anabolidi steroidi infatti, stimolano la funzione dell ipofisi (lobo frontale) e condizionano la biosintesi delle proteine, condizione che nell uomo può portare ad acromegalia ed eccessiva crescita craniofacciale, con particolare riferimento al mascellare inferiore anche dopo il termine dello sviluppo scheletrico. Altri interessanti studi 13,14,16,20,43,46 sono stati condotti sugli effetti di sostanze minerarie nella crescita mandibolare. In particolare lo zinco, costituente di molti enzimi come la carbonato deidratasi, l alcalino fosfatasi e la polimerasi, è implicato nella sensibilità dei recettori degli ormoni della crescita, con attento riferimento a quelli mandibolari; infatti una ridotta quantità di minerale presente sembrerebbe ridurre la sensibilità di tali recettori e condizionare il metabolismo delle ossa. e la cavità glenoide in basso ed indietro, e la mandibola, che si dirige con lo splancnocranio in basso ed in avanti. Alcuni autori 19,30,31 assegnano alla cartilagine condilare una funzione di guida all accrescimento mandibolare mentre altri sostengono che la crescita del condilo sia unicamente di adattamento 33,34 ; studi in vitro e su trapianti sembrano infine dimostrare quasi certamente l incapacità del condilo ad avere una crescita autonoma ed indipendente 45. Ancora oggi, lontani dall identificare la maggior parte delle molecole coinvolte nella crescita condilare, si suppone che fattori di differenziazione (es. Sox 9), fattori di crescita e mediatori angiogenici (es. VEGF), giochino un importante ruolo nell ossificazione encondrale del processo condilare così come avviene per le ossa lunghe. Recenti studi 34,35 infatti, hanno portato a concludere che il processo di crescita condilare coinvolge una serie di eventi microscopici cellulari e molecolari che, se approfonditamente studiati, potrebbero fornire le basi per un nuovo modello concettuale di crescita ancora sconosciuto (tab. 1). 2. FATTORI PASSIVI di tipo cartilagineo La cartilagine condilare insieme alla clavicolare costituisce l unico esempio di cartilagine secondaria che persiste dopo la nascita; essa si sviluppa inizialmente come una cartilagine secondaria indipendente, situata a considerevole distanza dal corpo mandibolare, quindi in uno stadio precoce della vita fetale, si fonde con il ramo mandibolare in via di sviluppo. Questa cartilagine è rivestita da uno spesso strato di tessuto connettivo costituto da condroblasti e precondroblasti, può aumentare in spessore non soltanto per crescita interstiziale ma anche per apposizione ossea e, poiché la superficie cartilaginea prolifera, a livello del collo del condilo si producono riassorbimenti compensativi molto complessi 45. Il condilo riveste un ruolo di differenziale tra la sutura sfeno-occipitale, che trascina l osso occipitale V.J.O. February 10; 5 (4) 3 of 7

4 3. FATTORI ATTIVI : Con tale termine intendiamo parlare di quei fattori che fisiologicamente intervengono nella crescita della mandibola e che possono agire direttamente con sollecitazioni di tipo funzionale o indirettamente attraverso la crescita di zone limitrofe. Tali fattori, con le modalità di seguito descritte dal punto di vista macroscopico, determinano la forma finale dell osso 1,4,6,9,15,17,18,22,24,27,38,40,41,44,47 : sviluppo della piramide petrosa del temporale; Concettualmente il modello di crescita mandibolare può rappresentarsi con una immagine che si sposta in basso mentre la sua dimensione cresce in alto e indietro 11 (fig. 3). pressioni applicate dalla lingua ai processi dento-alveolari inferiori; forze masticatorie trasmesse dai denti inferiori; azioni meccaniche trasmesse dai muscoli delle labbra e delle guance (le guance esercitano un azione più importante nel senso trasversale) durante la masticazione, la respirazione e la deglutizione; sviluppo dei denti monofisari ; azione dei muscoli massetere, temporale e pterigoideo interno, le cui situazioni toniche, trofiche e dimensionali influenzano la crescita del ramo e del processo coronoide della mandibola; condilo articolare; dimensione e forma scheletrica e/o dentoalveolare del mascellare superiore; Lo sviluppo del terzo inferiore della faccia si determina per un dislocamento in blocco della mandibola e come già accennato per processi di riassorbimento ed apposizione superficiale. L importanza di questi fattori è variabile e dipendente sia dalla direzione di sviluppo che dall età del paziente. Le ossa temporali ed in particolare la piramide petrosa sono molto mutevoli nei primi anni di vita, quindi la situazione delle articolazioni, dei condili o meglio dell intera mandibola può variare considerevolmente a seconda della lunghezza e dell orientamento postero-anteriore e verticale della piramide petrosa. I siti di crescita dell osso sono localizzati nella superficie posteriore del ramo e nei processi coronoide e condilare, lungo la parte anteriore invece si rilevano solo piccoli cambiamenti; il corpo mandibolare si allunga con un meccanismo di apposizione ossea periostale, mediante la rimozione di osso dalla superficie anteriore del ramo e deposizione di osso sulla sua superficie posteriore, mentre il ramo diventa più alto con un meccanismo di sostituzione ossea encondrale a livello condilare e di rimodellamento superficiale. Nell infanzia il ramo è localizzato nel punto dove erompe il primo molare deciduo e il progressivo rimaneggiamento posteriore crea spazio per i secondi molari decidui e successivamente per i molari permanenti anche se spesso questa crescita termina prima che sia stato creato abbastanza spazio per consentire l eruzione del terzo molare, che di conseguenza rimane incluso nel ramo (fig.4). La traslazione dell osso si accompagna allo spostamento dei tessuti molli che l avvolgono. Macroscopicamente 2,35,36 la crescita a livello dei processi mandibolari può essere così descritta: Il processo coronoide ha una crescita dipendente dal suo attaccamento ai muscoli temporali, infatti si edifica con le trazioni del muscolo temporale V.J.O. February 10; 5 (4) 4 of 7

5 Il mento rappresenta un sito di crescita pressoché inattivo, si sposta infatti in basso ed in avanti come conseguenza della crescita che si esplica a livello del condilo e del versante posteriore del ramo. durante lo sviluppo della funzione masticatoria: il rimodellamento del processo coronide rallenta l ampliamento posteriore della mandibola ; L angolo mandibolare ha una crescita dipendente dalla presenza dei muscoli massetere e pterigoideo interno e dall attività delle unità scheletriche adiacenti: tende a chiudersi con l età e può cambiare morfologia secondo il tipo di crescita; Il corpo ed il ramo mandibolare hanno modalità di accrescimento che trovano discordanze in 10,11 letteratura. Mentre infatti alcuni autori sostengono che l accrescimento del corpo mandibolare avviene per dislocamento del ramo, altri 8,9 esprimono pareri diversi: appena il corpo si è formato, questo si allunga posteriormente lungo il canale neurovascolare del nervo alveolare inferiore che ne fa da guida, come un sito di crescita attiva di tipo periostale. La cartilagine condilare è responsabile della crescita del solo segmento osseo esteso dalla sommità condilare all entrata del canale dentale inferiore e non di tutta la mandibola. Il processo alveolare si accresce per la presenza degli elementi dentari. Il processo condilare è coinvolto in uno sviluppo regolato da particelle ad oggi ancora non precisamente identificate e di dubbia origine intrinseca o estrinseca (come precedentemente accennato). Recenti studi 34 sull influenza cellulare nella crescita condilare portano comunque a concludere che essa potrebbe essere regolata (e non attivata) da vari fattori di crescita non ancora del tutto conosciuti e da altri fattori di regolazione espressi endogenicamente nel condilo. SCHEMA DI CRESCITA RIASSUNTIVO : Sembra utile riepilogare la crescita della mandibola analizzandola nei tre piani dello spazio: Crescita sagittale: avviene prevalentemente in tre diverse sedi ma con attività correlate: a livello del corpo, della branca montante e dell unità dentoalveolare; ciascuna di queste attività di crescita è variabile per quantità e direzione e questa variabilità si esprime non solo nella dimensione e nella forma ma anche nel diverso grado di rotazione (posteriore o anteriore). A livello del corpo mandibolare il fenomeno di rimodellamento provoca l allun-gamento della mandibola, la sua crescita in senso sagittale deve essere quantitativamente più importante di quella del mascellare superiore, per compensare la rotazione e per conservare un articolazione dentodentaria corretta. Il mento si rimodella sia per riassorbimento soprasinfisario che per apposizione sinfisaria. A livello della branca montante l apposizione posteriore ed il riassorbimento anteriore creano progressivamente il posto per l eruzione dei molari. L apposizione è comunque più importante del riassorbimento, comportando un aumento della branca che si porta indietro e si ispessisce fino all eruzione dei terzi molari. Infine l unità scheletrica dentoalveolare inferiore, situata nella parte alta del corpo, è influenzata dal numero e dalla posizione dei denti, dalle funzioni occlusali, dagli stimoli funzionali ricevuti dalla lingua, le labbra e le guance. Crescita verticale: alla nascita la branca montante è molto corta, successivamente si accresce grazie all attività della cartilagine condilare. A livello del condilo il rimodellamento osseo crea la forma definitiva della testa e del collo del condilo; tale accrescimento determina la dimensione verticale contemporaneamente alla crescita totale della mandibola. Lo sviluppo in altezza delle branche montanti allontana il corpo della mandibola dal mascellare superiore e nello spazio così liberato si sviluppano per apposizione i processi alveolari, congiuntamente ai fenomeni di dentizione. V.J.O. February 10; 5 (4) 5 of 7

6 Un apposizione ossea minore si produce nella zona inferiore della mandibola dove il canale dentario viene allontanato dalla superficie dell osso. Sviluppo trasversale: la sincondrosi sinfisaria si chiude fin dai primi mesi di vita e l ampliamento della mandibola risulta essenzialmente dal suo allungamento associa-to alla divergenza progressiva posteriore delle due emimandibole. L accrescimento in larghezza è in particolare più sensibile a livello dei condili (fig.5). BIBLIOGRAFIA: 1) Avis V. The relation of the temporal muscle to the form of the coronoid process. Am J Phys Anthropol 1959; 17: ) Bassigny F. Manuel d ortopedie dentofaciale. Ed Masson Paris ) Behrents RG. Growth of the craniofacial skeleton. Monograph 18. Craniofacial growth series. Ann Arbor: Center for Human Growth and Development; University of Michigan ) Bresin A, Kiliaridis S, Strid KG. Effect of masticatory function on the internal bone structure in the mandible of growing rat. Eur J Oral Sci 1999; 107: ) Brodie AG.Anatomy and Phisiology of head and neckmuscolature. Am. J. Orthodontics 1950; 36: ) Burdi AR, Spyropoulos MN. Prenatal growth patterns of the human mandible and masseter muscle complex. Am J Orthod 1978; 74: ) Cozza P, Pachì F, Macchiarulo E. Il tessuto di sostegno delle arcate dentarie. Parte prima. Mascellare superiore e premaxilla. Virtual Journal of Orthodontics [serial online] 2003 August 01; 5 (3). 8) Delaire J, Précious D. Interaction of the development of the nasal septum, the nasal pyramid and the face. International Journal of Pediatric Otorhino-laryngology 1982; 12 : ) Di Malta E. Le terze Classi. II Ed Masson, Milano ) Enlow DH. Wolff 's law and the factor of architectonic circumstance. Am J Orthod 1968; 54: ) Enlow DH. Handbook of facial growth 2nd ed. Philadelphia 1982; WB Saunders Company. 12) Gebhardt A, Pancherz H. The effect of anabolic steroids on mandibular growth.am J Orthod Dentofacial Orthop Apr; 123(4): ) Golub MS, Keen CL, Gershwin ME, Styne DM, Takeuchi PT, Ontell F, et al. Adolescent growth and maturation in zinc-deprived rhesus monkeys. Am J Clin Nutr 1996; 64: ) Hambidge KM, Hambidge C, Jacobs M, Baum JD. Low levels of zinc in hair, anorexia, poor growth, and hypogeusia in children. Pediatr Res 1972; 6: ) Hoyte DAN. Growth of the face and jaws compared with the rest of the skeleton In Poole DFG, ed. The eruption and occlusion of teeth London, Butterworth and Company ) Japanese Nutrition Food Academy. Metallic element in living body. Tokyo: Koseikan Publishing Co; 1994: ) Kiliaridis S, Bresin A, Holm J, Strid KG. Effects of masticatory muscle function on bone mass in the mandible of the growing rat fed a soft diet. Eur J Orthod 1985; 7: ) Kiliaridis S, Engstrom C, Thilander B. The relationship between masticatory function and craniofacial morphology. I. A cephalometric longitudinal analysis in the growing rat fed a soft diet. Eur J Orthod 1985; 7: ) Koski K. Cranial growth centers: facts of fallacies? Am J Orthod 1968; 54(8): ) Maki K, Nishioka T, Nishida I, Ushijima S, Kimura M. Effect of zinc on rat mandibles during growth.am J Orthod Dentofacial Orthop. 2002; 122(4): ) Martinez G, Caltabiano C, Leopardi R, Caltabiano M: Istomorfologia delle cartilagini secondarie della mandibola in feti umani. Minerva Stomatologia 1997; 46: ) Moore WJ. Masticatory function and skull growth. J Zool 1965; 146: V.J.O. February 10; 5 (4) 6 of 7

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