在整個動物的生命周期中，骨骼中的骨組織隨著施加力的變化而不斷地重構(gòu)，例如與運動和運動相關(guān)的變化。檢查顎骨的結(jié)構(gòu)如何隨著強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直接影響骨骼結(jié)構(gòu)。在這項研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)了有關(guān)細胞和分子變化的新信息，這些變化使骨骼能夠適應(yīng)機械應(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現(xiàn)這一目標，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，如果使用計算機模擬增加咀嚼直接導(dǎo)致顎骨結(jié)構(gòu)的變化。組織學(xué)和基因表達分析顯示，顎骨上的機械負荷改變骨中骨細胞的細胞因子表達，導(dǎo)致骨形成增強。他們最近公布了他們的發(fā)現(xiàn)在科學(xué)報告。

“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Masamu Inoue說。“此外，缺乏咀嚼增加的動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)致大腦初級運動皮層激活，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)微型計算機斷層掃描(micro-CT)分析顯示HD的顎骨上的機械負荷影響其形狀，以計算機模擬預(yù)測的方式。模擬還表明，這些形態(tài)變化重新分配了HD在骨骼中產(chǎn)生的機械應(yīng)力，表明顎骨能夠使其形狀適應(yīng)機械力的變化。

此外，他們發(fā)現(xiàn)增加施加于顎骨的力可刺激骨細胞產(chǎn)生更多的IGF-1，這是促進骨形成的主要生長因子之一。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)骨重建細胞的功能來促進面部結(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 - 可以促進治療骨骼異常，如下頜畸形。”