การปรับโครงสร้างกระดูก: ออสทีโอแคลสต์และออสทีโอบลาสต์

การเคลื่อนฟันทางทันตกรรมจัดฟันในระดับเนื้อเยื่อเป็นปัญหาของการปรับโครงสร้างกระดูก กระดูกเบ้าฟันรอบฟันที่กำลังเคลื่อนที่จะถูกรื้อถอนและสร้างใหม่ตลอดเวลาโดยเซลล์สองชนิดที่เชี่ยวชาญ ได้แก่ ออสทีโอแคลสต์ซึ่งทำหน้าที่สลายกระดูก และออสทีโอบลาสต์ซึ่งทำหน้าที่สร้างกระดูก กิจกรรมที่ประสานกันและเชื่อมโยงกันของเซลล์ทั้งสองชนิดนี้ช่วยให้เบ้าฟันสามารถปรับรูปร่างได้รอบฟันขณะที่ฟันเคลื่อนที่ โดยมีการกำจัดกระดูกในบริเวณที่ฟันเคลื่อนเข้าหา และมีการสะสมกระดูกในบริเวณที่ฟันเคลื่อนออกห่าง

Definition

การปรับโครงสร้างกระดูกคือกระบวนการที่เชื่อมโยงกันตลอดชีวิต ซึ่งออสทีโอแคลสต์สลายกระดูกที่มีอยู่เดิม และออสทีโอบลาสต์สร้างกระดูกใหม่ ในทางทันตกรรมจัดฟัน กลไกนี้คือการปรับรูปร่างกระดูกเบ้าฟันรอบฟันที่ได้รับแรงต่อเนื่อง ทำให้ฟันสามารถเคลื่อนที่ได้

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมชีววิทยาของเซลล์ในการปรับโครงสร้างกระดูกเบ้าฟันในบริบทของการเคลื่อนฟัน: ต้นกำเนิดและการทำงานของออสทีโอแคลสต์และออสทีโอบลาสต์ สัญญาณที่เชื่อมโยงการสลายกระดูกกับการสร้างกระดูก (รวมถึงแกน RANKL/OPG และพรอสตาแกลนดิน) และวิธีการที่แรงทางกลถูกเปลี่ยนเป็นการตอบสนองในการปรับโครงสร้าง นี่คือข้อมูลอ้างอิงเกี่ยวกับชีววิทยาของเซลล์กระดูก ไม่ใช่ระเบียบการรักษา

Key concepts

• ออสทีโอแคลสต์ (เซลล์สลายกระดูก)
• ออสทีโอบลาสต์ (เซลล์สร้างกระดูก)
• การเชื่อมโยงของการสลายและการสร้างกระดูก
• แกนส่งสัญญาณ RANKL / RANK / OPG
• พรอสตาแกลนดินและไซโตไคน์ในฐานะตัวกลางในการปรับโครงสร้าง
• การสลายกระดูกด้านหน้า
• การหมุนเวียนของกระดูกและการยึดทางทันตกรรมจัดฟัน

Key theories

การปรับโครงสร้างที่เชื่อมโยงกันและแกน RANKL/OPG

การสลายและการสร้างกระดูกเชื่อมโยงกันทางชีวภาพ: เซลล์สายออสทีโอบลาสต์ควบคุมการก่อตัวของออสทีโอแคลสต์ผ่านระบบส่งสัญญาณ RANKL/OPG และการรับแรงทางกลจะเปลี่ยนสมดุลนี้ ทำให้ออสทีโอแคลสต์ถูกเรียกมายังด้านแรงกด และออสทีโอบลาสต์สร้างกระดูกบนด้านแรงดึง ซึ่งประสานการหมุนเวียนที่ทำให้ฟันเคลื่อนที่ได้

Mechanisms

ออสทีโอแคลสต์เป็นเซลล์ขนาดใหญ่ที่มีหลายนิวเคลียส ซึ่งมาจากสายเซลล์โมโนไซต์-มาโครฟาจ ที่เกาะติดกับพื้นผิวกระดูกและละลายแร่ธาตุและเมทริกซ์ของกระดูก; ออสทีโอบลาสต์เป็นเซลล์สายเมเซนไคม์ที่สังเคราะห์และทำให้เมทริกซ์กระดูกใหม่เกิดการสะสมแร่ธาตุ กิจกรรมของเซลล์ทั้งสองชนิดนี้เชื่อมโยงกัน ส่วนใหญ่ผ่านระบบ RANKL/OPG: เซลล์สายออสทีโอบลาสต์และเซลล์อื่นๆ แสดงออก RANKL ซึ่งจับกับ RANK บนเซลล์ตั้งต้นของออสทีโอแคลสต์เพื่อกระตุ้นการก่อตัวและการทำงานของเซลล์เหล่านั้น ในขณะที่ออสทีโอโปรเทเจอริน (OPG) ทำหน้าที่เป็นตัวรับลวงที่ยับยั้งการสลายกระดูก ในระหว่างการเคลื่อนฟัน แรงจะกดทับเอ็นยึดปริทันต์ทางด้านแรงกด ซึ่งการผลิตพรอสตาแกลนดิน ไซโตไคน์ และ RANKL ในท้องถิ่นจะส่งเสริมการเรียกออสทีโอแคลสต์และการสลายกระดูก; ทางด้านแรงดึง ออสทีโอบลาสต์จะถูกกระตุ้นและมีการสร้างกระดูกใหม่ ผลสุทธิคือการปรับโครงสร้างเบ้าฟันในทิศทางที่ตามฟันที่เคลื่อนที่ อัตราและคุณภาพของการปรับโครงสร้างนี้ขึ้นอยู่กับขนาดและความต่อเนื่องของแรง และชีววิทยากระดูกพื้นฐานของผู้ป่วย

Clinical relevance

เนื่องจากการเคลื่อนฟันเป็นเหตุการณ์การปรับโครงสร้างโดยพื้นฐาน ชีววิทยาของออสทีโอแคลสต์และออสทีโอบลาสต์จึงเป็นพื้นฐานของอัตราการเคลื่อนที่ ความมั่นคงของการยึด และการตอบสนองของกระดูกต่อเครื่องมือจัดฟัน ข้อมูลนี้อธิบายกระบวนการของเซลล์เหล่านั้นเพื่อเป็นข้อมูลอ้างอิง และไม่ได้กำหนดการใช้ยา ระดับแรง หรือการรักษาที่ปรับเปลี่ยนการหมุนเวียนของกระดูก ซึ่งเป็นเรื่องของการตัดสินใจทางคลินิกเฉพาะบุคคล

Evidence & guidelines

ข้อมูลทางเซลล์และโมเลกุลของการปรับโครงสร้างเบ้าฟันในการเคลื่อนฟันได้มาจากงานวิจัยเชิงทดลองและรวบรวมไว้ในบทความทบทวน; บทบาทสำคัญของแกน RANKL/OPG และของพรอสตาแกลนดินในการเชื่อมโยงการสลายกับการสร้างกระดูกได้รับการสนับสนุนอย่างดี แม้ว่าการควบคุมเชิงปริมาณที่แม่นยำของอัตราการปรับโครงสร้างในมนุษย์ยังคงไม่สมบูรณ์

History

ความเข้าใจว่าการเคลื่อนฟันสะท้อนถึงการปรับโครงสร้างกระดูกนั้นเติบโตมาจากการสังเกตทางจุลพยาธิวิทยาในยุคแรกๆ ของการสลายและการสะสมรอบฟันที่เคลื่อนที่ การระบุสายเซลล์ออสทีโอแคลสต์และออสทีโอบลาสต์ที่แตกต่างกัน และต่อมาการค้นพบระบบส่งสัญญาณ RANKL/OPG ในช่วงปลายทศวรรษ 1990 ได้เปลี่ยนแปลงสาขาวิชานี้โดยการให้กลไกระดับโมเลกุลสำหรับการเชื่อมโยงการสลายและการสร้างกระดูกที่จุลพยาธิวิทยาทางทันตกรรมจัดฟันได้อธิบายมานานแล้ว

Key figures

• Gary E. Wise
• Gregory J. King
• W. Eugene Roberts
• Ze'ev Davidovitch

Seminal works

• wise-king-2008
• krishnan-davidovitch-2006

Frequently asked questions

ออสทีโอแคลสต์และออสทีโอบลาสต์แต่ละชนิดทำหน้าที่อะไรในระหว่างการเคลื่อนฟัน?

ออสทีโอแคลสต์สลาย (ละลาย) กระดูกเบ้าฟัน ส่วนใหญ่ทางด้านแรงกดเพื่อให้ฟันสามารถเคลื่อนที่เข้าไปในช่องว่างที่ถูกเคลียร์ออกไป ในขณะที่ออสทีโอบลาสต์สร้างกระดูกใหม่ ส่วนใหญ่ทางด้านแรงดึงเพื่อสร้างเบ้าฟันที่รองรับด้านหลังฟันขึ้นมาใหม่

ระบบ RANKL/OPG คืออะไร และทำไมจึงมีความสำคัญ?

RANKL กระตุ้นการก่อตัวและการทำงานของออสทีโอแคลสต์ที่สลายกระดูก และออสทีโอโปรเทเจอริน (OPG) จะยับยั้ง RANKL เพื่อจำกัดการสลายกระดูก; คู่สัญญาณนี้เชื่อมโยงการสลายกระดูกกับการสร้างกระดูก และเป็นจุดควบคุมสำคัญสำหรับการปรับโครงสร้างที่ทำให้ฟันเคลื่อนที่ได้