Стоматология Учебник Трезубова / Раздел 01 Прикладная анатомия и физиология жевательно-речевого аппарата / 02 Функции жевательно-речевого аппарата

Функции жевательно-речевого аппарата

Биомеханика нижней челюсти.

Биомеханика — раздел био­физики, изучающий, в частности, происходящие в живых тка­нях, органах и организме механические явления, в том числе — при движениях.

Движения нижней челюсти являются результатом сокра­щения той или иной группы жевательных мышц. Направление этих движений и их амплитуда определяются топографией мышц и мест их прикрепления, а также анатомо-топографическими особенностями височно-нижнечелюстного сустава и от­дельных его элементов.

На характер движений оказывают также влияние форма зубных дуг и их взаимоотношения (прикус). Все это наклады­вает своеобразный отпечаток не только на движения нижней челюсти, но и на весь жевательный аппарат, что становится особенно очевидным при сравнительном изучении его у различ­ных групп животных.

У хищников сустав действует как простой шарнир, допус­кающий только движения вверх и вниз, то есть смыкание и раз­мыкание челюстей. Головки нижней челюсти представляют со­бой цилиндры, длинные оси которых направлены поперечно и при их продолжении сливаются в одну прямую линию. Нижне­челюстная яма всей своей поверхностью охватывает головку нижней челюсти. Вследствие указанного строения сустав име­нуется блоковидным. Жевательные зубы имеют трехбугорковое строение с остроконечными бугорками. Последние сильно вклиниваются между своими антагонистами, не допуская ни са­гиттальных, ни трансверзальных движений. Такое устройство соответствует основной функции жевательного аппарата у этих животных, заключающейся только в разрывании пищи и её про­глатывании.

Иные особенности сустава у грызунов, у которых преобла­дают сагиттальные движения. Головки нижней челюсти у них также обладают цилиндрической формой с той разницей, что длинные оси идут парасагиттально, нигде не пересекаясь. Ни­жнечелюстные ямки представляют собой парасагиттальное желобообразное углубление, по которому скользят головки при движениях нижней челюсти. Жевательные зубы имеют много­бугорковое строение, но бугорки очень слабо выражены.

У жвачных все строение сустава и, следовательно, меха­низм движений нижней челюсти приспособлены к выполнению усиленных боковых движений, требующихся для разжевывания трудно перевариваемой растительной пищи. Суставные поверх­ности у них поменялись местами: головки нижней челюсти представляют собой небольшие углубления, соответственно ко­торым на черепе расположены выпуклости, допускающие боко­вые движения довольно большой амплитуды. Зубные ряды со­стоят большей частью из жевательных безбугорковых зубов со складчатой поверхностью.

У человека имеют место движения, обусловливающие за­мыкание и размыкание челюстей (вертикальные), перемещения нижней челюсти вперед и назад (сагиттальные) и в стороны (трансверзальные). В процессе эволюции и функционального приспособления к условиям внешней среды, главным образом к роду пищи, изменились и усовершенствовались движения ни­жней челюсти. В результате этого произошли соответствующие изменения в строении височно-нижнечелюстного сустава и его функциональном механизме.

Анализируя анатомические особенности сустава у челове­ка, можно отметить элементы, характерные для перечисленных групп животных. Так, углубление нижнечелюстной ямки напо­минает сустав хищника, а суставной бугорок указывает на общ­ность со жвачными животными. В соответствии с этим произо­шло дифференцирование зубов. Их деление по анатомическому строению на передние (резцы и клыки) и боковые (премоляры и моляры) является результатом этой дифференциации.

Нижняя челюсть участвует во множестве функций: жева­ния, звукообразования, речи, глотания и др. Из всех этих функций следует выделить движения, связанные с жеванием. Нижняя челюсть человека может совершать движения в не­скольких направлениях:

— вертикальном (вверх-вниз), что соответствует открыва­нию и закрыванию рта;

— сагиттальном (вперед-назад);

— трансверзальном (вправо-влево);

— диагональном или косом (вправо-вперед; влево-вперед).

Каждое движение нижней челюсти происходит при одно­временном скольжении и вращении головок нижней челюсти. Разница заключается лишь в том, что в одних случаях в суста­вах преобладают шарнирные, а при других — скользящие дви­жения.

Вертикальные движения нижней челюсти. Движе­ния нижней челюсти в вертикальной плоскости совершаются при открывании и закрывании рта благодаря активному сокра­щению мышц, опускающих (m.mylohyoideus, m.geniohyoideus, venter anterior m.digastricus) и поднимающих (m.masseter, m.temporalis, m.pterygoideus medialis) нижнюю челюсть.

При открывании рта одновременно с вращением нижней челюсти вокруг оси, проходящей через её головки, последние скользят по скату суставного бугорка вниз и вперед. Это дви­жение они совершают вместе с суставным диском. В нижнем отделе сустава головки вращаются в углублении нижней по­верхности диска, который для неё является подвижной сустав­ной ямкой. При максимальном открывании рта головки уста­навливаются у переднего края суставного бугорка.

При опускании нижней челюсти передние зубы движутся по кривым, которые по мере открывания рта постепенно уда­ляются от сустава. Это объясняется тем, что при открывании рта постепенно происходит выдвижение нижней челюсти. Оно необходимо, например, при откусывании пищи для последую­щего установления режущих краев верхних и нижних зубов встык.

Траектории движения нижних зубов являются концентри­ческими кривыми с общим центром в головке нижней челюсти. Они так же, как и ось вращения головки, могут перемещаться в пространстве.

Сагиттальные движения нижней челюсти. Движе­ние нижней челюсти вперед осуществляется двусторонним со­кращением латеральных крыловидных мышц.

Движение головки нижней челюсти в суставе может быть условно разделено на две фазы:

— в первой — диск вместе с головкой скользит по поверх­ности суставного бугорка;

— во второй фазе к скольжению головки присоединяется шарнирное движение её вокруг собственной поперечной оси.

Расстояние, которое проходит головка нижней челюсти при её движении вперед, носит название сагиттального сустав­ного пути. Это расстояние в среднем равно 7-10 мм.

Рис. 1.30. Углы сагиттальных суставного и резцового путей (схема): а - угол сагиттального суставного пути; б - угол сагиттального резцового пу­ти естественных зубов; в - угол сагиттального резцового пути искусственных зубов в съемном протезе

Если разделить путь, пройденный головкой нижней челю­сти относительно ската суставного бугорка (суставной путь), на отдельные отрезки, то каждому отрезку будет соответство­вать своя кривая. Таким образом, весь путь, пройденный ка­кой-либо точкой головки нижней челюсти или подбородочного выступа, представляет собой ломаную линию, состоящую из множества кривых.

Угол, образованный пересечением траектории сагитталь­ного суставного пути с окклюзионной плоскостью, называется углом сагиттального суставного пути. В зависимости от степе­ни выдвижения нижней челюсти угол сагиттального суставного пути меняется. По данным Гизи, он в среднем равен 33° (рис. 1.30 а).

При ортогнатическом прикусе выдвижение нижней челюс­ти сопровождается скольжением нижних резцов по нёбной по­верхности верхних. Путь, совершаемый нижними резцами при выдвижении нижней челюсти вперед, называется сагитталь­ным резцовым путем.

Угол, образованный пересечением траектории сагитталь­ного резцового пути с окклюзионной плоскостью, называется углом сагиттального резцового пути (рис. 1.30 б). Угол сагит­тального резцового пути в среднем равен 40° — 50°.

При выдвижении нижней челюсти в положение передней ок­клюзии возможны контакты зубных рядов только в трёх точ­ках. Одна из них расположена на передних зубах, а две — на дистальных бугорках вторых или третьих моляров. Это явление было впервые описано Бонвиллем и получило название трехпунктного контакта Бонвилля.

Трансверзальные движения нижней челюсти. Движения нижней челюсти в правую или левую сторону возни­кают в результате одностороннего сокращения латеральной крыловидной мышцы. Так, при движении челюсти вправо со­кращается левая латеральная крыловидная мышца, при движе­нии влево — правая. На стороне сократившейся мышцы голо­вка нижней челюсти с диском смещаются вниз, вперед и несколько внутрь. При этом головка на противоположной сторо­не вращается вокруг оси, идущей почти вертикально через ветвь нижней челюсти.

Головка нижней челюсти на стороне сократившейся мыш­цы, перемещаясь внутрь, образует угол с первоначальным на­правлением сагиттального резцового пути.

Рис.1.31. Углы трансверзальных суставного (угол Беннетта - а) и резцово­го (готический угол - б) путей

Угол трансверзального суставного пути (угол Беннетта) образуется направлением сагиттального суставного пути и сме­щением головки нижней челюсти внутрь при боковом движении нижней челюсти. Его среднее значение, равняется 15°—17° (см.рис. 1.31).

Трансверзальные движения характеризуются определен­ными изменениями окклюзионных контактов зубов. Поскольку нижняя челюсть смещается то вправо, то влево, зубы описыва­ют кривые, пересекающиеся под тупым углом. Чем дальше от головки нижней челюсти располагается зуб, тем угол больше.

Угол, получаемый от пересечения кривых, образуемых перемещением центральных резцов, называется углом транс­верзального резцового пути, или готическим углом. Он равен 100° — 110°. Значительный интерес представляют изменения взаимоотношений жевательных зубов при боковых экскурси­ях челюсти.

При боковых движениях челюсти принято различать две стороны — рабочую и балансирующую. На рабочей стороне зу­бы устанавливаются друг против друга одноименными бугорка­ми, а на балансирующей стороне — разноименными, то есть щечные нижние бугорки устанавливаются против нёбных.

До сих пор при изучении движения нижней челюсти по­следние искусственно разлагались на составные элементы (опу­скание, выдвижение вперед, в стороны). Это делалось из методических соображений. В действительности экскурсии нижней челюсти очень сложны, поскольку представляют собой комби­нацию различных движений. Наибольший практический инте­рес для ортопедической стоматологии имеют жевательные дви­жения. Знание их может облегчить создание протезов и искус­ственных зубов.

Не вызывает сомнения утверждение, что на рабочей сто­роне имеет место смыкание одноименными бугорками. Иное взаимоотношение боковых зубов не обеспечивало бы растира­ние пищи. На балансирующей стороне возможно как образова­ние контакта между разноименными бугорками, так и отсутст­вие их. Это, по-видимому, зависит от выраженности трансверзальных окклюзионных кривых, соотношения ширины зубных рядов, амплитуды поперечных смещений нижней челюсти.

При создании зубных протезов учитываются указанные показатели биомеханики нижней челюсти. Это осуществляется с помощью артикуляторов. Артикуляторы — приборы, имити­рующие, в определенной степени, движения нижней челюсти. Их простейшим прототипом являются окклюдаторы (рис. 1.32), которые позволяют имитировать вертикальные шарнирные дви­жения нижней челюсти.

Рис. 1.32. Аппараты, воспроизводящие движения нижней челюсти: а - окклюдатор; б - артикулятор Протар

Артикуляторы делятся на две группы: анатомические и универсальные (индивидуальные). В основу конструкции пер­вых положены средние показатели ("артикуляторы среднего измерения") углов суставных и резцовых путей. Модели челю­стей, укрепленные в таких артикуляторах, могут воспроизво­дить передне-задние, боковые, вертикальные движения нижней челюсти.

Надо отметить, что подвижной в артикуляторе является верхняя рама. Недостатком артикуляторов со средней установ­кой является их стандартность. Универсальные или индивиду­альные, приборы снабжаются лицевой дугой, с помощью кото­рой регистрируются указанные выше биомеханические параме­тры каждого конкретного субъекта. Эти индивидуальные пока­затели переносятся на соответствующие шкалы артикулятора.

Применяются артикуляторы для формирования искусст­венных зубных рядов частичных и полных съемных протезов, а также моделирования жевательной поверхности вкладок, коро­нок и мостовидных протезов. С их помощью изучают также ар­тикуляционные взаимоотношения диагностических моделей че­люстей.

Жевание (лат. — masticatio) — одна из начальных фаз про­цесса поглощения пищи, состоящая в измельчении, растирании и перемешивании пищи со слюной, в результате которых про­исходит формирование пищевого комка. Жевание отдельной порции пищи, находящейся в полости рта, продолжается в среднем 10-15 с. Академиком И.П.Павловым было установлено рефлекторное влияние жевания на секрецию слюнных желез, секреторную и моторную функцию желудка. Полноценное же­вание также положительно влияет на кровообращение и основ­ной обмен веществ.

Жевание представляет собой совокупность механических процессов, направленных на раздробление и измельчение пищи в полости рта. Механическая обработка пищи осуществляется зубами, совершающими вместе с нижней челюстью сложный цикл движений.

В жевательных экскурсиях нижней челюсти различают движения основные (непосредственно связанные с размалыва­нием пищи) и вспомогательные (совершаемые для захвата и пе­ремещения пищи в полости рта при жевании).

После откусывания пищи передними зубами раздробление её происходит преимущественно с помощью клыков и премоляров. В этой фазе жевания иногда участвуют и первые моляры. Медиальный валик щечной мышцы, прижимаясь к зубам и образуя стенку преддверия полости рта, способствует удержанию пищи на окклюзионной поверхности зубов, возвращению её из преддверия на зубы и перемещению в полость рта (рис.1.33).

Рис.1.33. Схема жевания: а - зубы разомкнуты, движением языка пища перемещена на коренные зубы; б и в - зубы начинают смыкаться при одновременном образовании щечного валика; г - пищевой комок раздавлен зубами

Затем пища подвергается растиранию, которое осуществ­ляется путем активных движений нижней челюсти в стороны. Одновременно наступает обильное слюноотделение, способст­вующее образованию скользкого пищевого комка за счет содер­жащегося в слюне муцина. Степень измельчения пищи регули­руется рецепторами слизистой оболочки полости рта и языка.

Размельченные частицы собираются для дополнительной механической обработки. Жевание может происходить на обе­их сторонах или только на одной. Передача пищи с одной сто­роны на другую совершается при помощи языка, губ и щек.

Рис. 1.34. Цикличность движений нижней челюсти (А. Гизи): а - положение центральной окклюзии; б - нижняя челюсть опущена и смещена в сторону; в - боковая окклюзия; г - центральная окклюзия

Характер жевательных движений нижней челюсти для каждого рода пищи отличается определенным постоянством и ритмом. При нормальной функции пищеварительной системы жевание осуществляется на основе сложного взаимодействия условных и безусловных рефлексов. Так, во время интенсивно­го жевания происходит рефлекторное тоническое сокращение гладких мышц желудка, а во время глотания — рефлекторное расслабление тонуса этих мышц. При пережевывании пищи ни­жняя челюсть совершает цикл движений. Гизи представил цик­личность движений нижней челюсти в виде схемы (рис. 1.34).

Начальным моментом движения является положение цент­ральной окклюзии. Затем непрерывно следуют одна за другой четыре фазы:

— в первой фазе челюсть опускается и выдвигается вперед;

— во второй фазе происходит смещение челюсти в сторо­ну (боковое движение);

— в третьей фазе зубы смыкаются на рабочей стороне од­ноименными бугорками, а на балансирующей — разно­именными;

— в четвертой фазе зубы возвращаются в положение цен­тральной окклюзии, и жевательный цикл повторяется.

После окончания жевания челюсть устанавливается в по­ложение, обусловленное функциональным покоем жевательных мышц (Бытуют неправильные названия-синонимы "покой нижней челюсти", "относительный покой нижней челюсти (мышц)". Во-первых, "активность" и "покой" — это определение состояния мышц, а не костей, во-вторых, у живого человека не может быть "абсолютного по­коя мышц", а значит нет и "относительного". Прим. редакторов), то есть состоянием их максимального расслабления. При этом нижняя челюсть опущена и между передними зубами наблюдается просвет величиной 1-13 мм (в среднем 2-3 мм). Гу­бы лежат свободно, сглаживаются носогубные складки.

Глотание. Проведение пищи из полости рта по глотке в пищевод осуществляется в результате сложного координиро­ванного рефлекторного акта глотания, во время которого про­исходит в определенной последовательности сокращение мышц языка, глотки, гортани:

— первая фаза акта глотания — произвольная, подъёмом языка пищевой комок продвигается за передние дужки;

— вторая фаза акта глотания — продвижение пищевого комка по глотке к входу в пищевод — непроизвольная, обеспе­чивается врожденным рефлексом;

— третья фаза акта глотания является продолжением второй — приближение пищевого комка к входу в пищевод вы­зывает рефлекторное открытие входа в пищевод и активное продвижение комка по пищеводу благодаря перистальтическо­му сокращению его мускулатуры.

После освобождения глотки от пищевого комка восстанав­ливается исходное положение. Акт приема пищи воздействует на многие функции организма: дыхание, кровообращение, газо­обмен, двигательный аппарат.

Звукообразование. Звукообразовательная функция имеет большое значение в деятельности человека. Следует отметить, что животным присуща лишь голосообразовательная функция, а человеку и речевая.

В воспроизведении звуков участвуют три основных отдела дыхательного аппарата:

1) легкие, бронхи, трахея (нижний резонатор);

2) голосовой аппарат гортани, в частности голосовые складки;

3) резонирующие полости рта, носа и придаточных пазух, изменяющие свою форму вследствие движения нижней челюс­ти, губ, сокращения мышц нёба и щек (верхний резонатор).

В момент произнесения звука голосовая щель вначале за­крыта, т.е. голосовые складки находятся в напряженном и со­мкнутом состоянии. Затем под давлением воздуха, находящего­ся в легких, трахее и бронхах, она открывается на очень корот­кое время и в этот момент часть воздуха прорывается через го­лосовую щель, после чего голосовые складки вновь смыкаются; частота этих колебательных движений соответствует высоте из­даваемого тона.

Таким образом, при фонации ток воздуха, выходящего из нижнего резонатора, периодически с определенной частотой прерывается и находится в состоянии колебательного движе­ния. Эти колебания воздуха создают звук. Высота его зависит от числа подобных колебаний или перерывов в секунду.

На высоту и тембр голоса влияют величина голосовых складок, их напряжение и особенности резонаторов. Поэтому, желая произнести звук определенной высоты, человек, сокра­щая определенным образом гортанные мышцы, уже рефлекторно придает голосовым складкам необходимую длину и напря­жение, а верхним резонаторам — определенную форму.

Звук различается по высоте, тембру и силе. Высота звука связана с частотой колебаний голосовых складок, а частота, в свою очередь, — с их длиной и напряжением. Полости рта и носа, куда попадает воздух, выходящий из гортани, уже не мо­гут изменить высоту звука. Являясь верхним резонатором, они усиливают лишь некоторые тоны гортанного звука, вследствие чего последний приобретает определенный тембр.

Кроме того, меняя положение щек, языка, неба и губ, мы произвольно можем менять тембр звуков, но лишь в определен­ных пределах. Характеристика тембра голоса каждого челове­ка отличается исключительной индивидуальностью, поэтому мы узнаем голоса знакомых людей.

Произнесение определенных звуков разговорной речи зави­сит не от гортани, а от формы рта, глотки и взаимного распо­ложения находящихся в них органов. Сила звука связана с си­лой выдоха, который зависит не только от поперечнополосатой дыхательной мускулатуры, но, в определенной мере, и от степе­ни сократительной способности гладкой мускулатуры бронхов.

Во время речи глотка резонирует звуки, возникающие в гортани. Формирование тембра голоса происходит в полостях гортани, глотки, носа, его придаточных пазух и рта. Усилению и окраске голоса способствует то обстоятельство, что полость глотки может изменять свой объем и форму, а мягкое небо име­ет большую подвижность и может изменять направление дви­жения звуковых колебаний (в полости рта и носа).

Гортань создает звук определенной высоты и силы, а об­разование гласных и согласных звуков происходит в основном в ротовой и в меньшей мере глоточных полостях. При произне­сении гласных звуков мягкое небо отгораживает носоглотку от полости рта, согласные звуки произносятся при опущенном мягком небе.

В формировании согласных звуков, их твердости, тональ­ности и тембра важную роль играет язык, особенно его кончик, артикулирующий с оральной поверхностью передних зубов и твердым небом.

Зубы также имеют большое значение для звукообразова­ния. Отсутствие режуще-бугоркового контакта между передни­ми зубами, наличие трем, диастем, а также отсутствие перед­них зубов нарушают не только эстетику, но и звукопроизношение, особенно свистящих и шипящих ("с", "з", "ц", "ч", "ш", "щ") и губных ("п", "б", "в", "ф") согласных.

Потеря зубов в боковом отделе зубного ряда, осложнен­ная уменьшением межальвеолярной высоты, приводит к труд­ностям в произношении гласных.

Аномалии прикуса и деформации окклюзионной поверхно­сти зубных рядов часто приводят к нарушению дикции. Такие больные нуждаются в комплексном лечении с участием ортопе­да, ортодонта и логопеда.

Большое внимание уделяется нормальному звукопроизношению при протезировании больных с частичной и полной по­терей зубов. В связи с этим существуют определенные правила конструирования промежуточной части мостовидного протеза и постановки искусственных зубов в съемных протезах с целью профилактики фонетических нарушений.

Дыхание (respiratio) — периодические движения грудной клетки, изменяющие её объем и вызывающие возвратно-посту­пательное движение воздуха в дыхательных путях. Нормаль­ным для человека является дыхание через нос.

Во время вдоха, обусловленного отрицательным давлением в грудной клетке, воздух устремляется в обе половины носа. Поскольку плоскость ноздрей расположена горизонтально, струя воздуха вначале направляется вверх, больше по общему носовому ходу и частично по среднему. В связи с продолжаю­щейся тягой в сторону хоан, основная масса воздуха аркооб­разно поворачивает назад и идет на уровне среднего носового хода, хотя часть воздушной струи достигает свода носа и здесь поворачивает к хоанам.

При выдохе струя воздуха проходит от носоглотки через хоаны к ноздрям. Поэтому основная часть воздушной массы при выдохе идет на уровне нижнего носового хода. При вдохе из придаточных пазух носа выходит часть воздуха, что способ­ствует согреванию и увлажнению вдыхаемого воздуха, а также диффузии его в обонятельную область. При выдохе воздух по­ступает в пазухи. Около половины (45%) всего сопротивления дыхательных путей принадлежит полости носа, что обусловле­но и относительной узостью, изогнутым характером носовых ходов, и неровной поверхностью их стенок. Если дыхание осу­ществляется через рот, вдох становится менее глубоким, что уменьшает количество поступающего в организм кислорода и может сказаться на деятельности нервной, сосудистой, крове­творной и других систем, особенно у детей.

Появление некоторых этнических признаков дыхания в ка­кой-то мере объясняется климатическими условиями. В жарком климате дыхание через рот является одной из мер повышения теплоотдачи. При таком дыхании ротовая щель постоянно зия­ет, в силу чего давление языка на зубы становится превалирую­щим. А это обстоятельство является наиболее частой причиной протрузии передних зубов у представителей негроидной расы.

Совершенно противоположный механизм формирования прикуса у представителей северных народов. Холод и ветры вы­нуждают почти к постоянному дыханию через нос при плотно сжатых губах. При этих условиях возникает определенное рав­новесие между давлением языка и губ на передние зубы. Мо­жет быть, поэтому, наряду с прямым прикусом, значительно чаще у жителей Севера встречается ретрузия передних зубов.