A kutatók megfejtették a fogtulajdonságok és a fogelhasználódás funkcionális biomechanikájának titkát

Arra jutottak továbbá, hogy a fog elhasználódottsága, a fogszövet elvesztése és az okklúziós domborzat hiánya mind csökkenti a nyújtóerők hatását a fogban. Ennél fogva, ha a rágófelület tulajdonságai megváltoznak, a dentális szövetek biomechanikai tulajdonságai is módosulnak – vagyis egy evolúciós kompromisszum jön létre annak érdekében, hogy a fog minél tovább megőrizhető legyen.

A kutatók először 3-D digitális modelleket készítettek három gorillaállkapocs második nagyőrlőjéről, amelyek állapota elhasználódottság tekintetében eltért.A második lépés egy olyan szoftveres eszköz (Occlusa lFingerprint Analyser—OFA ) használata volt, amelyet a Senckenberg Kutató Intézetben fejlesztettek ki, hogy pontosan meghatározható legyen az alsó-felső fogak összeérési felülete.A következőkben mérnöki szemszögből közelítették meg a kutatást, és véges elem analízist végeztek, hogy kiértékeljenek néhány dentális jellemzőt, amelyek jellemzően megtalálhatóak az emberszabásúakés a nagytestű majmok nagyőrlőjeiben, és fontos biomechanikai következményeik vannak.

Az eredmények azt mutatták, hogy az ép, vagy alig használódott nagyőrlőkben (megfelelően

formált okkluzális domborzattal, amely a leghatékonyabb az élelem megrágására), a nyújtóerők a rágófelszín barázdáira koncentrálódnak. Ebben az állapotban, a nagyőrlők különböző tarajai fontos biomechanikai funkciót látnak el, például megtámasztják a koronát a ráható erőkkel szemben, amelyek a rágás során keletkeznek. A fogszövetvesztésnek és a rágófelszín ellaposodásának köszönhetően ezeknek a tarajoknak a funkcionalitása csökken azélet során. Azonban az elhasználódott fogakon található laposabb tarajok csökkent funkcióját ellensúlyozza az a jelenség, hogy a fog-fog kapcsolat során keletkező érintkezési felület növekszik, amely végül a rágófelszínre ható erők szétoszlásához vezet.

Ez felveti annak a lehetőségét, hogy az elhasználódás folyamatának lényeges befolyása volt a nagyőrlők evolúciójára és a szerkezeti adaptációjára, és ezt tette lehetővé, hogy kibírják a rágás során keletkező erőket, és ezáltal lehetségessé vált az életkor előrehaladtával bekövetkező fogromlás mértékének csökkenése.“Úgy tűnik, hogy a jelenség, amit megfigyeltünk, lényegében egy evolúciós kompromisszum, amely a hosszú távú fogmegőrzés érdekében jött létre. Annak ellenére, hogy az elhasználódott fogak nem olyan hatékonyak a rágásban, így is ellátják a feladatukat. Ez nem így lenne, ha túl korán, idő előtt elvesztenénk őket.” mondta Stefano Benazzi a Max Planck Intézet Evolúciós Antropológia Részlegétől. “A fog evolúcióját és a dentális biomechanikát csak akkor érthetjük meg igazán, ha tovább vizsgáljuk a fog funkcióját, figyelembe véve a dinamikai változásokat a fog szerkezetében az egyéni életidők alatt.”

“Az eredményeknek nagymértékben hozzájárultak ahhoz, hogy megfejthessük a fog tulajdonságainak funkcionális biomechanikáját és a rágószervünk evolucionáris fejlődésének irányát. Ez pedig a modern fogászatra is fontos hatással lehet, mert elősegítheti a fogászati kezelések fejlesztését.” mondta Jean-Jacques Hublin,a Max Planck Intézet Humán Evolúciós Osztályának vezetője.

A tanulmányt, eredeti címén “Unravelling the functional biomechanics of dental features and toothwear”, július 23-án publikálták online a PLOS ONE folyóiratban.