Развитие лицевого скелета
Apr. 28th, 2021 12:55 pm![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
healthy_backhttps://en.wikipedia.org/wiki/Collagenopathy,_types_II_and_XI
Коллагенопатия II и XI типов
Общие признаки и симптомы включают проблемы с развитием кости, которые могут привести к короткому росту, увеличению суставов, искривлению позвоночника и артриту в молодом возрасте. Для некоторых людей изменения костей можно увидеть только на рентгеновских снимках. Распространены проблемы со зрением и слухом, а также расщелина нёба с небольшой нижней челюстью.
Мутации в этих генах мешают правильной сборке коллагенов типа II и XI или уменьшают количество этих коллагенов. Дефектное или уменьшенное количество молекул коллагена влияет на развитие костей и других соединительных тканей, вызывая признаки и симптомы коллагенопатий типа II и XI.
https://en.wikipedia.org/wiki/Facial_skeleton#Development
Различия в черепно-лицевой форме между людьми во многом обусловлены различными схемами биологического наследования. Перекрестный анализ остеологических переменных и SNP всего генома выявил специфические гены, которые контролируют это черепно-лицевое развитие. Из этих генов было обнаружено, что DCHS2, RUNX2, GLI3, PAX1 и PAX3 определяют морфологию носа, тогда как EDAR воздействует на выступ подбородка.
Adhikari, K., Fuentes-Guajardo, M., Quinto-Sánchez, M., Mendoza-Revilla, J., Chacón-Duque, J. C., Acuña-Alonzo, V., Gómez-Valdés, J. (2016). "A genome-wide association scan implicates DCHS2, RUNX2, GLI3, PAX1 and EDAR in human facial variation". Nature Communications. 7: 11616. doi:10.1038/ncomms11616. PMC 4874031. PMID 27193062.
https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fgene.2018.00462/full
Front. Genet., 16 October 2018 | https://doi.org/10.3389/fgene.2018.00462 Facial Genetics: A Brief Overview
Генетика лица: краткий обзор
Stephen Richmond1*, Laurence J. Howe2,3, Sarah Lewis2,4, Evie Stergiakouli2,4 and Alexei Zhurov
1 Прикладные клинические исследования и общественное здравоохранение, Школа стоматологии, Колледж биомедицинских и биологических наук, Университет Кардиффа, Кардифф, Великобритания
2 Отдел интегративной эпидемиологии MRC, Науки о здоровье населения, Университет Бристоля, Бристоль, Великобритания
3 Институт сердечно-сосудистых наук, Университетский колледж Лондона, Лондон, Великобритания
4 Школа челюстных и стоматологических наук, Бристольский университет, Бристоль, Великобритания
Исторически кранио-лицевые генетические исследования, по понятным причинам, были сосредоточены на выявлении причин черепно-лицевых аномалий, и только в течение последних 10 лет было принято решение детализировать биологическую основу изменения лица в нормальном диапазоне. Этой инициативе способствовало наличие недорогих трехмерных систем высокого разрешения, которые способны быстро и точно фиксировать детали лица тысяч людей. Одновременные достижения в технологии генотипирования позволили исследовать генетические влияния на фенотипы лица как в настоящее время, так и в истории человечества.
До- и послеутробное развитие лица
Развитие лица предполагает согласованную сложную серию эмбриональных событий. Узнаваемые особенности человеческого лица развиваются примерно на 4-й неделе беременности и тесно связаны с клетками черепного нервного гребня (Marcucio et al., 2015). Перечислены процессы компонента развития лица (таблица 1), и может быть визуализирована человек эмбриональная последовательность событий, которая помогает понять движение процессов лица, за которыми следует их слияние (Sharman, 2011).
Постнатальный рост лица имеет тенденцию следовать за общим соматическим ростом с периодами устойчивого приращения размера, перемежающимся периодами быстрого роста с пиком роста, происходящим при половом созревании (Tanner et al., 1966a, b; Бхатия и др., 1979; Кау и Ричмонд, 2008; Richmond et al., 2009; Richmond S. et al., 2018). Сроки, векторы и продолжительность всплесков роста лица, как правило, различны для мужчин и женщин и между популяциями, способствующими общему изменению лица (Kau et al., 2010; Hopman et al., 2014; Richmond R.C. et al., 2018).
Оценку лица и тела можно проследить до древних греков и египтян, которые использовали математические методы, такие как ряды Фибоначчи и золотая пропорция (1: 1,618) в применении к искусству и архитектуре как метод определения привлекательности и красоты (Ricketts, 1982).
Черты лица могут быть широко охарактеризованы с точки зрения размера и формы всего лица и/или его составных частей (например, большой/малой головы; короткое/длинное и широкое/тонкое лицо, выступающий или утянутый подбородок). Сообщалось также о признании отличительных черт лица и губ, таких как бороздки, узелки, линии разграничения губ (Merks et al., 2003; Wilson et al., 2013).
Для количественной оценки особенностей лица традиционно использовались ориентиры, сделанные либо непосредственно с лица, либо полученные с помощью фотографий или рентгенограмм. Эти ориентиры определяются идентифицируемыми/описываемыми чертами лица, например, переносица, внутренний/внешний угол глазной щели, спайками, которые могут формировать Евклидовы расстояния, углы и отношения (Farkas et al., 2002, 2004, 2005).
Один или несколько ориентиров лица могут использоваться для генерации основных компонентов, геодезических расстояний, геодезических массивов, лицевого каркаса характерных черт, которые могут классифицировать схемы в чертах лица (Hammond and Suttie, 2012; Hallgrimsson et al., 2015; Tsagkrasoulis et al., 2017; Abbas et al., 2018).
Исследования близнецов исторически использовались для изучения относительного генетического и экологического влияния на форму лица, используя генетические различия между монозиготными и дизиготическими близнецами (Visscher et al., 2008). Исследования близнецов показывают, что 72-81% вариаций роста у мальчиков и 65-86% у девочек обусловлены генетическими различиями, а окружающая среда объясняет 5-23% вариаций (Jelenkovic et al., 2011).
Аналогичные уровни генетического и экологического вклада были зарегистрированы для некоторых черт лица. Сообщалось о преимущественно генетических влияниях на переднюю высоту лица, относительную заметность верхней и нижней челюстей, ширину лица/носа, форму носовых корней, носо-губной угол, аллометрию и размер центроидов. (Carels et al., 2001; Carson, 2006; Jelenkovic et al., 2010; Djordjevic et al., 2013a,b, 2016; Cole et al., 2017; Tsagkrasoulis et al., 2017)
В противоположность этому, предыдущие оценки предполагают, что переднезадняя высота лица лица (antero-posterior face height), длина тела нижней челюсти, угла нижней челюсти (рамуса), высота верхнего вермиллиона (губы), ширина носа и выступ верхней челюсти сильнее зависят от факторов окружающей среды. (Jelenkovic et al., 2010; Djordjevic et al., 2016; Sidlauskas et al., 2016; Cole et al., 2017; Tsagkrasoulis et al., 2017)
Влияение среды
С момента зачатия родительская среда может влиять на развитие плода. Развитие лица происходит очень рано, в то время, когда мать не всегда осознаёт, что беременна. Развивающийся плод может подвергаться воздействию неблагоприятных условий в домашних условиях, на рабочем месте или в результате деятельности по образу жизни (курение, потребление алкоголя и наркотиков, аллергены, краска, борьба с вредителями/сорняками, тяжелые металлы, уборка, продукты для организма, такие как духи и кремы). Многие из этих веществ могут пересекать плаценту (нафталин - летучий полициклический ароматический углеводород, связанный с выбросами растворителей, присутствует в бытовых продуктах и пестицидах. Mirghani et al., 2015; Nicotine – Wickström, 2007; Drugs and alcohol – Lange et al., 2014).
Имеются данные, свидетельствующие о том, что воздействие некоторых из этих веществ может также продолжаться в послеродовом периоде через грудное молоко. (тяжелые металлы – Caserta et al., 2013; Dioxin – Rivezzi et al., 2013).
Сообщается, что некоторые гены влияют на разные части лица. PRDM16 связан с длиной и видимостью носа, а также шириной ноздрей, SOX9, как полагают, связан с формой ноздрей и кончика носа, изменение SUPT3H, как полагают, влияет на носо-губной угол и форму мостика носа, в то время как размер центроида (квадратный корень из квадратных расстояний всех ориентиров грани от центроида) и аллометрия (отношение размера к форме) были связаны с генами PDE8A и SCHIP17 соответственно. (Cole et al., 2016).
С C5orf50 связаны ширина между ушами и глазами. Есть некоторые доказательства, чтобы предположить, что есть совокупные генетические последствия в форме носа, включающей SOX9, DCHS2, CASC17, PAX1, RUNX2, и GL13 и форме подбородка, SOX9 и ASPM. Кроме того, вероятно, что один или несколько генов влияют на всю форму лица, а также на более локализованные области лица. Есть некоторые доказательства, чтобы предположить, что есть совокупные генетические влияния на форме носа, включающие SOX9, DCHS2, CASC17, PAX1, RUNX2, и GL13 и форму подбородка, SOX9 и ASPM. Кроме того, вероятно, что один или несколько генов влияют на всю форму лица, а также на более локализованные области лица. (Claes et al., 2018).
Антропология и история человечества
Со временем на морфологию лица в разных популяциях влияли различные факторы, такие как миграция, выбор спутника жизни, выживание и климат, которые способствовали изменению фенотипов лица. Данные генетического и лицевого фенотипа могут быть использованы для улучшения понимания человеческой истории.
Родословная и генетическое смешение
Происхождение и физическая внешность тесно связаны между собой; часто можно сделать вывод о недавнем происхождении человека на основе физически наблюдаемых признаков, таких как структура лица и цвет кожи. Действительно, предыдущие исследования показали, что восприятие самого себя и генетически полученное происхождение связаны с морфологией (чертами) лица, особенно в отношении формы носа. (Dawei et al., 1997; Le et al., 2002; Farkas et al., 2005; Claes et al., 2014).
Морфологические различия лица, связанные с предками, хорошо видны при сравнении особей из разных популяций, но отличительные различия остаются даже в более однородных по происхождению популяциях.
Исторические миграции, такие как европейская колонизация Латинской Америки, привели к генетической примеси (размножение между особями из ранее изолированных популяций) (Hellenthal et al., 2014), которая сильно повлияла на морфологию лица латиноамериканской популяции. Действительно, в современные дни латиноамериканцы имеют смешанное африканское, европейское и индейское происхождение, с генетической примесью, очень предсказывающей физический вид. По этой причине родовые маркеры часто включаются в модели предсказания лица (Claes et al., 2014; Ruiz-Linares et al., 2014; Lippert et al., 2017).
Выбор партнера, Половой Диморфизм и Отбор
Фенотипы лица могут влиять на выбор спутника и находиться под давлением отбора. Затем эти факторы могут влиять на репродуктивное поведение и приводить к изменениям на уровне населения в вариациях лица, поскольку предпочтение отдается определенным фенотипам. Предыдущие исследования показали, что черты лица, такие как привлекательность (Little et al., 2001; Fink and Penton-Voak, 2002), цвет волос (Wilde et al., 2014; Adhikari et al., 2016; Field et al., 2016; Hysi et al., 2018), цвет глаз (Little et al., 2003; Wilde et al., 2014; Field et al., 2016) и пигментации кожи (Jablonski and Chaplin, 2000, 2010; Wilde et al., 2014; Field et al., 2016) могут влиять на выбор спутника жизни и/или находился под историческим отбором. Особенности, связанные с внешностью, также часто являются сексуально диморфными, возможно, в результате сексуального и естественного отбора. Например, значительно больше женщин самостоятельно сообщают о наличии светлых и рыжих волос, в то время как больше мужчин сообщают о наличии черных волос (Hysi et al., 2018).
Возможные эволюционные преимущества лицевых фенотипов широко обсуждались, но антропологические гипотезы могут быть проверены с использованием генетических данных и лицевых фенотипов. Например, предполагается, что мужское лицо является предсказателем иммунокомпетентности (Scott et al., 2013). Предыдущее исследование проверило эту гипотезу с использованием трёхмерных изображений лица и генетической изменчивости в области главного комплекса гистосовместимости (MHC) и обнаружило слабые доказательства, подтверждающие это (Zaidi et al., 2018).
Другие возможные преимущества, которые были изучены, включают: преимущества цвета волос (Adhikari et al., 2016; Hysi et al., 2018), форму носа и адаптацию к климату (Zaidi et al., 2017) и преимущества более тёмной кожи (Wilde et al., 2014; Aelion et al., 2016). Высокий уровень фенотипического и генотипического разнообразия супругов был ранее продемонстрирован для роста (Robinson et al., 2017), и аналогичные методы могут быть применены с использованием фенотипов лица для изучения влияния морфологии лица на выбор партнёра.
Эпигенетика
Эпигенетика относится к митотически (и, возможно, спорно мейотически) наследуемым изменениям в экспрессии генов, которые не объясняются изменениями последовательности ДНК-пар оснований. Эпигенетические процессы включают метилирование ДНК, модификацию гистонов и ремоделирование хроматина, которые могут влиять на экспрессию генов путём регуляции транскрипции (Jaenisch and Bird, 2003; Птица, 2007; Гибни и Нолан, 2010; Allis and Jenuwein, 2016).
Эпигенетические процессы особенно актуальны для черепно-лицевых фенотипов из-за общей важности регуляции эпигенетических генов во время эмбрионального развития (Reik, 2007) и их специфической роли в развитии нервного гребня (Hu et al., 2014).
Кранио-лицевые эпигенетические исследования на сегодняшний день в значительной степени сосредоточены на челюстно-лицевых расщелинах (заячье нёбо, волчья пасть). Предыдущие общеэпигеномные исследования ассоциации (EWAS) обнаружили доказательства дифференциального метилирования ДНК между случаями расщелины и контролем (Alvizi et al., 2017), а также между различными подтипами расщелины лица (Sharp et al., 2017), подразумевающими актуальность метилирования ДНК в развитии черепа. Модифицируемая природа эпигенетических процессов привела к большому волнению, что эти процессы могут быть опосредованы эффектами воздействия окружающей среды.
Считается, что материнская среда играет важную роль в отношении челюстно-лицевых расщелин. Предыдущие исследования обнаружили убедительные доказательства, подтверждающие связь между пренатальным воздействием дыма (Joubert et al., 2016) и добавкой фолата (Richmond R.C. et al., 2018) с дифференциальным метилированием ДНК, но, напротив, нет чётких доказательств связи между пренатальным воздействием алкоголя и метилированием ДНК (Sharp et al., 2018).
В расщелине ткани губ были обнаружены ограниченные доказательства связи между метилированием LINE-1 и экспозицией матери, но выводы были ограничены скромными размерами выборки (Khan et al., 2018). В будущей работе могут использоваться методы медитации (Tobi et al., 2018) или менделевской рандомизации (Relton and Davey Smith, 2012), чтобы официально исследовать возможность того, что пренатальные воздействия влияют на риск расщелины лица посредством эпигенетических процессов.
Аналогично, эпигенетические процессы могут опосредовать эффекты генетической вариации зародышевой линии. Многие из ранее обсуждавшихся генетических вариантов, связанных с чертами лица в GWAS, находятся в небелковых кодирующих областях генома с неясной функциональной значимостью. Одна из возможностей заключается в том, что эти варианты могут влиять на фенотипы лица через пути регуляции генов, включающие эпигенетические процессы. Действительно, предыдущее исследование показало, что основной локус риска для несиндромальной расщелины губы/нёба (nsCL/P), в некодирующем интервале, участвует в регуляции экспрессии генов в развивающемся лице мыши (Uslu et al., 2014), в то время как другое исследование обнаружило некоторые доказательства того, что генетические варианты nsCL/P могут влиять на риск nsCL/P посредством изменений метилирования ДНК и экспрессии генов (Howe et al., 2018b).
Несмотря на надежды на ранние кранио-лицевые эпигенетические исследования, есть важные оговорки, которые стоит отметить. Во-первых, основная проблема заключается в том, что эпигенетические модификации могут варьироваться в разных тканях. Предыдущие исследования использовали метилирование ДНК в крови в качестве показателя метилирования в тканях губ и нёба. Несмотря на некоторые доказательства положительной корреляции между метилированием ДНК крови и ткани губ (Alvizi et al., 2017; Howe et al., 2018b), степень, в которой кровь является подходящим индикатором, неизвестна.
Кроме того, неясно, сопоставимы ли эпигенетический профиль тканей губ и нёба постнатально с одними и теми же тканями во время эмбрионального развития. Предыдущее челюстно-лицевое исследование расщелин GWAS не обнаружило чётких доказательств обогащения тканеспецифических сигналов, заключив, что это может быть связано с отсутствием подходящих типов тканей (Leslie et al., 2017).
Во-вторых, при проверке причинности эпигенетические модификации могут варьироваться в течение всей жизни, поэтому может быть трудно определить направление эффекта между эпигенетической модификацией и фенотипом. Поэтому важно использовать методы причинного вывода, такие как эпигенетическая менделевская рандомизация Relton и Davey Smith, 2012) или тест Штейгера (Hemani et al., 2017), чтобы ориентировать вероятные направления действия между фенотипами, эпигенетическими модификациями и экспрессией генов.
Двойные исследования показали, что форма лица в основном обусловлена генетическими воздействиями (≈75%), хотя процентное распределение, объясненное в исследованиях GWAS, чрезвычайно низко, в целом объясняя менее 2% общей дисперсии. GWAS может недооценивать, а исследования близнецов и семей переоценивают уровни наследственности. Форма и особенности лица являются результатом мутаций, генетического дрейфа, рекомбинации и естественного отбора.
Разработка стратегий профилактики и здравоохранения
Профилактика может быть сложной (кроме постоянного улучшения условий окружающей среды и снижения воздействия потенциальных эпигенетических факторов), так как развитие лица происходит очень рано во время беременности в течение периода, когда мать часто не знает, что она беременна.
Заключение
Лицо развивается очень рано при беременности, и его развитие тесно связано с клетками черепного нервного гребня. Нарушение раннего эмбриологического развития может привести к широкому спектру эффектов от тонких неврологических и лицевых признаков, которые включают асимметрию, до значительного влияния на форму лица, характеризующегося CL/P, или при аномалиях, наблюдаемых при черепно-лицевых синдромах.
Исследования наследственности дали представление о возможном генетическом и экологическом вкладе в форму лица. Однако размеры выборки и несоответствия в дизайне исследований и, в частности, в управлении статистикой дали неоднозначные результаты. Требуется дополнительная подробная информация о наследственности черт лица с особым вниманием к унаследованным путям специфических черт лица в однородных популяциях и популяциях со значительной примесью.
От рождения до совершеннолетия происходят значительные изменения тела и лица. Необходима дальнейшая работа для изучения важности различных биомедицинских маркеров и медицинских состояний (например, глюкоза натощак, холестерин, астма и неврологические расстройства и т.д.) на рост лица, например, ремоделирование лицевого скелета, пространственные изменения составных частей лицевого скелета через швы, мыщелковые и носовые хрящи, а также мягкие ткани, нервные и сосудистые сети.
Исследования GWAS дали представление о генетических влияниях на форму лица. Тем не менее, необходимы крупномасштабные популяционные исследования, чтобы выявить больше генетических вариантов не только в контексте формы лица, но и общего развития тела с особым вниманием к половой зрелости.
При любом изменении формы лица сложные процессы и коммуникации на биологическом уровне и уровне генома должны быть идентифицированы и объяснены. Огромный объём данных, собранных в генетике визуализации из изображений (сотни тысяч точек), наборов данных omics (геномика, транскриптомика и специфичные для клеток сигналы экспрессии и т.д. - сотни миллионов последовательностей), а также биомаркеры для медицинских состояний генерирует массивные и сложные наборы данных.
Впечатления о здоровье индивидуума являются неотъемлемой частью социальных взаимодействий, и суждения делаются по внешнему виду кожи, степени округлости лица и выражению лица (Henderson et al., 2016). За первые 6 лет GWAS и генетики лица был достигнут значительный прогресс. С увеличением размера выборки, улучшением понимания общих генетических влияний на черты человека и развитием методов, вероятно, будет достигнут значительный дальнейший прогресс в ближайшие 6 лет. Понимание лица объяснит, «почему мы выглядим как выглядим», диапазон нормальности и аномальности, которые будут полезны в приложениях здравоохранения и криминалистике.
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7830789/?fbclid=IwAR0rwj54EgD3LX9SbdotRCHGFfspmI_DLj9M3MqOWqXeioU7OjhYaXYSbNQ
Nutrients. 2021 Jan; 13(1): 251. Published online 2021 Jan 16. doi: 10.3390/nu13010251
PMCID: PMC7830789 PMID: 33467180 Maternal Folic Acid Deficiency Is Associated to Developing Nasal and Palate Malformations in Mice. Estela Maldonado,1,2,* Elena Martínez-Sanz,1,2 Teresa Partearroyo,3,4 Gregorio Varela-Moreiras,3,4 and Juliana Pérez-Miguelsanz1
Дефицит материнской фолиевой кислоты связан с развитием пороков развития носа и нёба у мышей
https://www.catnutrition.ru/post/pottenger-cats?fbclid=IwAR2D9TaXIaHwe8NGRcrvao7sWOvF7rU518qQkl1Cm3EjTqnBBk4ejz4ZfIQ
Эксперимент Поттенджера
Фрэнсис М. Поттенджер младший (1901–1967) — американский врач. Занимался в основном изучением и терапией заболеваний дыхательных путей человека: туберкулеза, астмы, аллергии, эмфиземы.
В терапии своих пациентов Поттенджер активно использовал экстракт коры надпочечников, но поскольку в те годы еще не было системы достоверной оценки и стандартизации данного продукта in vitro, оценивать приходилось in vivo. То есть на кошках. Тех подвергали адреналэктомии (удаление надпочечников), а по размеру дозировок, необходимых для поддержания жизни, оценивали качество экстракта.
Изначально все кошки Поттенджера питались вареным мясом. Но поскольку количество используемых животных постоянно росло, со временем для части из них стали пренебрегать тепловой обработкой продуктов. А Поттенджер вдруг с удивлением заметил, что питавшиеся сырым мясом кошки гораздо быстрее восстанавливаются после операций, да и в целом демонстрируют лучшее здоровье и меньшую смертность.
Так одно почти случайное наблюдение дало почву для полноценного многолетнего исследования.
Условия эксперимента
Продолжительность: 1932-1942 (10 лет).
Количество животных: 900 кошек трех поколений.
Кошек первого поколения Поттенджер получал в приютах и от населения, а единственным критерием отбора было общее состояние здоровья. Животные с заболеваниями или генетическими дефектами в эксперименте не участвовали.
Содержались подопытные в светлых и достаточно просторных (3,6 x 1,2 x 2,1 м) уличных вольерах с укрытием и лотком. Базовая уборка и смена воды проводились ежедневно. Каждой кошке полагалась собственная медицинская карта, где тщательно фиксировались все изменения в состоянии животного.
Принципиально различался лишь рацион. Первая группа получала диету, состоящую на две трети из сырого мяса (печени, рубца, потрохов, мозга, сердца, мускульного мяса) и на одну треть из сырого молока. В качестве добавки использовался жир печени трески. Вторая группа получала те же продукты в тех же пропорциях, но мясо было варёным.
Существовала также параллельная ветвь эксперимента: с молоком (обработанное vs. сырое). Её результаты оказались аналогичными первой.
Результаты
Животные из первой группы на протяжении всех трех поколений отличались прекрасным здоровьем. Черепа у них были широкими и правильно развитыми, зубы здоровыми. Кошки прекрасно выглядели (блестящая густая шерсть), не были подвержены инфекциям, аллергиям, заражению внутренними и внешними паразитами. Да-да, именно питавшиеся сырым мясом кошки меньше страдали от глистных инвазий.
Будучи брошенными с высоты шесть футов (около 1,8 м), всегда приземлялись на лапы и как ни в чем не бывало продолжали свою обычную активность.
Коты из этой группы проявляли здоровый половой интерес к кошкам, а беременность, роды и период лактации у кошек в абсолютном большинстве случаев проходили без проблем. Котята рождались здоровыми, однородными по размеру и внешнему виду, со средним весом 119 грамм.
Совсем иная картина наблюдалась среди животных второй группы, которые питались варёным мясом. Нарушения со стороны всех систем организма были многочисленными и становились более выраженными с каждым поколением.
Нервная система
Флегматичность у самцов, раздражительность и даже выраженная агрессия у самок. Животные уже в первом поколении имели проблемы с координацией, при падении с высоты приземлялись неуклюже. Встречались и тяжелые воспаления нервной системы, менингит, паралич.
Зрительная система
Близорукость и дальнозоркость.
Опорно-двигательный аппарат и зубы
Меньший размер котят и взрослых кошек. Кости тоньше и длиннее, чем в норме. Череп маленький, узкий и плоский, с недоразвитием надглазничных дуг и скуловых костей.
Сами кости хрупкие и мало кальцинированные. В третьем поколении содержание кальция в костях было в три-четыре раза меньше, чем у здоровых кошек первого поколения. Естественно, данное состояние сопровождалось многочисленными переломами.
Зубы быстро изнашивались и выпадали, обычны были абсцессы ротовой полости и гингивит.
Желудочно-кишечный тракт
Тяжелая диарея у котят, увеличивающая и без того большую смертность в группе (у взрослых основные причины смерти — пневмония и эмпиема).
Дыхательная и сердечно-сосудистая системы
Патологические изменения в тканях легких у кошек второго и третьего поколений: гиперемия, отечность, частичный ателектаз (спадение/коллапс легочной ткани). Бронхит, пневмонит. Были зарегистрированы случаи астмы. Наблюдались и кардиологические проблемы.
Иммунная и эндокринная системы
Крайне распространены аллергии и инфекции практически всех органов (ротовой полости, мочевого пузыря, почек, печени, костей, суставов, нервной, репродуктивной систем…). Кошки также часто страдали от эндо- и эктопаразитов.
Активность щитовидной железы снижена.
Репродуктивная система
Половой интерес сниженный и/или извращенный. У самок обычны атрофия яичников и застойные явления в матке, у самцов — нарушения сперматогенеза.
Частота выкидышей — 25% в первом поколении; 70% — во втором. Высокая смертность как среди матерей (в родах или в первые месяцы после них), так и среди новорожденных. Кошки третьего поколения были неспособны к репродукции, а зачастую просто не доживали до репродуктивного возраста.
Средний размер новорожденных был на 19 грамм меньше, чем в первой группе — всего 100 грамм. Даже в одном помете котята заметно отличались по размеру и демонстрировали широкое разнообразие костных деформаций.
При возвращении на сыро-мясной рацион полное восстановление происходило только через несколько поколений. Кошка, которую кормили вареным мясом в течение всего лишь 12-18 месяцев, уже никогда, даже после четырех лет рациона из сырого мяса, не давала полностью здоровых котят.
Что всё это значит
Эксперимент наглядно показал, что термически обработанное мясо — еда непригодная для кормления кошек. Но почему? Дело в том, что при варке разрушаются (под воздействием высокой температуры) и вымываются многие полезные вещества.
Для кошек особо критичен дефицит таурина, т.к. в отличие от других животных они не способны самостоятельно его синтезировать. На момент исследований Поттенджера об этом факте известно не было.
Тепловая обработка — это один из самых агрессивных способов обработки продукта, “благодаря” которому теряется наибольшее количество полезных веществ. Особенно это верно для варки и экструзии (технология, используемая в производстве сухого корма), чуть меньше — для сушки и запекания.
Отсюда растут ноги у известного мифа “сбалансировать питание для кошки очень сложно”. Действительно, компенсировать потерю стольких важных макро- и микроэлементов весьма непросто. Даже искусственные добавки не могут полностью решить эту проблему из-за собственных особенностей хранения, усвоения и взаимодействия между собой.
При кормлении сырым мясом данные потери минимальны (меньше — только в свежих необработанных тушках). К тому же есть несколько простых лайфхаков, позволяющих сохранить в мясе максимум полезного:
не храните замороженное мясо более полугода;
не мойте мясо, не сливайте кровь и мясной сок;
соблюдайте рекомендуемые пропорции кости-мясо-органы;
помните, что в активно работающих мышцах таурина больше всего;
в крольчатине таурина мало, поэтому она не подходит для монодиеты.
Именно в сыром мясе в максимально биодоступном виде представлены все необходимые кошке питательные вещества. Поэтому правильная видоспецифичная диета — это всегда сырая диета. Будучи достаточно разнообразным, такой рацион не требует никаких искусственных витаминно-минеральных добавок.
А если до сих пор боитесь глистов в сыром мясе, читайте статью https://www.catnutrition.ru/post/parasites-and-deworming-cats.
Тяжёлый фильм на английском языке об эксперименте Поттенджера: https://www.youtube.com/watch?v=RGMk04blBEU
В фильме подробно показывают нарушения координации и недостатки развития черепа кошек на варёной диете и демонстрируют резкое падение содержания кальция в костях с 12-17% у здорового животного на сыром рационе, до 10% во втором поколении на варёном рационе, и 3% (!!) - в третьем. Плотность костей третьего поколения сравнивают с бумагой. Удивительно, как даже в таких невыносимых условиях жизнь цепляется за самую тонкую возможность существования.
https://www.lsmu.lt/cris/bitstream/20.500.12512/15954/2/Disertacija_Sidlauskas.pdf
Lithuanian university of health sciences medical academy. Mantas Šidlauskas. Doctoral Dissertation Biomedical Sciences, Odontology Kaunas, 2015https://www.lsmu.lt/cris/bitstream/20.500.12512/15954/2/Disertacija_Sidlauskas.pdf
Lithuanian university of health sciences medical academy. Mantas Šidlauskas. Doctoral Dissertation Biomedical Sciences, Odontology Kaunas, 2015. Genetic and environmental influences on mandibular morphology and relationship to cranial base and maxilla. Cephalometric twin study. Диссертацию я не буду выкладывать (92 страницы на английском), это просто закладка-описание ссылки.
Старый пост: https://healthy-back.livejournal.com/391561.html
https://en.wikipedia.org/wiki/Donald_Enlow
https://www.google.com/search?q=essentials+of+facial+growth+2nd+edition+pdf&oq=Essentials+of+Facial+Growth&aqs=chrome.4.0j69i59j69i60j0l3.2686j0j9&sourceid=chrome&ie=UTF-8
He published numerous papers and a book titled Handbook of Facial Growth in 1975. After moving to Case Western, he wrote the book Essentials of Facial Growth with Dr. Mark Hans. A recent version of the book was published in 2008. Following are some of the principles that were developed based on Enlow's research.
Enlow's Counterpart Principle - The growth of any cranial or facial structure relates to other 'counterparts' in face and cranial area. ex. Maxilla and Mandible, Middle Cranial Fossa and Mandibular Ramus
Enlow's V Principle - The movement happens at the wide end of the V during growth as a result of deposition of bone inside and resorption outside.
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/labs/pmc/articles/PMC5094809/
Am J Orthod Dentofacial Orthop. Author manuscript; available in PMC 2016 Nov 3. Published in final edited form as: Am J Orthod Dentofacial Orthop. 2012 Nov; 142(5): 662–670. doi: 10.1016/j.ajodo.2012.06.014
A quantitative trait locus that influences male pubertal sagittal jaw growth might exist in the CYP19A1 gene, and single nucleotide polymorphisms rs2470144 and rs2445761 might be inside this quantitative trait locus or be linked to it.
The haplotype association test (Table IV) showed significant differences with respect to average annual maxillary and mandibular sagittal growth among boys with 2, 1, or 0 haplotype Trs2470144Trs2445761 units. Average annual mandibular growth was significantly different among boys with different numbers of haplotype Crs2470144Crs2445761 units. Boys with haplotype Crs2470144Trs2445761 had less average annual maxillary growth than those without it (Fig 2, C). No significant difference was found in the girls.
In this study, we chose subjects with Class I relationships, since the growth of skeletal Class III relationships is thought to be a polygenic or a single gene trait with variable expressivity and incomplete penetrance with an interaction between genetic and environmental factors.34,35 Although associations have been found between specific polymorphisms and mandibular micrognathia,11 the genetic influence on Class II malocclusion is variable.1 It could be presumed that these skeletal patterns are influenced by a series of more complicated genetic and environmental factors. To better understand variations that result in Class III or Class II relationships, it is important to understand the underlying genetic influence on variations that result in skeletal Class I populations. In this study, we focused on the association of a genetic marker for estrogen synthesis with sagittal jaw growth in a Class I sample.
The annual sagittal growth of the jaws was observed during a skeletal development stage in which the peak in mandibular growth occurs within 1 year after cervical vertebral stage 3 and ends 1 year before cervical stage 5.27 Subjects were excluded if they received treatment that was expected to have an orthopedic effect on jaw growth, such as functional appliance, headgear, or long-time intermaxillary elastics. Because the cephalometric measurement for maxillary growth, condylion to anterior nasal spine, included a mandibular landmark, we also investigated using another measurement, pterygomaxillary fissure to anterior nasal spine, to prevent errors due to variations in the mandible. There was no difference in the conclusions when using pterygomaxillary fissure to anterior nasal spine and condylion to anterior nasal spine (data not shown). Therefore, we report the measurement condylion to anterior nasal spine as it was used in a previous study.36 Since the subjects were all skeletal Class I with a jaw growth relationship considered to be normal at the beginning of treatment, the growth calculated in this study likely represents the natural jaw growth in children with normal skeletal relationships during the pubertal growth spurt.
Single nucleotide polymorphism association analysis showed that genotypes of the 2 single nucleotide polymorphisms were significantly associated with annual sagittal growth of both jaws in boys, but not in girls (Table III). Linear regression of maxillary sagittal growth and mandibular sagittal growth for different genotypes of both single nucleotide polymorphisms show greater differences in the slope and the R2 values in boys than in girls (Fig 3). This demonstrates that there is more individual variation in mandibular and maxillary jaw growth “coordination” in boys than in girls, and might indicate the variable interaction of other factors beside the CYP19A1 genotype. These findings are consistent with those in a similar preliminary study with white subjects, suggesting that the effect of CYP19A1 variation on sagittal jaw growth is seen across ethnic groups.36
Estrogen and testosterone affect many physical features, including facial ones. Estrogen not only initiates pubertal growth in both sexes, but also limits longitudinal bone growth by progressively inducing closure of the epiphyseal growth plate at the end of puberty.12,20 Low doses of estrogen stimulate the pubertal growth spurt and prolong puberty, whereas higher concentrations might inhibit linear growth and promote growth plate closure.20 The biphasic effect of estrogen in both sexes is in contrast with the longitudinal growth-stimulating effect of androgens in boys.37 Clinical data to support the effect of the inhibition of estrogen activity and an increase in the effective testosterone-to-estrogen ratio come from the administration of aromatase inhibitors, resulting in an increased final height in growing boys with short stature.38,39 There is also evidence that, in pubertal boys, a high testosterone-estrogen ratio is supposed to facilitate the growth of cheekbones, mandible, chin, and bones of the eyebrow ridges, and the lengthening of the lower face.2
CONCLUSIONS
We found that genotypes rs2470144 and rs2445761, and haplotypes constructed from them, have significant associations with average annual sagittal jaw growth in pubertal male orthodontic patients. Quantitative trait loci that influence maxillary and mandibular growth might exist in the gene CYP19A1.
https://www.researchgate.net/publication/334068679_The_effect_of_estrogen_on_craniofacial_dimensions_a_systematic_review/fulltext/5d157a44a6fdcc2462ab5328/The-effect-of-estrogen-on-craniofacial-dimensions-a-systematic-review.pdf
In cases of low levels of estrogen, there is an increase of the osteoclast count and surface; whereas in cases of high levels of estrogen, the opposite occurs: bone formation, bone healing and regeneration (19, 20). This hormone express its skeletal effects by its binding to estrogen receptors (ERs) (21).
Only one study observed that an increase of estrogen causes a deformation of the upper and lower jaw leading to a smaller maxilla and mandible, interestingly this study used Zebrafish as animal model (13). This fact could be explained by the physiological differences that exist between mammals and zebrafish. Otherwise, studies that used mice found that a reduction of the craniofacial dimensions occurs when estrogen decreases or when there is a binding in the specific estrogen receptors, blocked through ERs antagonists (9, 12). Following the same line, Singh & Gunberg (10)demonstrated an increase in the linear measurements of the mandible when rats receive estrogen daily. These results clearly suggested that estrogen play an important role in mammals maxilla and mandible development.
Коллагенопатия II и XI типов
Общие признаки и симптомы включают проблемы с развитием кости, которые могут привести к короткому росту, увеличению суставов, искривлению позвоночника и артриту в молодом возрасте. Для некоторых людей изменения костей можно увидеть только на рентгеновских снимках. Распространены проблемы со зрением и слухом, а также расщелина нёба с небольшой нижней челюстью.
Мутации в этих генах мешают правильной сборке коллагенов типа II и XI или уменьшают количество этих коллагенов. Дефектное или уменьшенное количество молекул коллагена влияет на развитие костей и других соединительных тканей, вызывая признаки и симптомы коллагенопатий типа II и XI.
https://en.wikipedia.org/wiki/Facial_skeleton#Development
Различия в черепно-лицевой форме между людьми во многом обусловлены различными схемами биологического наследования. Перекрестный анализ остеологических переменных и SNP всего генома выявил специфические гены, которые контролируют это черепно-лицевое развитие. Из этих генов было обнаружено, что DCHS2, RUNX2, GLI3, PAX1 и PAX3 определяют морфологию носа, тогда как EDAR воздействует на выступ подбородка.
Adhikari, K., Fuentes-Guajardo, M., Quinto-Sánchez, M., Mendoza-Revilla, J., Chacón-Duque, J. C., Acuña-Alonzo, V., Gómez-Valdés, J. (2016). "A genome-wide association scan implicates DCHS2, RUNX2, GLI3, PAX1 and EDAR in human facial variation". Nature Communications. 7: 11616. doi:10.1038/ncomms11616. PMC 4874031. PMID 27193062.
https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fgene.2018.00462/full
Front. Genet., 16 October 2018 | https://doi.org/10.3389/fgene.2018.00462 Facial Genetics: A Brief Overview
Генетика лица: краткий обзор
Stephen Richmond1*, Laurence J. Howe2,3, Sarah Lewis2,4, Evie Stergiakouli2,4 and Alexei Zhurov
1 Прикладные клинические исследования и общественное здравоохранение, Школа стоматологии, Колледж биомедицинских и биологических наук, Университет Кардиффа, Кардифф, Великобритания
2 Отдел интегративной эпидемиологии MRC, Науки о здоровье населения, Университет Бристоля, Бристоль, Великобритания
3 Институт сердечно-сосудистых наук, Университетский колледж Лондона, Лондон, Великобритания
4 Школа челюстных и стоматологических наук, Бристольский университет, Бристоль, Великобритания
Исторически кранио-лицевые генетические исследования, по понятным причинам, были сосредоточены на выявлении причин черепно-лицевых аномалий, и только в течение последних 10 лет было принято решение детализировать биологическую основу изменения лица в нормальном диапазоне. Этой инициативе способствовало наличие недорогих трехмерных систем высокого разрешения, которые способны быстро и точно фиксировать детали лица тысяч людей. Одновременные достижения в технологии генотипирования позволили исследовать генетические влияния на фенотипы лица как в настоящее время, так и в истории человечества.
До- и послеутробное развитие лица
Развитие лица предполагает согласованную сложную серию эмбриональных событий. Узнаваемые особенности человеческого лица развиваются примерно на 4-й неделе беременности и тесно связаны с клетками черепного нервного гребня (Marcucio et al., 2015). Перечислены процессы компонента развития лица (таблица 1), и может быть визуализирована человек эмбриональная последовательность событий, которая помогает понять движение процессов лица, за которыми следует их слияние (Sharman, 2011).
Постнатальный рост лица имеет тенденцию следовать за общим соматическим ростом с периодами устойчивого приращения размера, перемежающимся периодами быстрого роста с пиком роста, происходящим при половом созревании (Tanner et al., 1966a, b; Бхатия и др., 1979; Кау и Ричмонд, 2008; Richmond et al., 2009; Richmond S. et al., 2018). Сроки, векторы и продолжительность всплесков роста лица, как правило, различны для мужчин и женщин и между популяциями, способствующими общему изменению лица (Kau et al., 2010; Hopman et al., 2014; Richmond R.C. et al., 2018).
Оценку лица и тела можно проследить до древних греков и египтян, которые использовали математические методы, такие как ряды Фибоначчи и золотая пропорция (1: 1,618) в применении к искусству и архитектуре как метод определения привлекательности и красоты (Ricketts, 1982).
Черты лица могут быть широко охарактеризованы с точки зрения размера и формы всего лица и/или его составных частей (например, большой/малой головы; короткое/длинное и широкое/тонкое лицо, выступающий или утянутый подбородок). Сообщалось также о признании отличительных черт лица и губ, таких как бороздки, узелки, линии разграничения губ (Merks et al., 2003; Wilson et al., 2013).
Для количественной оценки особенностей лица традиционно использовались ориентиры, сделанные либо непосредственно с лица, либо полученные с помощью фотографий или рентгенограмм. Эти ориентиры определяются идентифицируемыми/описываемыми чертами лица, например, переносица, внутренний/внешний угол глазной щели, спайками, которые могут формировать Евклидовы расстояния, углы и отношения (Farkas et al., 2002, 2004, 2005).
Один или несколько ориентиров лица могут использоваться для генерации основных компонентов, геодезических расстояний, геодезических массивов, лицевого каркаса характерных черт, которые могут классифицировать схемы в чертах лица (Hammond and Suttie, 2012; Hallgrimsson et al., 2015; Tsagkrasoulis et al., 2017; Abbas et al., 2018).
Исследования близнецов исторически использовались для изучения относительного генетического и экологического влияния на форму лица, используя генетические различия между монозиготными и дизиготическими близнецами (Visscher et al., 2008). Исследования близнецов показывают, что 72-81% вариаций роста у мальчиков и 65-86% у девочек обусловлены генетическими различиями, а окружающая среда объясняет 5-23% вариаций (Jelenkovic et al., 2011).
Аналогичные уровни генетического и экологического вклада были зарегистрированы для некоторых черт лица. Сообщалось о преимущественно генетических влияниях на переднюю высоту лица, относительную заметность верхней и нижней челюстей, ширину лица/носа, форму носовых корней, носо-губной угол, аллометрию и размер центроидов. (Carels et al., 2001; Carson, 2006; Jelenkovic et al., 2010; Djordjevic et al., 2013a,b, 2016; Cole et al., 2017; Tsagkrasoulis et al., 2017)
В противоположность этому, предыдущие оценки предполагают, что переднезадняя высота лица лица (antero-posterior face height), длина тела нижней челюсти, угла нижней челюсти (рамуса), высота верхнего вермиллиона (губы), ширина носа и выступ верхней челюсти сильнее зависят от факторов окружающей среды. (Jelenkovic et al., 2010; Djordjevic et al., 2016; Sidlauskas et al., 2016; Cole et al., 2017; Tsagkrasoulis et al., 2017)
Влияение среды
С момента зачатия родительская среда может влиять на развитие плода. Развитие лица происходит очень рано, в то время, когда мать не всегда осознаёт, что беременна. Развивающийся плод может подвергаться воздействию неблагоприятных условий в домашних условиях, на рабочем месте или в результате деятельности по образу жизни (курение, потребление алкоголя и наркотиков, аллергены, краска, борьба с вредителями/сорняками, тяжелые металлы, уборка, продукты для организма, такие как духи и кремы). Многие из этих веществ могут пересекать плаценту (нафталин - летучий полициклический ароматический углеводород, связанный с выбросами растворителей, присутствует в бытовых продуктах и пестицидах. Mirghani et al., 2015; Nicotine – Wickström, 2007; Drugs and alcohol – Lange et al., 2014).
Имеются данные, свидетельствующие о том, что воздействие некоторых из этих веществ может также продолжаться в послеродовом периоде через грудное молоко. (тяжелые металлы – Caserta et al., 2013; Dioxin – Rivezzi et al., 2013).
Сообщается, что некоторые гены влияют на разные части лица. PRDM16 связан с длиной и видимостью носа, а также шириной ноздрей, SOX9, как полагают, связан с формой ноздрей и кончика носа, изменение SUPT3H, как полагают, влияет на носо-губной угол и форму мостика носа, в то время как размер центроида (квадратный корень из квадратных расстояний всех ориентиров грани от центроида) и аллометрия (отношение размера к форме) были связаны с генами PDE8A и SCHIP17 соответственно. (Cole et al., 2016).
С C5orf50 связаны ширина между ушами и глазами. Есть некоторые доказательства, чтобы предположить, что есть совокупные генетические последствия в форме носа, включающей SOX9, DCHS2, CASC17, PAX1, RUNX2, и GL13 и форме подбородка, SOX9 и ASPM. Кроме того, вероятно, что один или несколько генов влияют на всю форму лица, а также на более локализованные области лица. Есть некоторые доказательства, чтобы предположить, что есть совокупные генетические влияния на форме носа, включающие SOX9, DCHS2, CASC17, PAX1, RUNX2, и GL13 и форму подбородка, SOX9 и ASPM. Кроме того, вероятно, что один или несколько генов влияют на всю форму лица, а также на более локализованные области лица. (Claes et al., 2018).
Антропология и история человечества
Со временем на морфологию лица в разных популяциях влияли различные факторы, такие как миграция, выбор спутника жизни, выживание и климат, которые способствовали изменению фенотипов лица. Данные генетического и лицевого фенотипа могут быть использованы для улучшения понимания человеческой истории.
Родословная и генетическое смешение
Происхождение и физическая внешность тесно связаны между собой; часто можно сделать вывод о недавнем происхождении человека на основе физически наблюдаемых признаков, таких как структура лица и цвет кожи. Действительно, предыдущие исследования показали, что восприятие самого себя и генетически полученное происхождение связаны с морфологией (чертами) лица, особенно в отношении формы носа. (Dawei et al., 1997; Le et al., 2002; Farkas et al., 2005; Claes et al., 2014).
Морфологические различия лица, связанные с предками, хорошо видны при сравнении особей из разных популяций, но отличительные различия остаются даже в более однородных по происхождению популяциях.
Исторические миграции, такие как европейская колонизация Латинской Америки, привели к генетической примеси (размножение между особями из ранее изолированных популяций) (Hellenthal et al., 2014), которая сильно повлияла на морфологию лица латиноамериканской популяции. Действительно, в современные дни латиноамериканцы имеют смешанное африканское, европейское и индейское происхождение, с генетической примесью, очень предсказывающей физический вид. По этой причине родовые маркеры часто включаются в модели предсказания лица (Claes et al., 2014; Ruiz-Linares et al., 2014; Lippert et al., 2017).
Выбор партнера, Половой Диморфизм и Отбор
Фенотипы лица могут влиять на выбор спутника и находиться под давлением отбора. Затем эти факторы могут влиять на репродуктивное поведение и приводить к изменениям на уровне населения в вариациях лица, поскольку предпочтение отдается определенным фенотипам. Предыдущие исследования показали, что черты лица, такие как привлекательность (Little et al., 2001; Fink and Penton-Voak, 2002), цвет волос (Wilde et al., 2014; Adhikari et al., 2016; Field et al., 2016; Hysi et al., 2018), цвет глаз (Little et al., 2003; Wilde et al., 2014; Field et al., 2016) и пигментации кожи (Jablonski and Chaplin, 2000, 2010; Wilde et al., 2014; Field et al., 2016) могут влиять на выбор спутника жизни и/или находился под историческим отбором. Особенности, связанные с внешностью, также часто являются сексуально диморфными, возможно, в результате сексуального и естественного отбора. Например, значительно больше женщин самостоятельно сообщают о наличии светлых и рыжих волос, в то время как больше мужчин сообщают о наличии черных волос (Hysi et al., 2018).
Возможные эволюционные преимущества лицевых фенотипов широко обсуждались, но антропологические гипотезы могут быть проверены с использованием генетических данных и лицевых фенотипов. Например, предполагается, что мужское лицо является предсказателем иммунокомпетентности (Scott et al., 2013). Предыдущее исследование проверило эту гипотезу с использованием трёхмерных изображений лица и генетической изменчивости в области главного комплекса гистосовместимости (MHC) и обнаружило слабые доказательства, подтверждающие это (Zaidi et al., 2018).
Другие возможные преимущества, которые были изучены, включают: преимущества цвета волос (Adhikari et al., 2016; Hysi et al., 2018), форму носа и адаптацию к климату (Zaidi et al., 2017) и преимущества более тёмной кожи (Wilde et al., 2014; Aelion et al., 2016). Высокий уровень фенотипического и генотипического разнообразия супругов был ранее продемонстрирован для роста (Robinson et al., 2017), и аналогичные методы могут быть применены с использованием фенотипов лица для изучения влияния морфологии лица на выбор партнёра.
Эпигенетика
Эпигенетика относится к митотически (и, возможно, спорно мейотически) наследуемым изменениям в экспрессии генов, которые не объясняются изменениями последовательности ДНК-пар оснований. Эпигенетические процессы включают метилирование ДНК, модификацию гистонов и ремоделирование хроматина, которые могут влиять на экспрессию генов путём регуляции транскрипции (Jaenisch and Bird, 2003; Птица, 2007; Гибни и Нолан, 2010; Allis and Jenuwein, 2016).
Эпигенетические процессы особенно актуальны для черепно-лицевых фенотипов из-за общей важности регуляции эпигенетических генов во время эмбрионального развития (Reik, 2007) и их специфической роли в развитии нервного гребня (Hu et al., 2014).
Кранио-лицевые эпигенетические исследования на сегодняшний день в значительной степени сосредоточены на челюстно-лицевых расщелинах (заячье нёбо, волчья пасть). Предыдущие общеэпигеномные исследования ассоциации (EWAS) обнаружили доказательства дифференциального метилирования ДНК между случаями расщелины и контролем (Alvizi et al., 2017), а также между различными подтипами расщелины лица (Sharp et al., 2017), подразумевающими актуальность метилирования ДНК в развитии черепа. Модифицируемая природа эпигенетических процессов привела к большому волнению, что эти процессы могут быть опосредованы эффектами воздействия окружающей среды.
Считается, что материнская среда играет важную роль в отношении челюстно-лицевых расщелин. Предыдущие исследования обнаружили убедительные доказательства, подтверждающие связь между пренатальным воздействием дыма (Joubert et al., 2016) и добавкой фолата (Richmond R.C. et al., 2018) с дифференциальным метилированием ДНК, но, напротив, нет чётких доказательств связи между пренатальным воздействием алкоголя и метилированием ДНК (Sharp et al., 2018).
В расщелине ткани губ были обнаружены ограниченные доказательства связи между метилированием LINE-1 и экспозицией матери, но выводы были ограничены скромными размерами выборки (Khan et al., 2018). В будущей работе могут использоваться методы медитации (Tobi et al., 2018) или менделевской рандомизации (Relton and Davey Smith, 2012), чтобы официально исследовать возможность того, что пренатальные воздействия влияют на риск расщелины лица посредством эпигенетических процессов.
Аналогично, эпигенетические процессы могут опосредовать эффекты генетической вариации зародышевой линии. Многие из ранее обсуждавшихся генетических вариантов, связанных с чертами лица в GWAS, находятся в небелковых кодирующих областях генома с неясной функциональной значимостью. Одна из возможностей заключается в том, что эти варианты могут влиять на фенотипы лица через пути регуляции генов, включающие эпигенетические процессы. Действительно, предыдущее исследование показало, что основной локус риска для несиндромальной расщелины губы/нёба (nsCL/P), в некодирующем интервале, участвует в регуляции экспрессии генов в развивающемся лице мыши (Uslu et al., 2014), в то время как другое исследование обнаружило некоторые доказательства того, что генетические варианты nsCL/P могут влиять на риск nsCL/P посредством изменений метилирования ДНК и экспрессии генов (Howe et al., 2018b).
Несмотря на надежды на ранние кранио-лицевые эпигенетические исследования, есть важные оговорки, которые стоит отметить. Во-первых, основная проблема заключается в том, что эпигенетические модификации могут варьироваться в разных тканях. Предыдущие исследования использовали метилирование ДНК в крови в качестве показателя метилирования в тканях губ и нёба. Несмотря на некоторые доказательства положительной корреляции между метилированием ДНК крови и ткани губ (Alvizi et al., 2017; Howe et al., 2018b), степень, в которой кровь является подходящим индикатором, неизвестна.
Кроме того, неясно, сопоставимы ли эпигенетический профиль тканей губ и нёба постнатально с одними и теми же тканями во время эмбрионального развития. Предыдущее челюстно-лицевое исследование расщелин GWAS не обнаружило чётких доказательств обогащения тканеспецифических сигналов, заключив, что это может быть связано с отсутствием подходящих типов тканей (Leslie et al., 2017).
Во-вторых, при проверке причинности эпигенетические модификации могут варьироваться в течение всей жизни, поэтому может быть трудно определить направление эффекта между эпигенетической модификацией и фенотипом. Поэтому важно использовать методы причинного вывода, такие как эпигенетическая менделевская рандомизация Relton и Davey Smith, 2012) или тест Штейгера (Hemani et al., 2017), чтобы ориентировать вероятные направления действия между фенотипами, эпигенетическими модификациями и экспрессией генов.
Двойные исследования показали, что форма лица в основном обусловлена генетическими воздействиями (≈75%), хотя процентное распределение, объясненное в исследованиях GWAS, чрезвычайно низко, в целом объясняя менее 2% общей дисперсии. GWAS может недооценивать, а исследования близнецов и семей переоценивают уровни наследственности. Форма и особенности лица являются результатом мутаций, генетического дрейфа, рекомбинации и естественного отбора.
Разработка стратегий профилактики и здравоохранения
Профилактика может быть сложной (кроме постоянного улучшения условий окружающей среды и снижения воздействия потенциальных эпигенетических факторов), так как развитие лица происходит очень рано во время беременности в течение периода, когда мать часто не знает, что она беременна.
Заключение
Лицо развивается очень рано при беременности, и его развитие тесно связано с клетками черепного нервного гребня. Нарушение раннего эмбриологического развития может привести к широкому спектру эффектов от тонких неврологических и лицевых признаков, которые включают асимметрию, до значительного влияния на форму лица, характеризующегося CL/P, или при аномалиях, наблюдаемых при черепно-лицевых синдромах.
Исследования наследственности дали представление о возможном генетическом и экологическом вкладе в форму лица. Однако размеры выборки и несоответствия в дизайне исследований и, в частности, в управлении статистикой дали неоднозначные результаты. Требуется дополнительная подробная информация о наследственности черт лица с особым вниманием к унаследованным путям специфических черт лица в однородных популяциях и популяциях со значительной примесью.
От рождения до совершеннолетия происходят значительные изменения тела и лица. Необходима дальнейшая работа для изучения важности различных биомедицинских маркеров и медицинских состояний (например, глюкоза натощак, холестерин, астма и неврологические расстройства и т.д.) на рост лица, например, ремоделирование лицевого скелета, пространственные изменения составных частей лицевого скелета через швы, мыщелковые и носовые хрящи, а также мягкие ткани, нервные и сосудистые сети.
Исследования GWAS дали представление о генетических влияниях на форму лица. Тем не менее, необходимы крупномасштабные популяционные исследования, чтобы выявить больше генетических вариантов не только в контексте формы лица, но и общего развития тела с особым вниманием к половой зрелости.
При любом изменении формы лица сложные процессы и коммуникации на биологическом уровне и уровне генома должны быть идентифицированы и объяснены. Огромный объём данных, собранных в генетике визуализации из изображений (сотни тысяч точек), наборов данных omics (геномика, транскриптомика и специфичные для клеток сигналы экспрессии и т.д. - сотни миллионов последовательностей), а также биомаркеры для медицинских состояний генерирует массивные и сложные наборы данных.
Впечатления о здоровье индивидуума являются неотъемлемой частью социальных взаимодействий, и суждения делаются по внешнему виду кожи, степени округлости лица и выражению лица (Henderson et al., 2016). За первые 6 лет GWAS и генетики лица был достигнут значительный прогресс. С увеличением размера выборки, улучшением понимания общих генетических влияний на черты человека и развитием методов, вероятно, будет достигнут значительный дальнейший прогресс в ближайшие 6 лет. Понимание лица объяснит, «почему мы выглядим как выглядим», диапазон нормальности и аномальности, которые будут полезны в приложениях здравоохранения и криминалистике.
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7830789/?fbclid=IwAR0rwj54EgD3LX9SbdotRCHGFfspmI_DLj9M3MqOWqXeioU7OjhYaXYSbNQ
Nutrients. 2021 Jan; 13(1): 251. Published online 2021 Jan 16. doi: 10.3390/nu13010251
PMCID: PMC7830789 PMID: 33467180 Maternal Folic Acid Deficiency Is Associated to Developing Nasal and Palate Malformations in Mice. Estela Maldonado,1,2,* Elena Martínez-Sanz,1,2 Teresa Partearroyo,3,4 Gregorio Varela-Moreiras,3,4 and Juliana Pérez-Miguelsanz1
Дефицит материнской фолиевой кислоты связан с развитием пороков развития носа и нёба у мышей
https://www.catnutrition.ru/post/pottenger-cats?fbclid=IwAR2D9TaXIaHwe8NGRcrvao7sWOvF7rU518qQkl1Cm3EjTqnBBk4ejz4ZfIQ
Эксперимент Поттенджера
Фрэнсис М. Поттенджер младший (1901–1967) — американский врач. Занимался в основном изучением и терапией заболеваний дыхательных путей человека: туберкулеза, астмы, аллергии, эмфиземы.
В терапии своих пациентов Поттенджер активно использовал экстракт коры надпочечников, но поскольку в те годы еще не было системы достоверной оценки и стандартизации данного продукта in vitro, оценивать приходилось in vivo. То есть на кошках. Тех подвергали адреналэктомии (удаление надпочечников), а по размеру дозировок, необходимых для поддержания жизни, оценивали качество экстракта.
Изначально все кошки Поттенджера питались вареным мясом. Но поскольку количество используемых животных постоянно росло, со временем для части из них стали пренебрегать тепловой обработкой продуктов. А Поттенджер вдруг с удивлением заметил, что питавшиеся сырым мясом кошки гораздо быстрее восстанавливаются после операций, да и в целом демонстрируют лучшее здоровье и меньшую смертность.
Так одно почти случайное наблюдение дало почву для полноценного многолетнего исследования.
Условия эксперимента
Продолжительность: 1932-1942 (10 лет).
Количество животных: 900 кошек трех поколений.
Кошек первого поколения Поттенджер получал в приютах и от населения, а единственным критерием отбора было общее состояние здоровья. Животные с заболеваниями или генетическими дефектами в эксперименте не участвовали.
Содержались подопытные в светлых и достаточно просторных (3,6 x 1,2 x 2,1 м) уличных вольерах с укрытием и лотком. Базовая уборка и смена воды проводились ежедневно. Каждой кошке полагалась собственная медицинская карта, где тщательно фиксировались все изменения в состоянии животного.
Принципиально различался лишь рацион. Первая группа получала диету, состоящую на две трети из сырого мяса (печени, рубца, потрохов, мозга, сердца, мускульного мяса) и на одну треть из сырого молока. В качестве добавки использовался жир печени трески. Вторая группа получала те же продукты в тех же пропорциях, но мясо было варёным.
Существовала также параллельная ветвь эксперимента: с молоком (обработанное vs. сырое). Её результаты оказались аналогичными первой.
Результаты
Животные из первой группы на протяжении всех трех поколений отличались прекрасным здоровьем. Черепа у них были широкими и правильно развитыми, зубы здоровыми. Кошки прекрасно выглядели (блестящая густая шерсть), не были подвержены инфекциям, аллергиям, заражению внутренними и внешними паразитами. Да-да, именно питавшиеся сырым мясом кошки меньше страдали от глистных инвазий.
Будучи брошенными с высоты шесть футов (около 1,8 м), всегда приземлялись на лапы и как ни в чем не бывало продолжали свою обычную активность.
Коты из этой группы проявляли здоровый половой интерес к кошкам, а беременность, роды и период лактации у кошек в абсолютном большинстве случаев проходили без проблем. Котята рождались здоровыми, однородными по размеру и внешнему виду, со средним весом 119 грамм.
Совсем иная картина наблюдалась среди животных второй группы, которые питались варёным мясом. Нарушения со стороны всех систем организма были многочисленными и становились более выраженными с каждым поколением.
Нервная система
Флегматичность у самцов, раздражительность и даже выраженная агрессия у самок. Животные уже в первом поколении имели проблемы с координацией, при падении с высоты приземлялись неуклюже. Встречались и тяжелые воспаления нервной системы, менингит, паралич.
Зрительная система
Близорукость и дальнозоркость.
Опорно-двигательный аппарат и зубы
Меньший размер котят и взрослых кошек. Кости тоньше и длиннее, чем в норме. Череп маленький, узкий и плоский, с недоразвитием надглазничных дуг и скуловых костей.
Сами кости хрупкие и мало кальцинированные. В третьем поколении содержание кальция в костях было в три-четыре раза меньше, чем у здоровых кошек первого поколения. Естественно, данное состояние сопровождалось многочисленными переломами.
Зубы быстро изнашивались и выпадали, обычны были абсцессы ротовой полости и гингивит.
Желудочно-кишечный тракт
Тяжелая диарея у котят, увеличивающая и без того большую смертность в группе (у взрослых основные причины смерти — пневмония и эмпиема).
Дыхательная и сердечно-сосудистая системы
Патологические изменения в тканях легких у кошек второго и третьего поколений: гиперемия, отечность, частичный ателектаз (спадение/коллапс легочной ткани). Бронхит, пневмонит. Были зарегистрированы случаи астмы. Наблюдались и кардиологические проблемы.
Иммунная и эндокринная системы
Крайне распространены аллергии и инфекции практически всех органов (ротовой полости, мочевого пузыря, почек, печени, костей, суставов, нервной, репродуктивной систем…). Кошки также часто страдали от эндо- и эктопаразитов.
Активность щитовидной железы снижена.
Репродуктивная система
Половой интерес сниженный и/или извращенный. У самок обычны атрофия яичников и застойные явления в матке, у самцов — нарушения сперматогенеза.
Частота выкидышей — 25% в первом поколении; 70% — во втором. Высокая смертность как среди матерей (в родах или в первые месяцы после них), так и среди новорожденных. Кошки третьего поколения были неспособны к репродукции, а зачастую просто не доживали до репродуктивного возраста.
Средний размер новорожденных был на 19 грамм меньше, чем в первой группе — всего 100 грамм. Даже в одном помете котята заметно отличались по размеру и демонстрировали широкое разнообразие костных деформаций.
При возвращении на сыро-мясной рацион полное восстановление происходило только через несколько поколений. Кошка, которую кормили вареным мясом в течение всего лишь 12-18 месяцев, уже никогда, даже после четырех лет рациона из сырого мяса, не давала полностью здоровых котят.
Что всё это значит
Эксперимент наглядно показал, что термически обработанное мясо — еда непригодная для кормления кошек. Но почему? Дело в том, что при варке разрушаются (под воздействием высокой температуры) и вымываются многие полезные вещества.
Для кошек особо критичен дефицит таурина, т.к. в отличие от других животных они не способны самостоятельно его синтезировать. На момент исследований Поттенджера об этом факте известно не было.
Тепловая обработка — это один из самых агрессивных способов обработки продукта, “благодаря” которому теряется наибольшее количество полезных веществ. Особенно это верно для варки и экструзии (технология, используемая в производстве сухого корма), чуть меньше — для сушки и запекания.
Отсюда растут ноги у известного мифа “сбалансировать питание для кошки очень сложно”. Действительно, компенсировать потерю стольких важных макро- и микроэлементов весьма непросто. Даже искусственные добавки не могут полностью решить эту проблему из-за собственных особенностей хранения, усвоения и взаимодействия между собой.
При кормлении сырым мясом данные потери минимальны (меньше — только в свежих необработанных тушках). К тому же есть несколько простых лайфхаков, позволяющих сохранить в мясе максимум полезного:
не храните замороженное мясо более полугода;
не мойте мясо, не сливайте кровь и мясной сок;
соблюдайте рекомендуемые пропорции кости-мясо-органы;
помните, что в активно работающих мышцах таурина больше всего;
в крольчатине таурина мало, поэтому она не подходит для монодиеты.
Именно в сыром мясе в максимально биодоступном виде представлены все необходимые кошке питательные вещества. Поэтому правильная видоспецифичная диета — это всегда сырая диета. Будучи достаточно разнообразным, такой рацион не требует никаких искусственных витаминно-минеральных добавок.
А если до сих пор боитесь глистов в сыром мясе, читайте статью https://www.catnutrition.ru/post/parasites-and-deworming-cats.
Тяжёлый фильм на английском языке об эксперименте Поттенджера: https://www.youtube.com/watch?v=RGMk04blBEU
В фильме подробно показывают нарушения координации и недостатки развития черепа кошек на варёной диете и демонстрируют резкое падение содержания кальция в костях с 12-17% у здорового животного на сыром рационе, до 10% во втором поколении на варёном рационе, и 3% (!!) - в третьем. Плотность костей третьего поколения сравнивают с бумагой. Удивительно, как даже в таких невыносимых условиях жизнь цепляется за самую тонкую возможность существования.
https://www.lsmu.lt/cris/bitstream/20.500.12512/15954/2/Disertacija_Sidlauskas.pdf
Lithuanian university of health sciences medical academy. Mantas Šidlauskas. Doctoral Dissertation Biomedical Sciences, Odontology Kaunas, 2015https://www.lsmu.lt/cris/bitstream/20.500.12512/15954/2/Disertacija_Sidlauskas.pdf
Lithuanian university of health sciences medical academy. Mantas Šidlauskas. Doctoral Dissertation Biomedical Sciences, Odontology Kaunas, 2015. Genetic and environmental influences on mandibular morphology and relationship to cranial base and maxilla. Cephalometric twin study. Диссертацию я не буду выкладывать (92 страницы на английском), это просто закладка-описание ссылки.
Старый пост: https://healthy-back.livejournal.com/391561.html
https://en.wikipedia.org/wiki/Donald_Enlow
https://www.google.com/search?q=essentials+of+facial+growth+2nd+edition+pdf&oq=Essentials+of+Facial+Growth&aqs=chrome.4.0j69i59j69i60j0l3.2686j0j9&sourceid=chrome&ie=UTF-8
He published numerous papers and a book titled Handbook of Facial Growth in 1975. After moving to Case Western, he wrote the book Essentials of Facial Growth with Dr. Mark Hans. A recent version of the book was published in 2008. Following are some of the principles that were developed based on Enlow's research.
Enlow's Counterpart Principle - The growth of any cranial or facial structure relates to other 'counterparts' in face and cranial area. ex. Maxilla and Mandible, Middle Cranial Fossa and Mandibular Ramus
Enlow's V Principle - The movement happens at the wide end of the V during growth as a result of deposition of bone inside and resorption outside.
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/labs/pmc/articles/PMC5094809/
Am J Orthod Dentofacial Orthop. Author manuscript; available in PMC 2016 Nov 3. Published in final edited form as: Am J Orthod Dentofacial Orthop. 2012 Nov; 142(5): 662–670. doi: 10.1016/j.ajodo.2012.06.014
A quantitative trait locus that influences male pubertal sagittal jaw growth might exist in the CYP19A1 gene, and single nucleotide polymorphisms rs2470144 and rs2445761 might be inside this quantitative trait locus or be linked to it.
The haplotype association test (Table IV) showed significant differences with respect to average annual maxillary and mandibular sagittal growth among boys with 2, 1, or 0 haplotype Trs2470144Trs2445761 units. Average annual mandibular growth was significantly different among boys with different numbers of haplotype Crs2470144Crs2445761 units. Boys with haplotype Crs2470144Trs2445761 had less average annual maxillary growth than those without it (Fig 2, C). No significant difference was found in the girls.
In this study, we chose subjects with Class I relationships, since the growth of skeletal Class III relationships is thought to be a polygenic or a single gene trait with variable expressivity and incomplete penetrance with an interaction between genetic and environmental factors.34,35 Although associations have been found between specific polymorphisms and mandibular micrognathia,11 the genetic influence on Class II malocclusion is variable.1 It could be presumed that these skeletal patterns are influenced by a series of more complicated genetic and environmental factors. To better understand variations that result in Class III or Class II relationships, it is important to understand the underlying genetic influence on variations that result in skeletal Class I populations. In this study, we focused on the association of a genetic marker for estrogen synthesis with sagittal jaw growth in a Class I sample.
The annual sagittal growth of the jaws was observed during a skeletal development stage in which the peak in mandibular growth occurs within 1 year after cervical vertebral stage 3 and ends 1 year before cervical stage 5.27 Subjects were excluded if they received treatment that was expected to have an orthopedic effect on jaw growth, such as functional appliance, headgear, or long-time intermaxillary elastics. Because the cephalometric measurement for maxillary growth, condylion to anterior nasal spine, included a mandibular landmark, we also investigated using another measurement, pterygomaxillary fissure to anterior nasal spine, to prevent errors due to variations in the mandible. There was no difference in the conclusions when using pterygomaxillary fissure to anterior nasal spine and condylion to anterior nasal spine (data not shown). Therefore, we report the measurement condylion to anterior nasal spine as it was used in a previous study.36 Since the subjects were all skeletal Class I with a jaw growth relationship considered to be normal at the beginning of treatment, the growth calculated in this study likely represents the natural jaw growth in children with normal skeletal relationships during the pubertal growth spurt.
Single nucleotide polymorphism association analysis showed that genotypes of the 2 single nucleotide polymorphisms were significantly associated with annual sagittal growth of both jaws in boys, but not in girls (Table III). Linear regression of maxillary sagittal growth and mandibular sagittal growth for different genotypes of both single nucleotide polymorphisms show greater differences in the slope and the R2 values in boys than in girls (Fig 3). This demonstrates that there is more individual variation in mandibular and maxillary jaw growth “coordination” in boys than in girls, and might indicate the variable interaction of other factors beside the CYP19A1 genotype. These findings are consistent with those in a similar preliminary study with white subjects, suggesting that the effect of CYP19A1 variation on sagittal jaw growth is seen across ethnic groups.36
Estrogen and testosterone affect many physical features, including facial ones. Estrogen not only initiates pubertal growth in both sexes, but also limits longitudinal bone growth by progressively inducing closure of the epiphyseal growth plate at the end of puberty.12,20 Low doses of estrogen stimulate the pubertal growth spurt and prolong puberty, whereas higher concentrations might inhibit linear growth and promote growth plate closure.20 The biphasic effect of estrogen in both sexes is in contrast with the longitudinal growth-stimulating effect of androgens in boys.37 Clinical data to support the effect of the inhibition of estrogen activity and an increase in the effective testosterone-to-estrogen ratio come from the administration of aromatase inhibitors, resulting in an increased final height in growing boys with short stature.38,39 There is also evidence that, in pubertal boys, a high testosterone-estrogen ratio is supposed to facilitate the growth of cheekbones, mandible, chin, and bones of the eyebrow ridges, and the lengthening of the lower face.2
CONCLUSIONS
We found that genotypes rs2470144 and rs2445761, and haplotypes constructed from them, have significant associations with average annual sagittal jaw growth in pubertal male orthodontic patients. Quantitative trait loci that influence maxillary and mandibular growth might exist in the gene CYP19A1.
https://www.researchgate.net/publication/334068679_The_effect_of_estrogen_on_craniofacial_dimensions_a_systematic_review/fulltext/5d157a44a6fdcc2462ab5328/The-effect-of-estrogen-on-craniofacial-dimensions-a-systematic-review.pdf
In cases of low levels of estrogen, there is an increase of the osteoclast count and surface; whereas in cases of high levels of estrogen, the opposite occurs: bone formation, bone healing and regeneration (19, 20). This hormone express its skeletal effects by its binding to estrogen receptors (ERs) (21).
Only one study observed that an increase of estrogen causes a deformation of the upper and lower jaw leading to a smaller maxilla and mandible, interestingly this study used Zebrafish as animal model (13). This fact could be explained by the physiological differences that exist between mammals and zebrafish. Otherwise, studies that used mice found that a reduction of the craniofacial dimensions occurs when estrogen decreases or when there is a binding in the specific estrogen receptors, blocked through ERs antagonists (9, 12). Following the same line, Singh & Gunberg (10)demonstrated an increase in the linear measurements of the mandible when rats receive estrogen daily. These results clearly suggested that estrogen play an important role in mammals maxilla and mandible development.