歯の黄ばみは遺伝する？生まれつき黄色い歯の光学的・遺伝学的背景とホワイトニングの効果
有賀智哉ＤＤＳ結論：歯の色の個人差とホワイトニング反応性には遺伝的要因が関与する可能性がある
「子どもの頃から歯が黄色い」「親も歯が黄色い」「生まれつきの歯の色はホワイトニングで変えられないのではないか」
こうした疑問に答えるためには、歯の色を単純な着色の問題としてではなく、歯の硬組織の形成、光学的性質、遺伝的背景、後天的な変化に分けて考える必要があります。
天然歯の色は、エナメル質と象牙質における光の散乱・吸収・透過、歯の厚み、表面性状、さらに歯の内部や表面に存在する色素などによって決まります。
これらの組織の形成には遺伝子が関与するため、歯の色にも遺伝的要因が影響する可能性があります。
実際、2014年に報告された双子研究では、ホワイトニング後の黄色みの変化に遺伝的影響が認められました。
ただし、「歯の黄ばみの71％は遺伝する」という解釈は誤りです。
研究が示したのは、特定の条件下でのホワイトニングに対する色調変化の個人差に、遺伝的要因が関与するという結果です。
また、生まれつき黄色みが強い健康な天然歯でも、ホワイトニングによる色調改善は期待できます。
1．天然歯の色は、どのような光学的現象で決まるのか
天然歯の色を理解するうえで重要なのは、歯が単一の色を持つ均質な物質ではないという点です。
エナメル質と象牙質は、組織構造も光学的特性も異なります。
エナメル質の光学的性質
エナメル質は重量比で約96％が無機質で構成される高度に石灰化した組織です。
主成分であるハイドロキシアパタイト結晶は、エナメル小柱などの特徴的な微細構造を形成しています。
光がエナメル質に入射すると、組織内部で散乱・吸収・透過が起こります。
このとき歯の見え方に関係するのは、単なる厚さだけではありません。
- エナメル質の厚さ
- 結晶構造とその配列
- 組織の屈折率と光散乱
- 石灰化の程度
- 表面性状
- 内部の水分状態
これらの要因が複合的に関与します。
例えば、エナメル質の厚さが異なれば、下層の象牙質からの反射光が観察者に届くまでの光路も変わります。
そのため、同じ象牙質の色調であっても、エナメル質の条件によって歯の見た目は異なります。
象牙質の光学的性質
象牙質はエナメル質より有機質と水分を多く含み、象牙細管を有する組織です。
天然歯の基本的な色調には、象牙質からの光学的寄与が大きいと考えられています。
象牙質は一般に黄色みを帯びていますが、その色調も一様ではありません。
歯の発育、加齢、象牙質の形成状態、石灰化などによって変化します。
つまり、健康な歯が黄色く見える現象は、単純に「黄色い象牙質が透けている」というだけでは説明できません。
エナメル質と象牙質の光学的相互作用によって、天然歯の最終的な色が形成されると考えるのが適切です。
2．歯の色はL*a*b*でどのように評価されるのか
歯の色の研究では、主観的な「白い」「黄色い」という評価だけでなく、色を数値化する方法が用いられます。
代表的なものがCIE L*a*b*表色系です。
| 指標 | 意味 | 歯の色との関係 |
|---|---|---|
| L* | 明度 | 数値が高いほど明るい |
| a* | 赤−緑方向 | 正方向は赤み、負方向は緑み |
| b* | 黄−青方向 | 正方向は黄色み、負方向は青み |
| ΔE | 色差 | 2つの色の違いを表す指標 |
ホワイトニングによる典型的な変化としては、L*の増加やb*の減少などが挙げられます。
ただし、色の変化は一つの数値だけでは十分に評価できません。
近年の歯科色彩学では、CIEDE2000による色差ΔE00や、歯の白さを評価するWhiteness Index for Dentistry（WID）なども使用されます。
WIDは、L*a*b*の各成分を重み付けして、歯の白さを一つの指標として表すものです。
歯の黄色みが減ることと、患者さんが「白くなった」と感じることは、完全に同義ではありません。
明度、彩度、透明感などの変化が、総合的な審美的印象に影響します。
3．歯の色に遺伝はどこまで関与するのか
ここで区別すべきなのは、正常な歯の色の個人差と、遺伝性の歯の形成異常です。
正常な歯の色は多因子形質と考えられる
歯の発育やエナメル質形成には、多数の遺伝子が関与しています。
そのため、歯の色に関係する組織の厚さや構造にも、遺伝的要因が影響する可能性があります。
一方で、歯の色は後天的な要因でも変化します。
具体的には、加齢、食生活、口腔衛生、薬剤、歯の摩耗、歯髄の状態などです。
したがって、正常な歯の色の個人差は、遺伝的要因と環境要因の両方が関与する複雑な形質として理解するのが妥当です。
ただし、一般集団における天然歯の黄色みの遺伝率を確立したものとして示すことは、現在確認できる研究からはできません。
遺伝率とは何か
遺伝率（heritability）は、ある集団における形質のばらつきのうち、遺伝的な差によって説明される割合を示す統計学的概念です。
一般に、狭義の遺伝率は次のように表されます。
h² = VG / VP
- VG：相加的遺伝分散
- VP：表現型分散
これは、ある個人の歯の色が何％遺伝によって決まっているかを示す数値ではありません。
また、遺伝率は対象集団や環境条件によって変化します。
この点を理解しないまま遺伝率を患者さんに説明すると、研究結果を誤って伝えることになります。
4．双子研究が示したホワイトニング反応性の遺伝的影響
歯の色と遺伝の関係を考えるうえで重要な研究が、Corbyらによる双子研究です。
Corby PMA, et al. Treatment Responses to Tooth Whitening in Twins. Twin Research and Human Genetics. 2014;17(1):23–26.
DOI：10.1017/thg.2013.87
研究デザイン
研究には85組の双子が参加しました。
内訳は、一卵性双生児42組、二卵性双生児43組です。
対象者には、10％過酸化水素を含むホワイトニングストリップ、または過酸化物を含まないプラセボストリップが割り当てられました。
同じ双子ペアには同じ処置が行われました。
ホワイトニングの条件は以下のとおりです。
| 項目 | 内容 |
|---|---|
| 対象 | 双子85組 |
| 一卵性双生児 | 42組 |
| 二卵性双生児 | 43組 |
| 薬剤 | 10％過酸化水素ストリップ |
| 使用時間 | 1回30分 |
| 使用頻度 | 1日2回 |
| 期間 | 7日間 |
| 評価 | ベースラインから8日目までのL*、a*、b*の変化 |
研究結果
ホワイトニング後の色調変化について、次の遺伝率推定値が報告されました。
| 色調変化 | 遺伝率推定値 |
|---|---|
| Δa* | 71％ |
| Δb* | 71％ |
| ΔL* | 27％ |
黄色みを表すb*の変化と、赤みを表すa*の変化には、比較的強い遺伝的影響が示唆されました。
一方、明度を表すL*の変化では、環境要因の寄与がより大きいと解釈されています。
一卵性双生児では、二卵性双生児よりもホワイトニング後の色変化のばらつきが小さく、この結果も遺伝的影響を支持するものでした。
この研究から何が言えるのか
この研究の重要な点は、ホワイトニングの反応性そのものにも遺伝的背景が関与する可能性を示したことです。
ただし、次の限界があります。
第一に、研究対象は天然歯の色そのものの遺伝率ではなく、特定のホワイトニング処置に対する色調変化です。
第二に、使用されたのは10％過酸化水素ストリップであり、オフィスホワイトニングや他のホームホワイトニング製剤に結果をそのまま適用できるわけではありません。
第三に、観察期間は7日間であり、長期的な色調変化や後戻りを評価した研究ではありません。
第四に、遺伝率の推定値は対象集団に依存します。
したがって、この研究を根拠に「歯の黄色さの71％は遺伝する」と説明することはできません。
臨床的には、同じ薬剤を同じ条件で使用しても、患者によってホワイトニング反応が異なる理由の一部に遺伝的要因が関与する可能性がある、と理解するのが適切です。
5．エナメル質形成に関係する遺伝子と歯の色
正常な歯の色を決める特定の遺伝子が十分に解明されているわけではありません。
一方、エナメル質の形成異常を引き起こす遺伝子については、研究が進んでいます。
AMELX：アメロゲニン
AMELXは、エナメル質形成に関わる主要なタンパク質であるアメロゲニンをコードする遺伝子です。
病的な変異によって、エナメル質形成不全症が生じる場合があります。
エナメル質の厚さや石灰化に異常が生じると、歯の色調や透明感にも影響します。
ENAM：エナメリン
ENAMは、エナメル質形成に関わるエナメリンをコードします。
病的な変異によって、エナメル質の形成量が減少する病型などが報告されています。
エナメル質が薄くなると、歯の見た目が変化する可能性があります。
MMP20・KLK4：エナメル質の成熟
MMP20とKLK4は、エナメル質形成過程でタンパク質の分解・除去に関わる酵素をコードする遺伝子です。
これらの機能異常は、エナメル質の成熟障害につながる場合があります。
その結果、歯の不透明感や変色などが生じることがあります。
DSPP：象牙質形成
DSPPは、象牙質の形成に関係する遺伝子です。
病的な変異は、象牙質形成不全症などと関連します。
象牙質形成不全症では、歯が黄褐色、灰色、青灰色などに見える場合があり、象牙質の構造異常や摩耗も問題になります。
重要な注意点
これらは主として、歯の形成異常との関連が確立している遺伝子です。
健康な人の歯の黄色みを、AMELXやENAMなどの特定の遺伝子だけで説明できるという意味ではありません。
歯の形成に関わる遺伝子が存在することと、一般的な歯の色の個人差を説明する遺伝子が特定されていることは、区別する必要があります。
6．生まれつき黄色い歯はホワイトニングで白くなるのか
ホワイトニングの効果を考える際には、歯の色が黄色い理由と、薬剤によって変化する成分を分けて考える必要があります。
過酸化物による色調変化
歯科用ホワイトニングでは、過酸化水素や過酸化尿素が使用されます。
過酸化尿素は分解して過酸化水素を生じ、過酸化水素から生じる反応性化学種が、歯の色に関係する有機分子に作用します。
一般的には、発色団の化学構造が酸化によって変化することが、漂白作用の重要な機序と考えられています。
ただし、天然歯内部に存在する発色団の詳細や、個々の色調変化を説明する分子機序については、未解明な部分が残されています。
したがって、「過酸化水素が象牙質の黄色い色素をすべて分解する」といった説明は正確ではありません。
生まれつきの黄色みと漂白反応
健康な天然歯の黄色みは、歯の組織構造と内部の光学的性質によって生じています。
ホワイトニングによって歯の色調が変化する可能性はありますが、薬剤がエナメル質の厚さや象牙質の構造そのものを正常化するわけではありません。
そのため、患者さんによって到達できる色調や反応速度は異なります。
また、歯の色が黄色いという情報だけで、ホワイトニングの効果を正確に予測することはできません。
生まれつき黄色い歯でも白くなる可能性はありますが、色の原因と歯の組織状態を評価することが必要です。
7．生まれつきの黄ばみと鑑別すべき歯の変色
臨床では、「昔から黄色い」という訴えだけで、生理的な歯の色と判断しないことが重要です。
① 生理的な歯の色の個人差
エナメル質や象牙質の光学的性質による自然な色調です。
歯の表面に明らかな形成異常がなく、形態や硬組織の状態が正常であれば、ホワイトニングの適応を検討できます。
② エナメル質形成不全症
エナメル質の形成量や成熟に異常が生じる遺伝性疾患群です。
黄色や褐色の変色に加え、エナメル質の菲薄化、粗造な表面、欠損、知覚過敏などを伴う場合があります。
この場合、色調改善だけでなく、歯質の保護を考慮する必要があります。
③ 象牙質形成不全症
象牙質の構造異常によって、特徴的な変色や半透明感を示すことがあります。
歯の摩耗や破折、歯髄腔の狭窄・閉塞などが認められる場合もあります。
通常のホワイトニングだけで対応するのではなく、歯の機能や予後を含めて評価します。
④ 歯のフッ素症
歯の形成期に過剰なフッ化物曝露があった場合、エナメル質に不透明な白斑や、重症例では褐色の変色・表面欠損が生じることがあります。
歯のフッ素症は遺伝性疾患ではありません。
⑤ テトラサイクリン系薬剤による変色
歯の形成期に特定のテトラサイクリン系薬剤に曝露されることで、歯に内部変色が生じる場合があります。
黄褐色や灰色などの変色を呈し、帯状の色調変化が認められることもあります。
ホワイトニングに反応する症例もありますが、通常の黄色みとは治療計画が異なる場合があります。
⑥ 歯髄由来の変色
外傷や歯髄壊死、根管治療後の変色などによって、特定の歯だけ色が変わることがあります。
この場合は、歯髄の状態や根尖部の病変の有無などを確認する必要があります。
8．ホワイトニング前に歯科医師が評価すべきポイント
生まれつき歯が黄色いという患者さんに対しては、次の順序で評価すると原因を整理しやすくなります。
第1段階：変色の分布
まず、変色が全顎的なのか、特定の歯だけなのかを確認します。
左右対称の変色、歯種ごとの色の違い、帯状変色、斑状変色などは、鑑別診断の手がかりになります。
第2段階：歯の形成状態
エナメル質の厚さ、表面性状、石灰化異常、歯冠形態、摩耗、知覚過敏などを評価します。
形成異常が疑われる場合には、家族歴や全身疾患の有無も確認します。
第3段階：外因性着色の除外
コーヒー、紅茶、喫煙などによる表面着色がある場合、クリーニングによって改善する部分がないかを確認します。
外因性着色と内因性の歯の色は、治療方法が異なります。
第4段階：歯の色の客観的記録
シェードガイドや測色機器を使用し、可能な限り一定の条件で色を記録します。
歯の乾燥は見た目の白さに影響するため、測色時の条件を揃えることが重要です。
第5段階：ホワイトニングの適応判断
虫歯、歯周組織の炎症、知覚過敏、修復物、形成異常などを確認したうえで、ホワイトニングの適応を判断します。
なお、施術前の歯の色だけで最終的な到達色を正確に保証することはできません。
9．遺伝的要因がある歯でも、ホワイトニングの効果を予測できるのか
現時点では、遺伝子検査によって個々の患者さんのホワイトニング効果を日常診療で正確に予測する方法は確立していません。
双子研究は、ホワイトニング反応性の個人差に遺伝的要因が関与する可能性を示しています。
しかし、臨床で使用できる予測モデルを確立した研究ではありません。
実際のホワイトニング効果には、歯の初期色調、変色原因、薬剤の種類、濃度、使用時間、施術回数、年齢など、多くの要因が関係します。
したがって、現段階では、歯の色の診断と施術経過の評価を組み合わせて治療を進めることが現実的です。
遺伝的要因は、ホワイトニング効果の個人差を説明する要素の一つであって、治療の成否を決定する唯一の要因ではありません。
10．よくある質問
Q1．親も自分も歯が黄色い場合、遺伝が原因ですか？
遺伝的要因が関係している可能性はあります。しかし、家族間では食生活や生活習慣なども共有されるため、歯の色が似ているだけで遺伝が原因と断定することはできません。
Q2．生まれつき黄色い歯はホワイトニングで白くなりますか？
健康な天然歯であれば、色調改善が期待できます。ただし、効果には個人差があり、歯の形成異常などがある場合には別の治療方法を検討することがあります。
Q3．歯の黄色みの71％は遺伝するという研究は本当ですか？
双子研究で71％という遺伝率推定値が報告されていますが、これは特定のホワイトニング処置後のΔa*とΔb*の変化についての結果です。生まれつきの歯の黄色みそのものの遺伝率ではありません。
Q4．エナメル質が薄いと歯が黄色くなりますか？
エナメル質の厚さは歯の色に影響します。ただし、歯の色は象牙質の色調や光散乱など複数の要因で決まるため、エナメル質の厚さだけで説明することはできません。
Q5．遺伝性の形成異常がある場合もホワイトニングできますか？
歯の構造、知覚過敏、摩耗、欠損などによって適応が異なります。歯の保護や修復治療が優先される場合もあるため、歯科医師による診断が必要です。
まとめ
歯の色は、エナメル質と象牙質の光学的性質、歯の形成、加齢、生活習慣などによって決まります。
歯の形成に遺伝子が関与することは確立していますが、健康な天然歯の黄色みを特定の遺伝子や単一の遺伝率で説明することはできません。
一方、双子研究では、ホワイトニング後の色調変化の一部に遺伝的影響が認められています。
この結果は、ホワイトニングの効果に個人差が生じる理由を考えるうえで興味深い知見です。
しかし、遺伝的要因があるからホワイトニングが効かないという意味ではありません。
生まれつき黄色い健康な歯でも、ホワイトニングによって色調を改善できる可能性があります。重要なのは、歯の色の原因を正しく評価することです。
ホーチミンのありが歯科では、歯の色の原因や口腔内の状態を確認し、患者さんに適したホワイトニング方法を検討しています。
参考文献
- Corby PMA, et al. Treatment Responses to Tooth Whitening in Twins. Twin Research and Human Genetics. 2014;17(1):23–26. DOI: 10.1017/thg.2013.87
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24429255/ - Wright JT. Enamel Phenotypes: Genetic and Environmental Determinants. Genes. 2023;14(3):545. DOI: 10.3390/genes14030545
https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC10048525/ - Duverger O, Lee JS. The intricacies of tooth enamel: Embryonic origin, development and human genetics. Journal of Structural Biology. 2024; Article 108135. DOI: 10.1016/j.jsb.2024.108135
- Crawford PJM, Aldred M, Bloch-Zupan A. Amelogenesis imperfecta. Orphanet Journal of Rare Diseases. 2007;2:17. DOI: 10.1186/1750-1172-2-17
- American Dental Association. Whitening.
https://www.ada.org/resources/ada-library/oral-health-topics/whitening - Watts A, Addy M. Tooth discolouration and staining: a review of the literature. British Dental Journal. 2001;190:309–316. DOI: 10.1038/sj.bdj.4800959
執筆・監修歯科医 ありが歯科院長 有賀智哉
日本人歯科医師として、ホーチミン旧1区にて日本品質の歯科治療を提供。
一般歯科・小児矯正・インプラント・ホワイトニングまで幅広く対応しています。
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