膝(ひざ)の関節

 

半月や靭帯、関節包などが総合的に働き、複雑な動きを支えています。

 

膝の関節の仕組み

 

太ももの大腿骨とすねの脛骨(けいこつ)をつなぐ膝の関節は、からだの中で比較的大きい関節です。「お皿」とよばれる膝蓋骨も、ここに含まれます。

 

股関節(こかんせつ)に代表されるように、多くの開節は、向かい合った骨の一方が凸形、もう一方が凹形を呈し、はずれにくくなっています。

 

しかし、膝の場合は、大腿骨はゆるやかな凸形をなしているものの、脛骨はそれを受ける凹形にはなっていません。こうした不安定さを補うため、膝の関節の周囲では、さまざまな組織が活躍しています。

 

その一つが、半月です。これは脛骨側にある軟骨板で、上から見ると、三日月に似た形をしているところから、この名前がつけられました。半月があることで、関節は安定感を増し、スムーズな動きが可能となっています。

 

半月と同様に大きな役割を担っているのが、靭帯です。関節内外には何本もの靭帯が走り、あらゆる方向から関節をしっかり支えています。靭帯には関節がずれないように動きを制御し、脱臼を防止する役目もあります。

 

さらに、関節は関節包で保護されています。関節包の内側には、滑液を含む滑液膜があり、関節の動きになめらかさを与えています。関節の外にも滑液を含む袋があるのが膝の特徴で、衝撃をやわげるクッションとして働いているものもあります。

 

このように、たくさんの組織が総合的に機能することで、膝の関節支え、複雑な動きにも柔軟に対応することができるのです。

 

 

膝(ひざ)の関節

 

多彩な膝の動き

 

動きの面からみると、膝の関節は一軸性の蝶番関節に分類されます。

 

関節が蝶番となり、ドアの開閉のように、一方向にだけ動くということですが、実際はそれほど単純なものではありません。

 

膝を屈伸すると、大腿骨は脛骨の上を回転しながら滑り、それに伴って運動の軸も移動します。

 

正座のように膝を深く折り曲げるときには、回転・滑り・軸の移動が、一連の流れのなかで行われているのです。これがうまくいかないと、膝は脱臼してしまいます。

 

膝は曲げた状態でも、回旋が可能です。外旋と内旋をリズミカルに行いながら滑り降りるスキーなどは、これを最大限に利用したものといえるでしょう。

 

全体重を支え続ける安定性と、多彩な動きに対応する柔軟性が求められる膝の関節は、多くの組織によって支えられています。

 

膝にかかる力を分散させる半月

 

大腿骨と脛骨の間に差し込まれた半月は、骨と骨の接触面を広げ、関節に安定感を与えます。また、動きに応じて脛骨の上を移動して、狭い範囲にかかる力を分散します。

 

膝には、内側半月と外側半月があります。

 

内側半月は脛骨や関節包、靭帯などとしっかり結びついているため、あまり動くことはできませんが、外側半月のほかの組織との結合はゆるく、比較的大きく動かすことができます。

 

正座をしたとき、内側半月は約6mm、外側半月は約12mm、移動するといわれます。

 

内側半月の損傷は外側半月より高い頻度で起こりますが、こうした動きの違いが、その原因の一つと考えられます。

 

膝を強力にサポートする靭帯

 

膝の関節は、靭帯支持性関節ともいわれ、靭帯が重要な役割を果たしています。

 

関節内には、斜めに交差して走る前十字靭帯と後十字靭帯があり、過度の運動によって膝が前後にずれるのを防いでいます。

 

バスケットボールや床運動など、急なスタート、ストップや方向転換が求められる競技では、前十字靭帯を傷つけることが少なくありません。

 

関節外の前面には膝蓋靭帯、側面には内側・外側側副靭帯があります。内側側副靭帯は半月や関節包と強く連結し、外側側副靭帯は膝の上下の筋肉をつないでいます。

 

両者とも、膝の横方向の動きをコントロールしています。

 

膝を伸ばしきると、側副靭帯が緊張してピンと張り、膝の動きは制限されます。膝を曲げていくと、靭帯がゆるんで関節は自由に回旋もできるようになります。

 

膝の関節の巧妙さ

 

靭帯に支えられてはいるものの、運動の主役はやはり筋肉です。太ももの前面にある大腿四頭筋は、膝を伸ばす動きには欠かせません。

 

その裏側にある大腿二頭筋はこれと括抗する関係にあり、膝を曲げたり、回旋したりするときに働きます。腓腹筋は主にかかとの上げ下げを行いますが、体重がかかっているときには、膝を伸ばす助けもします。

 

大腿四頭筋腱の中には、膝蓋骨があります。膝蓋骨は、膝の前面を保護して、骨と筋肉の間に生じる摩擦をやわらげています。

 

関節を覆う関節包は、外側は丈夫な繊維膜、内側は滑液を含んだ滑膜からできています。滑液は運動を円滑に行うための潤滑剤です。

 

関節の周囲にも滑液包が存在し、膝蓋上包、膝蓋前皮下包、深膝蓋下包など、その数は30を超えるといわれています。

 

さらに、重要な神経や血管は膝の裏側の筋肉の中を通り、運動による圧力や衝撃から保護されています。膝の関節の巧妙さが表れているといえるでしょう。

 

 

子どものO脚・X脚

 

太もものつけ根付近にある大腿骨骨頭の中心と、かかとの踵骨(しょうこつ)を結ぶ線を「負荷線」といいます。正常に発育した脚では、負荷線が膝の関節の中心を通ります。

 

これに対して、膝の関節の中心が、負荷線の外側に出ているものを0脚(内反膝)、内側に入り込んでいるものをX脚(外反膝)といいます。

 

多くの赤ちゃんには、軽度から中等度のO脚がみられますが、2歳ごろまでには自然に消失します。

 

3歳前後になると、今度はX脚の傾向が表れます。しかし、年齢とともにその度合いも少しずつ弱まり、まっすぐな脚に近づいていきます。

 

子どものO脚、X脚は成長に伴うものがほとんどですが、脚の変形を助長しないよう、無理な力がかからない座り方や歩き方、姿勢を習慣づけてあげるようにしましょう。年齢、体力に応じた適度な運動も大切です。

 

膝に水がたまる「膝関節水腫」

 

膝の関節に水がたまることを、「膝関節水腫」といいます。関節リウマチや変形性膝関節症などでみられる症状ですが、転んだり、強くぶつけたりして、急に生じることもあります。

 

水の正体は、関節液です。これは黄色みを帯びた透明な液体で、10cm以上も糸を引くほど粘りがあります。

 

たんぱく質やヒアルロン酸のほか、ブドウ糖、電解質なども血清とほぼ同じ濃度で含まれています。関節液は、潤滑剤として、また半月や関節軟骨への栄養の供給源として働いています。

 

正常な膝での関節液の量は、数ミリリットルにすぎませんが、炎症や病変があると、関節液の産生が異常に高まり、増えた関節液は、粘りはなく白血球などを多く含むため、濁りもみられます。

 

膝に水がたまって、痛みや腫れがあるときには、関節に負担をかけないよう、安静にすることが第一です。

 

症状によっては、消炎鎮痛剤の使用や、針を刺して水を抜く「関節穿刺」(かんせつせんし)が行われます。何度も関節穿刺を繰り返さなくてはならない場合には、原因に対する根本的な治療が必要となります。

 

 

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