膝関節を作る大腿骨・膝蓋骨・脛骨・腓骨の解剖について


歩いたり、立ち上がるときに動きの中心となる、それが膝関節。
みなさんはこの膝関節についてどれくらい知ってますでしょうか?
膝を曲げたり伸ばしたりするときには、膝に関わる様々な骨が動いています。
今回は膝関節について知っていくのですがその前提としてどんな骨で構成されているかを知りましょう!

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テレビやニュースでよく聞くけどどこの骨か分からないわ・・・

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膝の骨ってどれくらい大事なの?

テレビやニュースでも昨今は骨の名前を出すようになりましたが、どこの骨なのか分からないこともあります。
テレビを見ていて「あーここの骨のことかー」と浮かんでもらえるようになれたらと思います!
というわけで今回は膝関節を構成している4つの骨である膝蓋骨・大腿骨・脛骨・腓骨について紹介したいと思います。

目次

膝のお皿のレールを作る大腿骨

この大腿骨は人体の中でも最大の大きさをもつ骨です。そのため身体の中でもかなり重い骨になります。
上の画像の通り、上部の部分(股関節の部分)は丸く球のような形をしており、下部の末端部分はよく骨のイラストでもみられる ω みたいな形をしています。
この ω の部分が膝関節の部分になり、内側と外側で丸く膨らんだ部位が膝の関節面になります。
その際に内側と外側の関節面の部分をそれぞれ内側顆(ないそくか)、外側顆(がいそくか)という名前で呼ばれています。
そして、膨らんだ部分が細くなり始める開始の部分を内側顆の上にあることから内側上顆(ないそくじょうか)、外側の部分を外側上顆(がいそくじょうか)と呼びます。

上の画像は右の大腿骨を後ろから見ているので、末端のぷっくりした丸に近いほうが内側顆になり、すこし丸みが小さいほうが外側顆になります。
この内側顆、外側顆についてちょっとだけ掘り下げましょう

大腿骨の内側顆・内側上顆と外側顆・外側上顆

上の画像は男性の膝関節で左が内側、右が外側になります。
レントゲンで撮影されたものですね。レントゲンで見てもやはり内側が丸みが大きく、外側は少し小さいですね。それぞれ内側顆、外側顆なんとなくわかりますかね?
この二つの部位の説明をしていきましょう。

レール形成をする内側顆・内側上顆

内側顆は先ほども説明しましたが、丸みが大きく膨らみが外側顆に比べて大きいのが特徴で、他の骨と接する部分が内側顆になります。また、内側顆は膝を曲げた時に露出します。
画像ではかなり確認しづらいですが、下の骨と接している内側の部分と真ん中寄りの白が濃い部分までが内側顆になります。
そして、膨らんだ部分から上に向かっていくと急に細くなりますよね?その開始部分が内側上顆になります。
この内側顆は外側顆と一緒に膝の前方で溝を作ります。

なぜ作らなきゃならないかというと膝のお皿が滑って動けるようにしなければならないからです。この記事では膝の運動について詳しい言及はしていきませんが、別記事にて説明していきたいと思います。

この、お皿が滑るようにするレールとなる部分を顆と顆の間の溝と書いて顆間溝と言い、お皿との関節面を形成します。
内側上顆は、特に関節面としての役割や機能はありませんが、靭帯や筋肉の付着部として存在します。
身体構造としてはそこまで強い役割はありませんが、膝の状態を触って調べたり、足の長さを測定するときはこの内側上顆はよく指標や評価に使われたりします。

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膝関節の運動と構成を一緒に理解できる記事はこちらからどうぞ!

レール形成と脱線予防する外側顆・外側上顆

外側顆は、内側顆と同じく下の骨とお皿で関節面を形成します。
ただ、内側顆に比べて丸みが小さいのが特徴になります。
外側顆の役割は外側からお皿が滑られるように内側顆と一緒に顆間溝を作りレールを形成すること、下の骨と関節を形成することになり、内側顆と全く同じ働きになります。
しかし外側顆にはもう一つ機能があり、内側顆に比べて前方に少し飛び出ているんです。
ここが飛び出すことでお皿が外側に外れないように脱線予防の意味を持っています

知ってますか?膝のお皿も肩や肘と同じように脱臼、外れるんですよ?

人間の身体ってよく出来てますよねー

そして外側上顆は、先ほど紹介した内側上顆と同様で、特に役割・機能はありませんが靭帯や筋肉の付着部になり、膝の状態を触って調べたり、足の長さを測定するときにこの外側上顆はよく指標や評価に使われたりすることは多々あります。

柱となり体重を支える下腿骨(脛骨・腓骨)

さて、下腿はまず脛骨、腓骨に分けられます。一つは太く、一つは細く作られていてなんとも不思議なバランスですよね?
まずは脛骨のことと部位について今度は話していきたいと思います。

脛骨(けいこつ)とは、下腿のメインになってくる骨であり身体において大腿骨に次いで2番目に長い骨になります。弁慶の泣き所とか向こうずねって言われる部分です。蹴られたりぶつけたりすると痛い部分ですし、触れば硬いので皆さんでもすぐに見つけられます。
触ると分かると思いますがそれなりに太く、下腿のなかでは柱になって体重を支える重要な骨になってきます。
画像を見ると脛骨の上部は大きく逆三角形を描き、脛骨の下部は小さい三角形を形作っていますね。

脛骨の主な機能はまさにそれで、歩いたり飛んだり走ったりした時などに膝関節を越えて、足の関節に体重を伝達することにあります。その荷重量の90%を脛骨は頑張って支えています
そのため、体重をしっかり受けられるように大腿骨と接する関節面では平らで幅広くスペースが設けられて作られているのが特徴です。

広い関節面を作る脛骨内側顆と外側顆

脛骨には大腿骨と同様に内側顆、外側顆があり、その上部は浅いくぼみになっています。
この浅いくぼみは、内側顆・外側顆の両方が大腿骨の外側顆・内側顆にマッチするような広い領域となり関節面を形成しています。この部分を脛骨高原といいます。

脛骨関節面の特徴としては、内側顆の関節面は中央がくぼんだ面を作り、外側顆は平坦で後方に向かって傾いています。また、大腿骨の関節面に比べて脛骨関節面は小さいです。
外側顆の裏には腓骨がくっつく腓骨関節面があります。

腓骨自体は脛骨の外側に接し、大腿骨まで届かないため膝関節を構成しませんが、脛骨に寄り添うようにして存在し、骨の配列を維持する働きがあります。腓骨は一見華奢ではあるけれどちゃんと役にたっているんです(笑)
そのため大きな大腿骨顆を受け入れる2つの滑らかな関節面を支え膝関節を形成します。

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]体重支持や骨の配列を整えるなんて細やかな骨ですね!初めて知りました!

筋肉の補助装置となる膝蓋骨

膝蓋骨は、膝のお皿のことです。膝のお皿である膝蓋骨は種子骨の一種であり筋肉の補助装置といわれています。
膝蓋骨の形は逆三角形に似た形をしており、上部の底辺になる部分を膝蓋骨底(しつがいこってい)、下部の尖ったところを膝蓋骨尖(しつがいこっせん)と呼びます。
また、膝蓋骨の裏側は関節面となっていて、卵型で中心が隆起して突出しています。この突出によって内側面と外側面に分けられ、大腿骨の内側顆、外側顆と関節を形成します。

さて、膝蓋骨は膝にとってどんな役割があるのでしょうか?
膝の曲げ伸ばしをするなら大腿骨と脛骨の動きで十分ですよね。
ところが膝蓋骨は重要な働きをしています。
それが膝を曲げたり、伸ばしたりする動きです。
曲げると大腿骨と脛骨の間へ、伸ばすと大腿骨の方へ動いていき膝蓋骨の関節面が顆間溝と接触し、膝蓋骨と大腿骨で関節を作ります。

膝蓋骨の裏側は関節軟骨が厚く、4~5㎜と言われています。
この分厚い軟骨のおかげで関節に加わる圧迫力の分散に役立ちます。
ではなぜ圧迫力が加わるのか?

それは膝蓋骨の上を通る筋肉(大腿四頭筋)が働くときに太くなり、真上から圧力を掛けるからです。これは特に膝を伸ばしたときに起こります。
しかし膝蓋骨は色んな役割を担っており、伸ばすときは大腿骨の丸くへこんでいる関節面に滑り込み筋肉への摩擦を減らしたり、曲げるときは大腿骨との間に過剰な摩擦が生じないようにする役割を持ちます。

膝蓋骨の機能・役割としては上記の内容を含め筋肉の働きを最大限に発揮させ、てこの原理を利用することで膝関節を伸ばす力の節約させるのが目的になります。
これが膝蓋骨が筋肉の補助装置といわれる所以でもあります。
この膝蓋骨があることで我々人間は滑らかに素早く筋肉が働き、膝関節を動かしていくことが可能になります。

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お皿があることで膝が円滑に曲げ伸ばしが出来るんです!

竹内修二.好きになる解剖学Part2.講談社,2007, 1-2.5-6.8-10P
日野原重明.系統看護学講座専門基礎1 人体の構造と機能[1]解剖生理学.医学書院,2004, 63-65P
林正健二.ナーシング・グラフィカ① 人体の構造と機能 解剖生理学.メディカ出版,2005, 285-286P
監修/青木隆明,執筆/林典雄.改訂第2版 運動療法のための機能解剖学的触診技術 下肢・体幹.メジカルビュー社,2013, 30.36P
原著/Donald A.Neumann,監訳/嶋田智明,平田総一郎.筋骨格系のキネシオロジー.医歯薬出版株式会社,2010, 456-459P
越智淳三.解剖学アトラス第3版.文光堂,2007, 96-98.101-102P
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原著/Carol A.Oatis,監訳/山崎敦,佐藤俊輔,白星伸一,藤川孝満.オーチスのキネシオロジー 身体運動力学と病態力学 原著第2版.ラウンドフット,2016, 753-755P
監修/石井慎一郎,編集/森口晃一.膝関節理学療法マネジメント 機能障害の原因を探るための臨床思考を紐解く.メジカルビュー社,2018,15P

【結論】膝関節は体重支持や円滑な関節運動に重要

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]お疲れ様でした!
今回は膝関節の解剖について紹介しました!

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膝の骨にこんなに重要な役割があるなんて目からうろこですね!

佳吾のアイコン画像佳吾

そうですね。骨や関節はただ運動するためだけでなく、簡単に壊れないように色んな機能を兼ね備えています。

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だから歩いたり、蹴ったり、階段の上り下りでも丈夫に長持ちするんですねー

佳吾のアイコン画像佳吾

それでは今回はここまで!
お疲れ様でした!

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また次回お会いしましょう!

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