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膝関節

ここでは、膝関節の構造とその働きについて解説します。

膝関節はどんな構造をしているの?

膝は4つの骨が合流する場所であり、太ももの骨である大腿骨(だいたいこつ)スネの骨である脛骨(けいこつ)、スネの裏側にある骨腓骨(ひこつ)、膝のお皿にあたる骨膝蓋骨(しつがいこつ)に分けられます。

4つの骨が合流しているので、それぞれがぶつかり合わないように4つの部位がうまく調整を行っています。その調整に利用されるものが「靭帯」「軟骨」「半月板」「関節包」になります。

靭帯

靭帯は骨と骨をつなぐ綱とも呼べるもので、関節を形作り、さらに安定させています。網のような役割を持っているため、関節の可動域が広がりすぎないように制限するという働きも持っています。

人間の体は骨によって形作られていますが、それを動かすものは筋肉と腱になります。 しかし筋肉と腱だけでは不安定であり、靭帯があってはじめて関節が安定的に固定されます。靭帯が存在しなければ骨と骨をつなぐことができないので、骨同士は離れ、正しく足を動かすことができなくなってしまいます。

膝を支える靭帯には4本あり、関節部の前後、さらに内側と外側に存在しています。4本のそれぞれの働きによって、膝をねじったり曲げたりといった動作を可能にするほか、おかしな方向に揺れないよう安定性を確保しています。 関節の前は「前十字靭帯」後ろは「後十字靭帯」内側のものは「内側側副靭帯」外側は「外側側副靭帯」と呼ばれ、区別されています。

軟骨(関節軟骨)

軟骨は骨と骨の間でクッションのような役割を果たしています。軟骨が摩耗すると、骨と骨がぶつかりやすくなったり、骨のすり減りなどが生じます。

膝を構成する骨のうち、大腿骨と脛骨、膝蓋骨と大腿骨が接触する部分には、この軟骨が間に入り、骨同士のぶつかり合いを防いでいます。 接触部に存在する「半月板」というもう一つのクッションと併せて、クッション材が骨と骨との動きをスムーズにし、痛みを軽減しています。

関節軟骨は水、コラーゲン、プロテオグリカン(軟骨に弾力を与える)などから構成されています。 事故などのアクシデント、O脚などによる足の変形や遺伝的な要素など、さまざまな要因によって関節軟骨がすり減ると、変形性膝関節症と呼ばれる症状の原因となります。また、関節を動かすと骨同士が摩擦を起こすため、痛みや違和感などが現れます。

半月板

半月板は膝にある組織の一種で、硬いゴムのように弾力を持っている部位です。軟骨と同様にクッション材の役割を果たしつつ、軟骨だけでは支えきれない衝撃、膝にかかる負担を吸収しています。

半月板は外側と内側にそれぞれ存在し、外側のものは「外側半月板」内側のものは「内側半月板」と呼ばれています。いずれもクッション材である点は同じですが、内側半月板は関節包を開始、可動が少ない部位となっています。

半月板は足にかかる衝撃を緩和し、大腿骨と脛骨へのそれぞれのダメージを軽減します。また、関節内圧を均等化したり、関節の適合性を保つといった重要な役割も担っています。 半月板はスポーツやトレーニングなどにおいて、少しの外力でも損傷する場合があります。その際、痛みなどが出て歩行が困難になったり、完治までに時間がかかるケースもあります。

関節包

関節包は、膝の全体を覆う「袋」のようなもので、外層と内層の二つの層から構成されています。関節を、粘性のある関節液という液体で満たし、血行による代謝がない部分の新陳代謝を助けています。 また、複雑な動きと大きな負荷のかかる膝部分への力を和らげるといった緩衝作用を持つほか、膝関節の動きを中枢に伝える役割も持っています。

構造としては、内側側副靭帯と付着しているため、ここが緊張すると関節包に伝わり、そこから中枢へと情報が送られていきます。また、膝関節ともつながっており、膝の動きには欠かせない部位となっています。 膝には骨や筋肉などの大きな部位が存在する一方で、関節包のような目立たない場所で活躍する緩衝材もなくてはならない存在です。

細分化すれば、膝はさらに小さな組織に分かれますが、膝の構造を考えるうえで大切なのは、以上の4つ。いずれかの調子が悪ければ、膝の機能は果たされません。

膝関節はどんな働きをしているの?

膝関節には、大きく分けて「足を動かす」「体重を支える」という2つの役割があります。

【足を動かす役割】

私たちの生活において欠かせない「歩く」「しゃがむ」「正座」という動作において、膝はそれぞれ60°、100°、140°の角度で曲がります。
万が一、膝がこのように曲がらない場合、歩くことも椅子に座ることもままなりません。膝が曲がるからこそ、私たちは日常生活をスムーズに過ごすことができるのです。

【体重を支える役割】

膝より上には、太もも、胴体、両腕、頭があります。つまり、人間の体のほとんどが膝よりも上部にあり、ほとんどの体重を膝で支えていることになるのです。
さらに、歩くときには体重の約2倍、階段の昇降で約3倍、走る際には約5倍の負担がかかると言われ、仮に50キロの人が走っただけでも、250キロもの衝撃に。
日々の生活において、いかに膝の役割が重要か、お分かりになられるかと思います。

膝関節を痛めた方の改善策

膝関節に痛みが生じる理由

膝は、上半身と下半身の重さをまとめて支えながら、足を動かす機能を持った重要な部位です。ここに関節痛が起きる原因について見ていきましょう。

1、軟骨のすり減り 膝関節は、体の部位の中でも日常的に動かす「足」の機能をつかさどっています。 筋肉と骨によって支えられていますが、足を何度も曲げ伸ばしすることによって膝関節の軟骨部分が摩耗し、そこから骨と骨がぶつかり合うようになって、痛みが起きてきます。

軟骨は一度すり減っても修復し、元の滑らかな状態へと戻ります。しかし年齢を重ねるにつれて、すり減ったまま修復が行き届かない状態になると、骨と骨が当たり、そこからさらに痛みを生じてしまいます。

2、肥満による負担増 膝は太もも、お尻、内臓、さらには頭部などの重量をすべて引き受ける部位です。膝から下の部位は、全体重からするとほとんど重さのうちには入らないため、膝には常時、体の半分以上の重さがかかっています。

この状態からさらに太ってしまうと、膝関節にはさらに多大な負担がかかります。ほとんどの場合、脂肪がつくのはお腹周りやお尻などの体幹部分になりますから、体幹を支える膝にかかる重さも相対的に増えることになります。

3、骨や筋肉の衰え 膝の関節を支えているのは筋肉ですが、中高年期に入ってからは全身の機能が徐々に衰えていくため、骨密度や筋肉量の減少、筋力の低下などによって膝への支えがもろくなります。

安定的な支えを失った膝関節には、ダイレクトに負担がかかるようになりますので、そこから摩耗が増えたり、炎症が起きるなどして、関節痛が現れてきます。

膝関節の痛みの効果的な改善方法

膝関節の痛みが出た時は、何が原因になっているかを考え、関節にかかる負担を減らしていかなければなりません。 肥満傾向にある方は体重を減らす工夫を。筋肉や骨が衰えている場合は、食事でしっかりと栄養を摂りながら、適度にトレーニングも行って筋肉を増やしていきましょう。

膝に負担をかけるような姿勢や激しい運動などは避け、痛みが出ないように安静にすることも大切です。

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