かかとから ついて はしる ひとを しらべた 研究けんきゅうが あります。ついた ほんの すこしあとに、とつぜん、おおきな ちからが かかとに かかって いました。

その ちからは、じぶんの おもさの 1.5ばいから 3ばいです。体重たいじゅうが 50キロの 子なら、75キロから 150キロの おもさに あたる ちからです（けいさんした めやすです）。

これは はしる ときの はなしです。あるく ときの かずでは ありません。

はしる たびに、これを うけて いるのです。かかとの なかには、この ちからを やわらげる しかけが ありそうです。

かかとから着地して走る人の足にかかる力を測った研究があります。足が地面につくとすぐ、50ミリ秒（0.05秒）以内に、体重の約1.5〜3倍の急な力がかかる、と報告されています［1］。

体重50kgの子なら、約75〜150kg重（75〜150kgのものをのせたときに相当する力）が、20分の1秒より短い間にかかる計算です（これは私たちが計算した目安で、論文の数字は倍率です）。この値は走るときのもので、歩くときの値ではありません。

この研究では、現代の靴を履いて長い距離を走るランナーの75〜80%が、かかとから着地していたとも書かれています。毎歩このような力を受けるなら、かかとの中に力をやわらげる工夫がありそうです。それはどんな形をしているのでしょうか。

走るとき、足がどこから地面につくかで、足にかかる力の立ち上がり方は変わる。Lieberman らの2010年の論文は、踵着地で走る人が着地後50ミリ秒（0.05秒）以内に、体重の約1.5〜3倍の急激な衝撃力（インパクト・トランジェント）を受けると報告した［1］。体重50kgなら約75〜150kg重に相当する力が、20分の1秒より短い間に立ち上がる計算になる（この換算は記事側の目安である）。

注意すべき条件が二つある。一つは、この倍率が走る場合の値で、歩く場合の値ではないこと。もう一つは、踵着地そのものは珍しくないことだ。同論文によれば、現代の靴を履く持久走ランナーの75〜80%が踵着地だった。論文は、靴や足首の柔軟性、着地の仕方なども衝撃のやわらぎ方に関わるとする。つまり、毎歩の衝撃を、かかとの内部のどんな構造がどこまで和らげているのか、という問いが立つ。

では、その受けとめ役は、かかとの中でどんな形をしているのか。

かかとの かわの すぐ うらには、脂肪しぼうで できた クッションが あります。この クッションは、2そうに わかれて います。

うえの そうは、ちいさな へやが たくさん ならんだ ところです。かたくて、したの そうより へこみかたが ちいさいです。したの そうは、おおきな へやで できて いて、おすと おおきく へこみます。

うえの そうの あつさは、したの そうの 30パーセントほどです。かたさは、およそ 10ばいと いわれて います。

ただし、これは わかくて けんこうな 6人の 左あしを しらべた けっかです。みんなが ぜったいに おなじとは いえません。

はしる ひとの クッションは、かかとの なかの ものだけでは ありません。靴くつの かかとの クッションの ほうが、おおきな ちからを やわらげると、さきの 研究けんきゅうは のべて います。

かかとの皮膚のすぐ下には、脂肪でできたクッション（ヒールパッド）があります。台湾の研究者らが調べたところ、この脂肪体は、浅い層と深い層の二つに分かれていました［2］。

浅い層は小さな脂肪の部屋（マイクロチャンバー）が並ぶ層で、かたく、体重をかけたときの変形が深い層より小さい層です。深い層は大きな部屋（マクロチャンバー）でできていて、荷重がかかると大きく変形します。荷重をかける前の状態で、浅い層の厚みは深い層の約30%、硬さは約10倍でした。

深い層の厚みを10とすると浅い層は3で、全体の中での浅い層の割合は約23%（3÷13）になります。かたい薄い層が、やわらかい厚い層をおおっているわけです。ただし、この数字は健康な若い6人の左足での測定です。誰でもこの値になるとは言えません。

クッションの働きは、かかとの中だけでは足りないこともあります。先の Lieberman らの論文は、人のかかとの脂肪体も着地の衝撃をやわらげるが、現代のランニングシューズの大きなかかとよりは効果が小さい、と述べています［1］。

では、その上に乗って体重を受けとめる骨は、どんな骨なのでしょうか。

かかとの皮膚の下の脂肪体は、一様な脂肪のかたまりではない。Hsu らの2007年の研究（要旨）によれば、線維の仕切りで分かれた小さな部屋が並ぶ浅い層（マイクロチャンバー）と、大きな部屋からなる深い層（マクロチャンバー）の二層がある［2］。荷重をかけると、深い層は大きく変形するのに対し、浅い層はかたく、深い層より変形が有意に小さかった。

数値で見ると、荷重前の浅い層の厚みは深い層の約30%、弾性率（硬さ）は約10倍だった。深い層を10とすれば浅い層は3であり、脂肪体全体に占める浅い層は約23%（3÷13）にすぎない。薄くてかたい層が、厚くてやわらかい層を表面側からおおっている形である。ただし被験者は健康な若者6人の左足で、一般化はできない。

そのため、二層構造が衝撃を実際にどれだけ減らすかは、この要旨だけでは決められない。別の角度から見ると、Lieberman らは、人のかかとの脂肪体も着地の衝撃を和らげるが、現代のランニングシューズの大きなかかとより効果は小さいと述べた［1］。同じ論文は、裸足で走り慣れた人が前足部や足裏全体で着地することが多く、踵着地はまれだったとも報告している。裸足か靴かで着地の仕方が変わる以上、クッションの効き方は走り方や履物と切り離せない。

では、そのクッションの上で体重を受ける骨は、どんな骨なのか。

クッションの うえには、かかとの 骨ほねが あります。あしくびの まわりに ある 小さな 骨ほねの なかで、いちばん おおきな ほねです。

たって いる ときも、あるく ときも、この ほねが 体重たいじゅうを ささえます。

そして この ほねの うしろには、ある ひもの ような ものが くっついて います。つぎの ところで はなします。

かかとの骨は、医学では「踵骨しょうこつ」と呼びます。足首のまわりに並ぶ足根骨（足根骨そくこんこつ）という小さな骨たちの中で、いちばん大きな骨です［3］。立つときも歩くときも、体重を支えます。

脂肪のクッションが衝撃をやわらげ、その内側で踵骨が体重を受ける。かかとは、「やわらげる役」と「支える役」が上下に重なった場所だと分かります。そして踵骨の後ろ側には、あるものがつながっています。

踵骨（しょうこつ）は、足首のまわりに並ぶ足根骨（そくこんこつ）のなかで最も大きな骨で、立つときや歩くときに体重を支える［3］。脂肪体が着地の衝撃を和らげる層だとすれば、踵骨はその内側で荷重を受けとめる構造体であり、「和らげる層」と「支える骨」が上下に重なっている点が、かかとの特徴である。

ここで注意したいのは、最大なのは「足根骨のなかで」という限定つきだということだ。足全体で最大と読み替えてはならない。また、踵骨は荷重を受けるだけでなく、後方からの引く力も受ける。その力の通り道が、次に見るアキレス腱である。

では、ふくらはぎの力は、どうやってこの骨に届くのか。

ふくらはぎの 筋肉きんにくと、かかとの 骨ほねを つないで いる ものが、アキレス腱けんです。からだの なかで いちばん おおきい 腱けんと いわれて います。

ふくらはぎの 筋肉きんにくが ちからを だすと、アキレス腱けんが その ちからを かかとの 骨ほねに ひっぱって つたえます。あるく、はしる、とぶ うごきに かかわって います。

ゴムひもの はしを ゆびで おさえて、もう かたほうを ひくと、おさえた ところが ひっぱられますね。それと すこし にて います。ただし、腱けんは ゴムより ずっと じょうぶで、のびにくい つくりです。

かかとは、うけとめる だけでなく、ちからを つたえる ところでも あるのです。

ふくらはぎの筋肉（腓腹筋ひふくきんとひらめ筋）をかかとの骨につなぐのが、アキレス腱です。人体で最大の腱とされています［4］。

MSDマニュアルでも、ふくらはぎの筋肉とかかとの骨をつないでいる腱と説明されていて、歩く・走る・跳ぶという動きにかかわります［5］。筋肉が縮むと、腱がかかとの骨を引き、その力で足首が動きます。

ゴムひもの端を指で押さえて、反対側を引くと、押さえた場所が引かれます。それと似ていますが、腱はゴムよりずっと丈夫で、伸びにくい組織です。

こうして見ると、かかとは「着地の衝撃を受けとめる場所」であると同時に、「ふくらはぎの力を足に渡す場所」でもあります。この二つを一か所でこなす歩き方は、いつごろからあるのでしょうか。

アキレス腱は、ふくらはぎにある腓腹筋（ひふくきん）とひらめ筋（平目筋、ひらめきん）を、かかとの骨に付着させる、人体最大とされる腱である［4］。MSDマニュアルの説明も、ふくらはぎの筋肉とかかとの骨をつなぐ腱であり、歩く・走る・跳ぶ動きにかかわるとしている［5］。筋肉が縮むと、その力が腱を通って踵骨を引き、足首の動きになる。

ここまでで、かかとの三つの役割がそろった。着地の衝撃を和らげる脂肪体、体重を受ける踵骨、筋肉の力を足に渡すアキレス腱である。着地では「受けとめる」、蹴り出しでは「力を渡す」と、同じ部位が逆向きの仕事を担う点が興味深い。ただし、腱が実際にどれだけの力を出すかという数値は、ここでは扱わない。

では、かかとから着いて、足の先で蹴り出すという歩き方は、人がいつごろ身につけたのか。

いまから やく360まん年まえの アフリカの タンザニアで、ぬれた 火山の はいの うえを あるいた ものたちが います。アウストラロピテクスと いう、むかしの ひとの なかまです。

その あしあとが、そのまま のこりました。あしあとを しらべると、かかとから つき、つまさきで けりだす あるきかたを して いたようです。いまの わたしたちと おなじです。

あしあとは 3人ぶんと いわれますが、くわしい ことは けんきゅうしゃの あいだでも ぎろんが あります。

かかとを つかう あるきかたは、とても ながい れきしが あるのかも しれません。

タンザニアのラエトリという場所には、約360万年前の足跡が残っています。濡れた火山灰の上を歩いた初期の人類の足跡で、持ち主はアウストラロピテクス・アファレンシスの可能性が高いとされます。スミソニアン博物館の人類起源のサイトでは、3人が歩いたものと紹介されています［6］。ただし人数など細かい解釈には、研究者の間で幅があります。

足跡の形は、現代の人と同じ「かかとから着地し、つま先で蹴り出す」歩き方を示すと説明されています［6］。ラエトリの足跡（Site Sと呼ばれる場所）を分析した2017年の論文は、題名で「人に似た二足歩行の力学を確かめた」と述べています［7］。

火山灰が湿って固まったおかげで、足が着いた場所と蹴った場所が、今も形として残りました。かかとから着く歩き方は、それほど長い歴史があるのかもしれません。では、そのかかとのクッションは、一生同じように働くのでしょうか。

約360万年前、現在のタンザニアのラエトリで、初期の人類が、濡れた火山灰の上を歩いた。足跡の主はアウストラロピテクス・アファレンシスの可能性が高いとされる。Smithsonian の人類起源のサイトは、その足跡が、人と同じ「かかと着地、つま先で蹴り出す」歩き方を示すと紹介している［6］。足跡が3人分とされる点などは、解釈に幅があり、研究者の間で議論が続いている。

足跡の解釈を補強するのが、Raichlen と Gordon の2017年の論文である。ラエトリの Site S の足跡を調べ、人に似た二足歩行の力学を確かめたという題名を持つ［7］。ここでは題名が示す範囲にとどめ、分析の中身には踏みこまない。

つまり、かかとから着いて前足で蹴る歩き方は、少なくとも約360万年前の足跡から読み取れる。かかとが衝撃を受けとめて筋肉の力を渡す働きは、人類の歩き方とともに長く使われてきた可能性がある。ただし、当時の人のかかとの内部が今と同じ作りだったかどうかは、足跡だけでは分からない。

では、今の人のかかとは、年齢とともに変わらないのか。

かかとの クッションは、としを とると、すこし かわる ことが あります。

わかい 人と としを とった 人の かかとに おもりを おとして、ちからを どれだけ すいこむかを しらべた 日本の 研究けんきゅうが あります。この しけんでは、としを とった 人の かかとが すいこむ エネルギーは、わかい 人より すくない けっかでした。

あるく たびに はたらく かかとの クッションは、ずっと おなじでは ないのかも しれません。

信州大学の研究に、年齢によるかかとの衝撃吸収の変化を調べたものがあります。おもりを落とす落下試験で、高齢者のかかとは、若い人にくらべて減速が大きく、かかとが吸収するエネルギーが小さくなっていました［8］。

つまり、この試験では、年齢が上がるほど、かかとの脂肪体が吸収するエネルギーは小さくなっていました。何歳でどのくらい変わるかなどの細かい数字までは、この要旨だけでは分かりません。

ここまでで、かかとの中の二層のクッション、体重を受ける踵骨、ふくらはぎの力を伝えるアキレス腱の三つが一か所に集まっていることを見てきました。

信州大学の研究シーズは、加齢とかかとの衝撃吸収特性の関係を調べた。落下試験では、年齢が上がるにつれて落下するおもりの最大減速度が大きくなり、かかとの脂肪体が吸収するエネルギーの値は小さくなった［8］。

ただし、これは落下試験という条件下の傾向であり、実際の歩行や走行でそのまま当てはまるとは限らない。割合や年代ごとの数字は、要約の範囲では示されていない。ここで一つの数値を取り出すことは避ける。

こうして、かかとは「脂肪体で衝撃を和らげ、踵骨で体重を受け、アキレス腱で筋肉の力を渡す」という三つの働きを、一か所に重ねていることが分かる。そして足跡の研究は、その働きを使う歩き方が人類の長い歴史の中にあることを示唆している。

きょう できる こと

あしの うらを すこし ぬらして、かわいた タオルを しいた ゆかの うえを、ゆっくり 3ぽ あるきます。ぬれた あしは すべるので、すべらない ゆかに タオルを おいて、はしを おとなに おさえて もらい、ゆっくり やりましょう。

タオルに ついた あとを みると、かかとの あとは どう なって いますか。はしって みると、どう かわりますか。ラエトリの あしあとと、くらべて かんがえて みましょう。

しらべる とき

おうちの ひとと、「アキレス腱けん」で ずかんや じてんを ひいて みましょう。

今日できること

足の裏を少しぬらして、乾いたタオルを敷いた床の上を、ゆっくり3歩歩きます。ぬれた足はすべるので、すべらない床にタオルを置き、端を家の人に押さえてもらって、ゆっくり歩いてください。

タオルに残った跡で、かかとの跡がどう見えるか、歩く速さを変えると跡がどう変わるかを見比べます。結果は人によってちがうので、正しい答えはありません。自分の歩き方の、ひとつの記録になります。

資料を読むなら

国語辞典や百科事典で「アキレス腱」を引くと、人体で最大の腱という説明に出会えます。同じように「ラエトリの足跡」も引いて、足跡がどんな形で残っているかを見比べてみるのもよいでしょう。

今日できること

足の裏を少しぬらし、乾いたタオルを敷いた床の上を、ゆっくり3歩歩く。ぬれた足はすべるので、すべらない床にタオルを置き、端を家の人に押さえてもらって行うこと。タオルの跡で、かかとの跡がどのくらいの濃さで見えるか、歩く速さを変えると跡がどう変わるかを見比べる。結果には個人差があるので、正解はなく、自分の記録として残せばよい。

資料を読むなら

Lieberman らの論文（Nature, 2010）は、走るときの着地のしかたと衝撃力を扱っている。この記事で引用した「体重の1.5〜3倍」が、どの条件の値かを原文で確かめられる。Hsu らの二層構造の論文要旨もあわせて読み、日本語の百科事典で「ラエトリの足跡」を調べて見方を比べると、足跡の解釈に議論が残っている理由が見えてくる。