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ここにあるのは、だれかが実際に調べ、考え、作ってきたことを集めたメモです。気になったら、ページの下の「参考にした情報源」から、もとの本や記事、それを生み出した人たちに、直接ふれてみてください。このメモには書ききれないおもしろさが、そこにあります。

すねの 骨ほねは、どんな しくみで からだを ささえて いるの?

すねの骨ほねは、どんなしくみで体を支えているのか ── 2本の骨の分担と、走るときにかかる力

すねを支える2本の骨ほね:走行中の脛骨けいこつ下端に体重の約9倍の力が加わったという報告と、腓骨ひこつの荷重分担

分野:からだ

はしって いる とき、すねの 骨ほねの したの ほうには、へいきんで からだの おもさの 9ばいほどの ちからが かかった、という けんきゅうが あります。じぶんの おもさの 9ばいとは、ずいぶん おおきな かずです。

どうして、すねの 骨ほねだけが そんなに おおきな ちからを うけるのでしょう。この メモを よむと、すねが 2本の 骨ほねで できて いること、ぶつけると いたい わけ、せいちょうする ときに おきる ことが わかります。

走っているとき、すねの骨の下のほうには、平均で体重の約9倍の力がかかった、という研究があります[6]。自分の体重の9倍とは、ずいぶん大きな数字です。なぜ、すねの骨だけがそんなに大きな力を受けるのでしょうか。

この記事では、すねが太い骨と細い骨の2本でできていること、その分担、ぶつけると飛び上がるほど痛い理由、成長期に膝の下で起きることが分かります。

走行中の脛骨(けいこつ)の下端には、ピーク値の平均で体重の約9倍の圧縮力が加わったという報告がある[6]。体重の9倍もの力が、細い骨の端に集まる。なぜ、そのようなことが起きるのか。

この記事では、すねが2本の骨でできている理由、細い腓骨(ひこつ)が荷重をどの程度分け合うか、皮膚のすぐ下にある骨の前縁をぶつけたときの痛み、そして成長期の脛骨粗面(けいこつそめん)で起きることが分かる。

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1. すねを ぶつけると、どうして とびあがる ほど いたいの?

1. すねをぶつけると、なぜ飛び上がるほど痛いのか

1. 脛骨の前縁は皮膚のすぐ下にある:「弁慶の泣き所」はなぜ痛いのか

つくえの かどや いすの あしに、すねを ごつんと ぶつけた ことは ありませんか。こえも でない ほど いたいですね。

すねの まえがわを、ゆびで ゆっくり なぞって みてください。かたくて ほそい すじが、皮膚ひふの すぐ したに ふれます。これが すねの 骨ほねの、まえの ふちです。

この 骨ほねの なまえは 脛骨けいこつです。脛骨けいこつの まえの ふちには、まもって くれる やわらかい ところが ほとんど ありません。ある せつめいでは、ぶつけた ちからが、骨ほねを つつむ うすい まく(骨膜こつまく)に じかに ひびくので、つよく いたいと いわれて います。

この ところは「弁慶べんけいの 泣き所なきどころ」とも よばれます。なまえの とおり、いたく なりやすい ところです。

ところで、すねの 骨ほねは 1本だけ なのでしょうか。

机の角や椅子の脚にすねをぶつけて、声も出ないほど痛かった経験は、多くの人にあるでしょう。すねは、とくに強く痛むことがある場所です。

すねの前側を指でゆっくりなぞると、硬くて細い筋が、皮膚のすぐ下に触れます。これが脛骨けいこつの前縁です。脛骨けいこつは、太ももの大腿骨だいたいこつに次いで2番目に長い骨で、膝から足首までを受けもちます[1]。その前縁は鋭く、皮膚の上から触れるほど浅いところを通っています。

痛みの理由として、ある解説ページは、骨の前面の細い稜が皮膚のすぐ下を走っていて、ぶつけた衝撃を和らげるものがほとんどないためだと説明しています。衝撃が骨をおおう骨膜こつまくに直接伝わるので強く痛む、という説明です[2]。ただし、この説明は一般向けの解説ページのもので、医学書で確かめた話ではありません。

この場所は「弁慶べんけいの泣き所なきどころ」とも呼ばれます[1]。名前の通り、強い人でも思わず声をあげそうな、痛みやすい場所です。

ところで、膝から下の骨は、この1本だけなのでしょうか。

机の角や椅子の脚にすねをぶつけると、強く痛むことがある。すねの前面を指でなぞると、硬い稜が皮膚のすぐ下に触れる。これが脛骨(けいこつ)の前縁である。脛骨は大腿骨に次いで2番目に長い骨で、膝から足首までを構成して体重を支える。前縁は鋭く、皮膚の上から触れられる[1]。

では、浅いところにあることは、なぜ痛みに結びつくのか。ある解説ページは、骨の前面の細い稜が皮膚の直下を走り、間に衝撃を和らげる軟らかい組織がほとんどないことを理由に挙げ、ぶつけた衝撃が骨をおおう骨膜(こつまく)に直接伝わって強く痛むと説明している[2]。ただしこれは一般向けの解説ページの記述で、解剖学の教科書や医学辞典で確認した説明ではない。「骨膜に直接」という部分は、仮説として読むのが妥当だろう。

この部位は「弁慶の泣き所」とも呼ばれる[1]。名前は痛みやすさの話だが、同じ骨が体重まで支えているという点も見逃せない。膝から下の骨は、この1本だけなのか。

2. すねの 骨ほねは、どうして 2本 あるの?

2. 太い骨と細い骨:足首の関節は3つの骨でできている

2. 脛骨と腓骨の2本で足首をつくる:内果ないか・外果がいかと靭帯の輪

すねの 骨ほねは、じつは 2本 あります。ふとくて ながい 脛骨けいこつと、そのとなりを ならんで はしる ほそい 腓骨ひこつです。脛骨けいこつは、からだの おもさを うけもつ、だいじな 骨ほねです。

あしくびの りょうがわに ある でっぱりを、さわって みましょう。うちがわの でっぱりは 脛骨けいこつの はし(内果ないか)、そとがわの でっぱりは 腓骨ひこつの はし(外果がいか)です。

あしくびは、この 2本に 距骨きょこつという 骨ほねを くわえた 3つの 骨ほねで できて います。まわりを 靭帯じんたいという じょうぶな ひもが わのように つないで、あしくびを ぐらぐらさせません。

では、ほそい 腓骨ひこつは、なにを して いるのでしょう。

すねの骨は、実は2本あります。太くて長い脛骨けいこつと、その横に並ぶ細い腓骨ひこつです。2本をあわせて、膝から足首までの部分(下腿)をつくっています[1]。

足首の両わきにあるでっぱりを、指で探してみてください。内側のでっぱりが脛骨けいこつの端の内果ないか、外側のでっぱりが腓骨ひこつの端の外果がいかです。

足首の関節は、この2本に距骨きょこつという骨を加えた3つの骨でできています。複数の靭帯じんたいが輪のようにつないで、足首を安定させています[3]。脛骨けいこつと腓骨ひこつの端が、距骨きょこつをはさむ形になっていると考えると、イメージしやすいでしょう。

体重を受けるのは主に太い脛骨けいこつです。それなら、細い腓骨ひこつは、何のためにあるのでしょうか。

膝から下の骨は1本ではない。体重を受ける太い脛骨のとなりに、細い腓骨(ひこつ)が並び、2本で下腿をつくる[1]。足首の内側と外側のでっぱりは、それぞれ脛骨の端の内果(ないか)、腓骨の端の外果(がいか)にあたる。

足首の関節(足関節)は、この2本に距骨(きょこつ)を加えた3つの骨で構成され、複数の靭帯が1つの輪を形づくるようにつないで、足首を安定させている[3]。脛骨と腓骨の端が、距骨をはさみこむ形である。2本の骨の端と靭帯の輪が、1つの関節をつくっているわけである。

では、体重を受ける主役が脛骨であるなら、細い腓骨は荷重に関わっていないのか。次の章でその割合を見る。

3. ほそい 腓骨ひこつは、なにを して いるの?

3. 細い腓骨が体重を分け合う割合は、足首の向きで変わる

3. 腓骨が受けもつ荷重の割合:中立位で6.4%、足首の角度などの条件で変わる

ほそい 腓骨ひこつも、からだの おもさを すこし ささえます。ある けんきゅうでは、あしくびを まっすぐに した とき、腓骨ひこつが うけもつ のは、ぜんたいの おもさの 6.4パーセントほど でした。ほとんどは 脛骨けいこつが うけます。

あしくびの むきを かえると、わりあいも かわります。つま先を うえに あげると ふえ、したに のばすと へります。つまり、あしくびの むきなど、じょうけんで わりあいが かわるのです。

チンパンジーや ヒヒ、ひとの あしの 骨ほねを つかった じっけんも あります。腓骨ひこつに つながる ぶぶんを きって いくと、脛骨けいこつの ひずみが だんだん おおきく なりました。ほそくても、腓骨ひこつは ちからを わけて もって いる ようです。

では、はしる ときは、どれほどの ちからが かかるのでしょう。

細い腓骨も、体重をまったく受けないわけではありません。神戸大学の研究者らの論文には、足首を中立の位置にしたとき、腓骨が受けもつ荷重は6.4%だったとあります。足首を反らせる(背屈)と増え、伸ばす(底屈)と減ります。足首の向きなどの条件で割合が変わる、ということです[4]。中立位では100のうち6ほどで、残りの大半は脛骨けいこつが受けもつ計算です。

数字は小さくても、役目は軽くありません。チンパンジー・ヒヒ・ヒトの脚の骨を使い、腓骨ひこつにつながる部分を切りながら圧縮の力をかけた実験では、切るほど脛骨けいこつのひずみが段階的に大きくなりました[5]。腓骨ひこつが荷重の一部を分け合っていることを示す結果ですが、これは霊長類を使った実験の要旨で、ヒトだけの結論ではありません。

では、足首ごと体重を受け止める走りのとき、すねの骨にはどれほどの力がかかるのでしょうか。

腓骨は細いが、荷重をまったく負担しないわけではない。神戸大学の研究者らの論文によれば、足関節が中立位のとき、腓骨に配分される荷重は6.4%だった。足首を反らす(背屈)と配分は増え、伸ばす(底屈)と減る。数値は足首の角度など測定条件によって変わる[4]。したがって「腓骨は6.4%を受ける」と固定値のように読むのは誤りで、足首の角度という条件つきの値と読むべきだろう。

この小さな割合が無視できない理由を示すのが、霊長類の実験である。チンパンジー・ヒヒ・ヒトの脚の骨を用い、腓骨につながる組織を切りながら圧縮荷重をかけると、脛骨のひずみが段階的に、有意に増えたという[5]。腓骨が荷重を分け合い、取り除かれると脛骨がその分を引き受けることを示唆するが、これは学会の要旨で読める範囲の結果であり、ヒト単独の結論ではない点に注意が要る。

荷重の分担が条件で動くものだとすると、足首が体重を受け止め続ける走りの最中には、脛骨にどれほどの力がかかるのだろうか。

4. はしると、脛骨けいこつには どれくらいの ちからが かかる?

4. 走ると、すねの骨の下端には平均で体重の約9倍の力がかかった

4. 走行中の脛骨下端の圧縮力:ピーク値の平均は体重の約9倍で、主因は筋肉の収縮とされる

はしる ときの あしは、じめんを ぐっと ふみます。ある けんきゅうで、脛骨けいこつの したの はしに かかる ちからを しらべると、いちばん おおきい ときの へいきんが、からだの おもさの 9ばい ほどでした。

たいじゅう 40キロの こなら、かけ算を すると 360キロぶんの ちからです。ほそい 骨ほねの はしに、そんなに おおきな ちからが あつまって いたのです。

その おおきな ぶぶんは、筋肉きんにくが ちぢむ ちからだと、けんきゅうでは かんがえられて います。骨ほねは、じめんだけで なく、筋肉きんにくにも ぎゅっと おされて いる のです。

ただし、この 9ばいは、その けんきゅうの へいきんです。こどもの はしり方に、そのまま あてはまる かずでは ありません。

じゃあ、筋肉きんにくに ひっぱられる ほうの ばしょは、どうなって いるのでしょう。

走っている最中の脛骨けいこつの下端にかかる圧縮の力を調べた研究では、足の裏が地面を踏みしめる時間の中ほどで、平均約9倍というピークが報告されました[6]。

体重40kgの人なら、単純に掛け算すると、約9倍は360kg分の力です。細い骨の端に、それだけの力が集まっていたことになります。

この研究では、骨を圧縮する力の主な出どころは、地面の力ではなく筋肉の収縮だったとされています[6]。筋肉が縮む力が骨をおしつける、という見方です。

ただし、この9倍は走行中のピークの平均で、歩くときの数字ではありません。子どもの走りにそのまま当てはまる値でもありません。

筋肉は、骨を押すだけでなく、骨を引っぱる役もします。引っぱられる側の場所は、どうなっているのでしょうか。

走行の立脚期の中ほどに脛骨の下端にかかる圧縮力を調べた研究では、ピーク値の平均が体重の約9倍(9.00±1.13倍)と報告された[6]。

体重の約9倍もの力が骨の内部に生じるのはなぜか。この研究によれば、圧縮力の主な出どころは筋肉の収縮である[6]。筋肉が縮む力が、脛骨の下端を押しつけると読める。体重40kgの人に約9倍を単純に掛けると360kg分に相当するが、この値は被験者の走行中の平均であり、歩行の数字ではないうえ、子どもの走りにそのまま当てはまるとは限らない。

筋肉は骨を押しつけるだけでなく、骨に引っぱる力も及ぼす。引っぱられる側の骨には、何が起きるのだろうか。

5. ひざの すぐ したの でっぱりで、せいちょうの とき なにが おきる?

5. 膝のすぐ下のでっぱりは、筋肉の引っぱる力を受けとめる場所

5. 脛骨粗面が筋肉に引っぱられる:成長期のオスグッド・シュラッター病の説明

ひざの おさらの すぐ したを、ゆびで さわって みましょう。骨ほねの ちいさな でっぱりが あります。脛骨けいこつの 脛骨粗面けいこつそめんです。

ここには、おさらから のびる、ひもの ような 靭帯じんたいが ついて います。すねの 骨ほねは、筋肉きんにくの つけねの やくも して いるのです。

10さいから 15さいごろの せいちょう中の こどもでは、ここが くりかえし つよく ひっぱられて、いたく なる ことが あります。オスグッド・シュラッターびょうと よばれる ものです。

この いたみは、ふつう すうしゅうかんから すうかげつで なくなり、せいちょうが おわると しぜんに よく なると せつめいされて います。ひざの したが いたい ときは、おとなに つたえて、びょういんで そうだん しましょう。

膝の皿のすぐ下を、指で触ってみてください。小さな骨のでっぱりがあります。これが脛骨粗面けいこつそめんで、膝のお皿から伸びる膝蓋靭帯がつきます。脛骨けいこつは、筋肉の付け根の役もしているわけです[1]。

10〜15歳の成長期には、この場所に、膝のお皿の腱が繰り返し強く引っぱることで痛みが出ることがあります。これがオスグッド・シュラッター病で、膝の前側、お皿のすぐ下が痛みます[7]。

MSDマニュアル家庭版では、症状は通常、数週間から数か月で消え、成長が終わると自然に治ると説明されています。ただし、痛みが続くときは、自己判断せず、おとなに伝えて医療機関で相談することが勧められます。

走っているときに骨の下端が受ける大きな力と、膝の下で筋肉に引っぱられる力は、どちらも筋肉が骨に及ぼす力です。すねは、体を支える柱であると同時に、筋肉が力を伝える土台にもなっています。

膝蓋骨(しつがいこつ、お皿)のすぐ下にある脛骨粗面には、膝蓋靱帯が付着し、複数の筋肉が脛骨に付いている[1]。つまり脛骨は、体重を支える柱であると同時に、筋肉の力を受けとめる付け根でもある。

そのため成長期には、付け根にあたる場所に負担がかかりやすい。オスグッド・シュラッター病は10〜15歳に多く、膝蓋骨の腱が脛骨粗面を繰り返し強く引っぱることが原因と考えられている。症状は通常、数週間から数か月で消え、成長が終わると自然に治る、とMSDマニュアル家庭版は説明する[7]。ただし「必ず治る」と断定する書き方は避け、痛みが続くときは医療機関に相談する、という前提で読むべきだろう。

走行中の圧縮力も、この付け根の引っぱる力も、どちらも筋肉が骨に及ぼす力である。第4章の約9倍という数値の背景にも筋肉があり、すねの骨は、体を支える柱と、筋肉の力を伝える土台という2つの顔を持つといえる。

6. じぶんの すねで、3つの でっぱりを さがして みよう

6. 自分のすねで探す:前縁、足首のでっぱり、膝の下のでっぱり

6. 脚に残る3つの目印:前縁・内果と外果・脛骨粗面を指で確かめる

この メモに でてきた ばしょは、じぶんの あしで さわって たしかめられます。つよく おさずに、そっと ふれて みましょう。

まず、すねの まえがわを、した から うえへ ゆっくり なぞります。脛骨けいこつの まえの ふちが わかります。つぎに、あしくびの りょうがわの 内果ないかと 外果がいか。さいごに、ひざの おさらの すぐ したの 脛骨粗面けいこつそめんです。

3つの ばしょを みつけたら、すねの 骨ほねが どこから どこまで のびて いるのか、じぶんの あしで おもいうかべて みましょう。

この記事に出てきた場所は、自分の脚で確かめられます。強く押さず、そっと触れてください。

  • すねの前側を、足首から膝に向かってなぞる。硬くて細い筋が脛骨けいこつの前縁です。
  • 足首の内側と外側のでっぱりを探す。内側が脛骨けいこつの内果ないか、外側が腓骨ひこつの外果がいかです。
  • 膝の皿のすぐ下を触り、小さなでっぱり(脛骨粗面けいこつそめん)を見つける。

3か所を結ぶと、すねの骨が脚のどこからどこまでを受けもっているのか、手触りで分かります。骨の中の力まで測ることはできませんが、その場所が分かると、「ここに体重の9倍が」という数字の見え方が変わるかもしれません。

骨の荷重を調べた論文や、MSDマニュアルの解説は、出典欄から読めます。

この記事で扱った3つの目印は、自分の脚で触れて確かめられる。強く押さず、そっと触れること。

  • 脛骨の前縁:足首から膝へ、すねの前面をなぞると硬い稜に触れる(第1章)。
  • 内果と外果:足首の両わきのでっぱり。内側は脛骨の端、外側は腓骨の端である(第2章)。
  • 脛骨粗面:膝のお皿のすぐ下のでっぱり。膝蓋靱帯が付く場所である(第5章)。

骨の内部にかかる力は触っても測れないが、場所が分かれば、論文の数値が脚のどこの話なのかが具体的になる。腓骨の荷重分担を扱った論文(出典[4])は、足首の角度で割合が変わる実験で、条件によって数値が動くことを確かめる題材になる。出典[3]の足首の説明と見比べれば、どの骨がどこに付くのかを、文章と自分の脚の両方で追える。

しらべた もとの じょうほう

参考にした情報源

参考にした情報源と、その使い方

本文の数値は、論文の要旨や公的な医学情報で示された範囲を、条件つきで紹介したものです。

  1. Wikipedia日本語版「脛骨」 https://ja.wikipedia.org/wiki/脛骨 (脛骨の長さ・役割・前縁・脛骨粗面の説明)
  2. 弁護士事務所の解説ページ(脛骨骨折Q&A) https://www.daylight-law.jp/accident/qa/keikotsu/ (すねの前縁が皮膚の下にあることの説明)
  3. MSDマニュアル家庭版「足首の骨折」 https://www.msdmanuals.com/ja-jp/home/25-外傷と中毒/骨折/足首の骨折 (足首が3つの骨と靭帯の輪でできること)
  4. 腓骨の荷重機能に関する論文(神戸大学の研究者ら)の書誌情報 https://wbldb.lievers.net/10155431.html (中立位で腓骨に配分される荷重6.4%)
  5. Demes et al., The role of the primate fibula in weight-bearing of the leg (SICB) https://sicb.org/?p=37572 (腓骨を切ると脛骨のひずみが増えた実験の要旨)
  6. Sasimontonkul et al., Bone contact forces on the distal tibia during the stance phase of running, J Biomech 2007 の書誌情報 https://wbldb.lievers.net/10334310.html (走行中の脛骨下端の力の大きさ)
  7. MSDマニュアル家庭版「オスグッド-シュラッター病」 https://www.msdmanuals.com/ja-jp/home/23-小児の健康上の問題/小児における骨の病気/オスグッド-シュラッター病 (成長期の脛骨粗面の痛みの説明)

なおした ところ

更新履歴

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