骨格系2：筋骨格系の構造と機能

Introduction

筋骨格系は骨から構成されています。 軟骨、靭帯、腱、筋肉は体の骨格を形成しています。 靭帯は骨と骨を、腱は筋肉と骨をつないでおり、腱、靭帯、繊維組織が構造体を結合して安定性を生み出している。 成人の骨格は206個あり、男性と女性の骨格はほぼ同じだが、女性の骨格は出産に対応できるよう骨盤が広く、男性の骨格は一般的に背が高く、骨密度が高い。 骨格は、

• 軸骨格-頭蓋骨、椎骨、胸郭からなる；
• 垂直骨格-骨盤と胸郭、上肢と下肢からなる（シーダー、2012）。

協調運動は、関連する筋肉と骨の間で目的を持って同期した動きを組み合わせることによって可能になり、関節の調音を生み出します。 関節表面の構成は、可能な動きを決定する。 運動の平面には、屈曲、伸展、外転、内転、回転、外転が含まれる(表1)。

関節

関節は2つの骨の間の関節面であり、どの程度の動きを許容するかによって分類される。

• 関節症-固定された動かせない関節；
• 両関節症-何らかの動きができる関節；
• 二関節症-自由に動く関節 (Moini, 2020).

また、以下に示すように、骨を一体化する構成要素（線維性構造、軟骨性構造、滑膜性構造など）によっても分類できます。

線維性関節

線維性関節は、丈夫な線維性接続で連結した関節面を指します。 一例として、頭蓋骨の縫合線があり、最初は別々の骨だったものが融合（synostosis）して一つの骨になっている（Danning, 2019）。 縫合線は融合が起こると動きを許さないため、これは滑車関節と考えられています。

滑車関節も線維性関節の一種で、靭帯と骨間膜が関節を連結して強固な構造を作り出しています。 下腿の脛骨と腓骨を骨間膜、脛骨腓骨膜、横靭帯でつないだ下腿脛骨腓骨関節がその一例である。 もうひとつは橈尺関節で、前腕の遠位橈骨と尺骨を骨内膜でつないでいます。 これは、手と前腕の前屈と上反を可能にするために多少の動きを許容するので、両関節炎に分類することもできます。

軟骨関節

これらの関節は、骨の間の丈夫な軟骨でつながっており、第一（滑膜）または第二（滑膜）に分類されることがあります。

滑膜
滑膜はヒアルロン酸軟骨で形成された軟骨関節で、主に成長期の骨格に見られ、骨端成長板のように時間とともに骨化する（滑膜）成長骨の骨化センターとして存在する。

軟骨結合は通常動かないが、小児や青年にまれに、骨端の付着部がゆるみ、大腿骨頭が大腿骨頸部をすべり落ちることがある。 これは上部大腿骨上部のすべり症と呼ばれ、しばしば子供が予期せぬ足を引きずるようになります（Robson and Syndercombe Court, 2019）。

成熟骨格では、滑膜関節の例は第1胸骨関節（第1肋骨と胸骨の間）であり、他のすべての胸骨関節は滑膜関節であります。

脊椎
これらは永久軟骨関節で、骨は線維軟骨でつながっている；興味深いことに、これらはすべて体の正中線にある（Robson and Syndercombe Court, 2019）。 脊椎の椎体の間にある椎間板は、線維軟骨でつながった骨の一例である。 これらの線維性関節は、個々には比較的限られた動きを可能にするが、脊椎全体で集合的に広範な動きを達成することができる＜8867＞＜7810＞もう1つの結合の例は、骨盤の恥骨結合で、骨盤の安定性を維持するのに役立つものである。 妊娠すると、恥骨結合はホルモンの働きで柔らかくなり、出産時の拡張を可能にする。

恥骨結合は、関節面間のわずかな動きを許容するため、両関節症とみなされる。

滑膜関節

滑膜関節は、関節が自由に動くように設計されており、二関節症に分類される。 関節を構成する骨の間に隙間があるのが特徴で、関節包によって近接して保持されている。 関節周囲の筋肉の基盤の収縮が動きを維持し、安定性は靭帯、唇、脂肪パッド、半月板などの軟組織構造を用いて維持される（Dunning, 2019）。

関節には、関節全体を包み込み、骨膜に付着して、動きを可能にし、張力を維持して、転位を防止するのを助ける外側の線維性被膜が存在する。 被膜の内側には感覚神経線維があり、痛みを感知したり、関節の位置を特定したりします（Moini, 2020）。 カプセルの内層は高血管で、遅い/小さい神経線維が支配しており、刺激されると、びまん性の灼熱感や痛覚を引き起こすことがあります（Danning, 2019）。 この層には滑膜（滑膜）も含まれ、滑膜細胞で構成され、その中には2つのタイプがあります：

• タイプA – サイトカイン放出を仲介し、免疫反応の生成に関与する（Robson and Syndercombe Court, 2019）;
• タイプB – 滑膜液を生成します。

滑液
滑液は機械的損傷から関節を保護するのに役立ち、ヒアルロン酸とルブリシンを含んでいます（Danning, 2019）。 健康な関節では、滑液は非常に粘性が高く透明で、無色か淡い麦わら色をしています。 炎症が起きている間は、水は非常に簡単に関節内に入ることができますが、ヒアルロン酸と混ざると、すぐに出ていくことはできません（Robson and Syndercombe Court, 2019）。そのため、関節が腫れるのは数時間かもしれませんが、その腫れが引くまでには数日かかることがあります。

滑液は細菌の血行性（血液による）伝播、隣接する感染の拡大、外傷や侵襲性の処置後の直接接種によって感染することがあります。 これは敗血症性関節炎として知られており、滑膜や軟骨を損傷することがあります。

関節リウマチ
滑膜を侵す自己免疫性の炎症性関節症です。 喫煙者に多く発症し、男性より女性に3倍多い（Ralston and McInnes, 2014）

臨床的発症は、インターロイキン1、インターロイキン6、インターロイキン15、腫瘍壊死因子などのサイトカインおよび炎症性メディエーターの異常産生によって特徴付けられる（Ralston and McInnes, 2014）。 これにより、滑膜は炎症を起こして肥大化し、滑膜絨毛は肥厚して融合し、パンヌスを形成します。 パンヌスは周囲の組織（軟骨、靭帯、関節包など）に侵入し、これにより関節の破壊が進行します（Dunning, 2019）。

関節リウマチは、関節外症状を呈するだけでなく、腱鞘や滑液を含む関節周囲構造にも影響を及ぼす可能性があります。

変形性関節症
滑膜関節の関節面は約2～3mmのヒアルロン酸軟骨で覆われており、表面が滑らかで運動時の摩擦が少なくなっています。 これにより、体重が関節全体に分散され、摩擦や骨表面の損傷が軽減されます（Robson and Syndercombe Court, 2019）。

変形性関節症は、関節軟骨の局所的損失を伴う変性疾患なので、軟骨は骨の端を保護する効率が低くなります（Ralston and McInnes, 2014）。 時間の経過とともに、これは動作時に骨表面が擦れ合う原因となり、痛みや可聴域のクレピタスを引き起こすことがあります。 骨は関節軟骨の減少を補うために、新しい骨を作り出し、関節を安定させようとします。 その結果、残った軟骨の下の骨が厚くなり（硬化）、関節縁に骨棘が形成され、関節の可動域が狭くなります。

支持靭帯
滑膜関節は、バランス、強度および安定性を維持しながら、動きを可能にするよう設計されています。 関節の安定性は、その形状、周囲の支持靭帯の数と位置、それらの強度と発揮される張力に依存する（Tortora and Derrickson, 2009）。 支持靭帯は、被膜に対する位置(被膜外か被膜内か)によって分類される。 関節を機能的な可動域を超えて動かすなど、靭帯に過度の張力がかかると、靭帯は伸び、捻挫や断裂を起こす可能性がある。 靭帯の損傷は、関節の安定性と機能を低下させる。

ギプスによる固定やベッド上での安静などにより、関節を長期間使用しないと、靭帯や腱の柔軟性が低下し、筋肉が萎縮することが多い (Tortora and Derrickson, 2009).

筋肉

身体には3種類の筋肉がある：

• 平滑筋；
• 心筋；
• 骨格筋

骨格筋とは異なり、平滑筋および心筋は随意制御されていない（ソームズとパラスタンガ, 2019年）。 骨格筋は体性（運動）神経に支配されて随意運動を模擬しているが、心筋と平滑筋は自律神経系に支配されている。

骨格筋
骨格筋の解剖学を図1に示す。 骨格筋の線維細胞は細長いが、長いこともあり（Danning, 2019）、各繊維は内膜と呼ばれる独自の結合組織の被覆を持つ（Soames and Palastanga, 2019）。 筋繊維は筋膜と呼ばれる束になっており、筋周と呼ばれる結合組織の層によって一緒に保持されている。 これらは、上皮と呼ばれる線維性結合組織の鞘によって結合され、筋肉を形成するためにグループ化されている。

腱および靭帯が骨に挿入される部位は、関節包として知られている。この部位は、血清反応陰性脊椎関節症（例えば、強直性脊椎炎、乾癬性関節炎および反応性関節炎）でよく侵される部位である。 血清陰性関節症は、リウマトイド因子抗体を持たないタイプの関節炎である。

滑液包は、例えば肩（肩峰下滑液包）や股関節（転子包）など、筋肉や腱が骨の上や端を通るときなど、せん断力がかかる部位にある液体入りの嚢です（Robson and Syndercombe Court、2019年）。 滑液包は、構造物が互いの上をスムーズに滑り、運動中の摩擦を軽減することを可能にします。 時には、感染症、関節炎、反復運動や関節の「使い過ぎ」によって炎症を起こし、痛みを伴うことがあり、滑液包炎と呼ばれる状態になることがあります。 一般的な例としては、膝蓋前滑液包炎（主婦の膝）や肘頭滑液包炎（学生の肘）などがあります。

骨格筋には、次のようないくつかの重要な機能があります。

• 姿勢と体位を維持する;
• 運動を生み出す;
• 下肢から右側の心臓に静脈血を戻すのを助ける（骨格筋ポンプ）;
• 化学エネルギーを機械エネルギーに変換して熱を生み出し、体の温度に寄与する（Moini, 2020; Robson and Syndercombe Court, 2019）.

多くの筋肉は、brevis（短い）、longus（長い）、maxus（大きい）、minimus（小さい）など、様々な特徴によって名前が付けられています。 例えば、腹横筋は横方向に走り、腹直筋は縦方向に走る（「直筋」はまっすぐという意味）。また、機能を示すこともあり、例えば、長趾屈筋は屈曲する筋肉を意味する（Drake et al, 2020）。

骨格筋は拮抗しており、互いに反対方向に働いて運動を作り出す。 骨格筋は体性（運動）神経からの信号を受けると短縮し、一方の骨を他方の骨に向かって引っ張る。

骨格筋には4つの重要な特性があります。

• 収縮性-骨を動かすのに十分な力を生み出すために収縮します。
• 伸展性-損傷せずに伸びることができます。
• 興奮性-刺激（活動電位）に反応することができます。

神経筋接合部は、神経線維と筋線維の間に形成される化学的シナプスであります。 筋肉と神経線維の間のシナプスに入った神経はアセチルコリンを放出し、化学的な神経伝達物質として働き、神経からの電気インパルスを筋肉内の受容体に伝える。 手術の際、アセチルコリン受容体をブロックすることで神経筋遮断を行い、筋麻痺を引き起こすため、神経筋接合部は薬物の作用部位として重要です。

骨格筋は定期的に使われることで最高のパフォーマンスを発揮し、目標を定めたトレーニングや運動の使用により持久力とパワーを向上させることができます。 同様に、運動不足、栄養不良、慢性疾患などの要因により、筋肉のサイズや強度の低下など、筋肉量の減少（萎縮）が起こる場合があります。 加齢、およびそれに伴う運動能力の低下は、結合組織の質を低下させ、靭帯の柔軟性を失わせることがありますが（Robson and Syndercombe Court 2019）、健康的な食事を維持し、その人の能力を最大限に引き出す身体活動を継続することによって、筋骨格系の健康を最適化することが重要です（Rowe et al, 2019）＜8867＞＜9838＞まとめ＜7571＞＜7810＞筋肉と関節は筋骨格系の大事な一部分です。 関節面の構造と結合組織の種類は、関節で許容される運動の範囲と面に重要な役割を果たす。 骨格筋は、運動と姿勢を司り、萎縮を防ぐために定期的に使用することで最も効果的に機能する。 関節に影響を及ぼす病態は、機能や可動域に大きな影響を与える。病態が筋骨格系にどのように影響するかを理解することで、施術者は兆候や症状に対処し、筋骨格系の健康を積極的に促進することができる。

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