関節とは?関節の種類と運動方向(運動面)の基礎知識まとめ

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 【関節】は、骨と骨をつないで人体の姿勢や運動軸を作り、筋肉の収縮による運動方向や可動域を決める重要な要素です。【関節】とは、どんな解剖学構造でどんな動きをするのかそのメカニズムについて、イラスト図解を使ってわかりやすく整理しています。

【関節】とは?

【関節】とは骨と骨の間を繋ぐ(骨格を結びつける)構造で、姿勢や運動する時の身体のあり方を決める主要要素です。

人体には複数の関節があり、それぞれ関節を動かしたり、姿勢(ポジション)を維持するための筋肉や靭帯などの軟部組織が付着しています。

また、【関節】は、可動域または結合組織構造によりそれぞれ3種類に分類できます。

【関節】の種類〜可動域による分類

私たちの身体は安定した姿勢(骨格)を保って臓器などを保護しながら、動作や運動(可動)する必要があります。

【関節】は安定性と可動性のバランスをとる必要があるため、結合する軟部組織などによって可動範囲が異なります。

  • 不動関節:安定を優先した動かない関節
  • 半関節:他の関節運動などと連動して限られた範囲で可動する関節
  • 可動関節:運動を優先した全域が動く関節

【可動関節】

【可動関節】は、股関節や肩関節など運動する時に意識する関節です。

【半関節】

【半関節】は、恥骨(左右の恥骨)結合、下腿骨(脛骨と腓骨)間結合、前腕骨(橈骨と尺骨)間結合による関節があり、単独で関節運動をするというよりは、姿勢や他の関節運動に連動するように結合組織(繊維や軟骨)の可動範囲内で動きます。

【不動関節】

【不動関節】には、安定性を重視している構造で、「関節」ではなく「結合」や「線」などと呼ばれることもあります。

頭蓋縫合線、歯と顎の結合、第一肋骨と胸骨の結合など強固な骨結合が特徴です。

【関節】の種類〜構造による分類

【関節】は、骨と骨を結びつける組織構造の違いによっても以下の通り3種類に分類できます。

  • 繊維性(Fibrous)
  • 軟骨性(Cartilaginous)
  • 滑膜性(Synovial)

運動をする時に注目する関節のほとんどが【滑膜性の関節】ですが、それぞれの関節構造(メカニズム)を正しく理解しておくことで、痛みや怪我を予防しつつ効果的な運動が行えるようになります。

【繊維性関節】〜構造と特徴〜

【繊維性関節】は、線維性結合組織によって構成される関節です。

【繊維性関節】は、更に以下の3つのタイプ(種類)に分類できます。

  • 縫合線(Suture joints)
  • 釘状関節(Gomphosis joints)
  • 靭帯結合(Syndesmosis joints)

縫合関線(Suture joints)

「縫合線(Suture joints)」はジグザグの縫い目模様のような繊維で骨同士を結合させている構造で、頭蓋骨の縫合線が代表例です。

「縫合関節(Suture joints)」は、安定を目的とした不動関節です。

釘状関節(Gomphosis joints)

【釘状関節(Gomphosis joints)】は、ペグがソケットにぴったりをはまる構造の関節で、歯と下顎骨または上顎骨による関節が代表例です。

【釘状関節(Gomphosis joints)】も不動関節です。

靭帯結合(Syndesmosis joints)

【靭帯結合(Syndesmosis joints)】は、「骨間膜」とも呼ばれる線維性結合組織で2つの骨間をつないだ構造で、他の関節運動に連動して少ない可動範囲をもつ半関越です。

動きが少ないので「靭帯結合」と呼ばれることもあります。

【靭帯関節(Syndesmosis joints)】の代表例は、前腕骨(橈骨と尺骨)間および下腿骨(脛骨と腓骨)です。

【軟骨性関節】〜構造と特徴〜

【軟骨性関節】とは軟骨性の結合組織で骨を結合させる構造で、以下の2つに分類できます。

  • 軟骨結合(Suture joints)
  • 繊維軟骨結合(Gomphosis joints)

軟骨結合(Suture joints)

【軟骨結合(Suture joints)】は、骨と軟骨が一体化した構造の不動関節です。

第一肋骨と胸骨の関節が代表例です。

繊維軟骨結合(Gomphosis joints)

【繊維軟骨結合(Gomphosis joints)】は、隣接する2つの骨の間に弾力性のある繊維軟骨性のパッドがクッションのように組み込まれている構造です。

【繊維軟骨結合(Gomphosis joints)】は、椎間板という繊維軟骨組織で結合される椎間関節、小児期の恥骨結合(成人は骨結合のみ)など身体の中心軸を作る骨格で見られ、安定性を維持しつつ重力を分散しながら特定の方向へ動かすことができます。

【滑膜性関節】〜構造と特徴〜

【滑膜性関節】は、結合する骨と骨の間に「関節包」があり、動くための関節「可動関節」の代表的な構造です。

「関節包」とは、【滑膜性関節】にのみ存在する組織構造で、関節の安定性と可動性を両立させる関節周囲組織全体を指します。

具体的には、関節の潤滑剤になる滑液を含む「滑膜」、構成する骨の関節面を保護する「軟骨」、関節外側を補強する「繊維性組織(主に靭帯)が含まれ、運動中の摩耗や損傷を最小限に抑えつつ安定性と可動性高められるようになっています。

【滑膜性関節】は、骨結合(可動域)の特徴により更に以下の6つに分類でき、それぞれ特有の運動方向(特徴)があります。

  • 球(きゅう)関節/臼状(きゅうじょう)関節(ball-and-socket)
  • 蝶番(ちょうつがい)関節(hinge)
  • 車軸(しゃじく)関節(pivot)
  • 鞍(あん)関節(saddle)
  • 滑走(かっそう)/平面(へいめん)関節(gliding/plane)
  • 顆状(かじょう)関節(ellipsoid/condyloid)

球関節/臼状関節(ball-and-socket)

【球関節/臼状関節(ball-and-socket)】は、球形の骨端が他の骨のカップ(お皿)状のソケットに収まる構造の関節です。

運動軸の制限がほとんどないので、滑膜関節の中でも最も可動範囲や方向に幅のある関節です。

肩関節(肩甲窩と上腕骨骨頭)や股関節(大腿骨骨頭と寛骨臼)が代表例です。

蝶番(ちょうつがい)関節(hinge)

【蝶番(ちょうつがい)関節(hinge)】は、骨の凸面ともう一方の骨の凹面結合する構造で、ドアの開閉のように基本的に単軸方向の運動のみになります。

屈曲と伸展が主な作用である肘関節や指関節、口の開閉のみを行う下顎関節などが代表例です。

膝関節や足関節も【蝶番(ちょうつがい)関節(hinge)】に分類されますが、骨構造により回旋や滑りなどの運動も同時に生じます。

車軸(しゃじく)関節(pivot)

【車軸(しゃじく)関節(pivot)】は、丸い骨端がもう片方の骨または靭帯で構成されるリング状構造内で骨自体が軸となって回旋する構造のことです。

環椎軸椎関節(上位頸椎関節)、橈尺関節(肘または手首)が代表例で、首を左右に降ったり、前腕の回内外は車軸関節運動です。

鞍(あん)関節(saddle)

【鞍(あん)関節(saddle)】は、サドル状の凹凸がある骨端同士が垂直方向で面して構成される関節で、可動域は蝶番関節よりもわずかに大きくなります。

母指の手根中手関節が代表例で、母指は屈曲⇄伸展や内転⇄外転に加えて、他の指との対立運動もできます。

また、鎖骨内側と胸骨柄による胸鎖関節(SC)も鞍関節に分類している文献もあります。

滑走(かっそう)/平面(へいめん)関節(gliding/plane)

【滑走(かっそう)/平面(へいめん)関節(gliding/plane)】は、平またはわずかに湾曲した面を互いに滑走するように動く関節で、滑膜性関節の中では最も可動範囲が小さい関節です。

手根間関節、足根間関節、手根中手関節、仙腸関節、肋椎関節、胸肋関節、肩鎖関節などが代表例で、ほとんどが複合関節内にあります。

顆状(かじょう)関節(ellipsoid/condyloid)

【顆状(かじょう)関節(ellipsoid/condyloid)】は、楕円形の骨端(凸)が他の骨の楕円形の空洞(凹)に収まる関節で、球関節と類似してますが、楕円形のため可動範囲が球関節よりも制限されます。

頭頸部の結合(環椎後頭関節)、手首(橈骨手根関節)、(中手指節関節)などが代表例です。

【機能関節】〜関節の解剖学構造を持たない関節〜

人体には解剖学構造では分類できないけれど、運動学的に重要な関節(骨構造同士の連携)があり、これらも運動を考える上では関節と捉える必要があります。

機能関節の代表例は、【肩甲骨と胸郭による関節(肩甲胸郭関節)】です。

肩甲骨と胸郭背面は、靭帯など結合組織による結合も関節包もありませんが、肩甲骨および胸郭が他の関節が作る解剖学的関節に連動して動きます。

【関節の運動方向】〜基本運動面〜

関節は筋肉が収縮することで動きますが、ほとんどの運動は、角度、回旋、円、滑走で説明できます。

  • 2つの骨で作る角度が変わる運動:屈曲⇄伸展、内転⇄外転など
  • 空間での骨の位置は同じで骨自体が軸となって回旋する運動:回内⇄回外など
  • 関節内の骨の一端がほぼ静止した状態でもう一端が円を描くように動いて円錐ができるような運動:指を回すなど
  • 骨の平面と平面が滑るように動く運動:プロトラクション ⇄リトラクション、内転⇄外転、内反⇄外反

実際の運動では、複数の骨運動が同時に生じていますが、関節の運動方向を整理する上で共通言語になる基本姿勢と3つの運動面(軸)が定義されています。

また、運動の3軸(3面)は対になる2種類の運動がセットになり、それぞれ名前がついています。

基本姿勢は、背骨が自然な湾曲を保ち骨盤は左右対称の立位で掌と顔は正面を向いて、左右の足に均等に体重が乗っている状態です。

  • 矢上面:体を垂直方向に右と左に分割する面で背骨や腕脚の前後運動(屈曲⇄伸展)などが含まれる
  • 前額面:体を垂直方向に前部と後部に分割する面で背骨の側屈や腕脚の左右運動(内転⇄外転)などが含まれる
  • 水平面:体を水平方向に上部と下部に分割する面で回旋運動が含まれる

これらの面で運動方向を分割することで、実際は複数の面で複合的に行われる運動の理解がしやすくなります。

【関節の運動方向】〜各論〜

主要関節の運動方向についてはこちらで詳しく説明しています。

関節の動きと可動域についてまとめました。
関節を構成する骨の構造によって運動できる方向(作用)や可動範囲(可動域)が決まっているため、関節の構造を理解しておくことで、怪我を予防しながら安全に運動したり、正しい姿勢を維持して効果的にパフォーマンスを高められます。

 

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