【脊柱(椎間関節)】運動方向(作用とROM)【イラスト図解でわかりやすい運動学と解剖学】

背骨の動きと姿勢の解剖学!

【背骨(脊柱)】は椎骨同士の関節(椎間関節)が連なった構造で、背骨(脊柱)全体としての運動方向を、頸椎・胸椎・腰椎の構造の違いや動きの特徴を含めて理解することで、正しい姿勢評価やヨガなどの運動メニューが行えるようになります。

人体の大黒柱として身体を支えつつも上半身のしなやかで多彩な動きを作る【背骨(脊柱)】の動く方向(作用)と動く範囲(関節可動域:ROM)、それぞれの運動方向に作用する筋肉についてイラスト図解でわかりやすく説明しています。

人体の大黒柱の構造を理解しよう!

【背骨(脊柱)】解剖学構造と特徴

背骨(脊柱)は約31〜34個の椎骨が積み重なっている椎間関節の集合体で、驚くほど精巧な構造で安定性と可動性を両立させている、人体の中でも特に複雑な関節のひとつです。

背骨の広い可動域

背骨は身体の軸として十分な耐久性がありますが、3つの基本平面での十分な可動性も兼ね備えています。

運動面 可動域
矢状面 255°
前額面 180°
横断面 240°

通常可動性と安定性は相反しますが(可動性を高めれば安定性が下がる)、背骨が身体の軸でありつつ、これだけ広範囲の可動性を維持できる構造の素晴らしさは、知れば知るほど感動します。

背骨の生理的湾曲(S字カーブ)

成人の背骨は前額面および横断面において真っ直ぐ(が理想)ですが、矢上面では4つのカーブ(生理的湾曲)があり、これが安定性と可動性の両立に非常に重要な役割を果たしている要素のひとつです。

湾曲の種類 部位
後弯(一次) 胸椎および仙骨尾骨領域
前弯(二次) 頸椎および腰椎

脊椎後弯は屈曲曲線(後方に凸で前方の凹となる湾曲)で、 脊椎前弯は伸展曲線(前方に凸で後方に凹となる湾曲)です。

生まれた時の私たちの背骨は1本の大きな後弯(一次湾曲)ですが、首が座る時に頸部の前弯(二次湾曲)ができ、上半身を起こしてお座りができるようになるときに腰椎の前弯(二次湾曲)ができますので、背骨の湾曲構造は、重力に対抗して首や上半身を起こして二本足歩行をする人間に特有な構造と言えます。

【椎骨間関節(背骨の関節)】解剖学構造と運動特徴

背骨は椎骨が連なった構造で、椎骨ごとの関節である【椎骨間関節】には、2つの関節面:①椎骨体と椎骨体の間を椎間板でつなぐ【椎間関節(軟骨性関節)】②椎骨の関節突起間をつなぐ【突起間関節(滑膜性関節)】があります。

【椎間関節】の構成要素である椎間板は、第一頸椎(C1)と第二頸椎(C2)の間を除く全ての椎間にある軟骨で、体重を支えつつ大きな可動域の運動をする背骨の負担軽減に重要な役割があります。

【突起間関節】は隣接する椎弓間の関節面により構成される関節で、 背骨全体としての動きは、各関節の動きの組み合わせ(連動)によって生じます。

関節名 椎間関節 突起間関節
構造 軟骨性関節 滑膜性関節
滑走関節 滑走関節

 背骨の中で可動範囲が最も大きい部分は頭(目)を動かす運動をする頸椎ですが、胸郭の構成要素である胸椎や身体を支える役割が大きい腰椎は、運動範囲により大きな制限がかかるような構造になっています。

また、骨構造上の制限に加えて、姿勢や運動習慣による背骨周辺の筋肉や靭帯など軟部組織(椎間板など)の状態(柔軟性や筋力)次第で可動域に個人差が生じます。

背骨(椎間関節)の運動方向や可動域を正しく理解するためには、椎骨(頸椎・胸椎・腰椎)それぞれの解剖構造の特徴違い、背骨の部位(頸椎・胸椎・腰椎)ごとの運動方向や可動性の特徴や違い、背骨全体として可動する時の頸椎・胸椎・腰椎それぞれの寄与割合を分解して考えられるようになる必要があります。

【頸椎の椎骨間関節】解剖学構造と運動特徴

【頸椎の椎骨間関節】は、頭蓋を支えつつ頭(目)を多様な方向へ広範囲に動かすことが主な目的なので、胸椎以下の椎骨間関節よりも可動範囲が広いという特徴があります。

特に、頭蓋骨と直接的な関節を構成する「第一頸椎」と「第二頸椎」は、第3頸椎以下の椎骨とも基本構造が大きく異なります。

頭蓋の一部である「後頭骨」と「環椎(第一頚椎)」で構成される【環椎後頭関節】と「環椎(第一頚椎)」と「軸椎(第二頚椎)」で構成される【環軸関節】の動きの範囲はほとんど骨的な制限がないので、第3頸椎以下の頸椎間関節に比べてもかなり広範囲です。

関節名 環椎後頭関節 環軸関節
構造 後頭骨と環椎(C1) 環椎(C1)と軸椎(C2)
顆状関節 車軸関節

【環椎後頭関節】は背骨に対して頭をあらゆる方向に動かすための構造で、【環軸関節】は子供のいやいやの動作のように首を左右に大きく降る運動を可能にする関節です。

運動面 環椎後頭関節 環軸関節
矢状面 屈曲⇄伸展
前額面 側屈
横断面 (首/頭)を回す 首を左右に降る

特殊な2つの関節を含めて、頸椎全体としても頭(目)の位置を変えるために広範囲の可動域を持ち、 頸椎屈曲時は首の前面の筋肉が収縮して背面の筋肉が弛緩し(伸展はリバースアクション)、頸椎側屈は左右片方の筋肉の収縮(弛緩)で生じます。

胸椎(胸郭)を固定した状態では、頸椎を選択的に右または左に回旋もできます。

骨的な構造に加えて付着する靭帯や筋肉によっても可動範囲に制限がありますが、肩こりなど筋肉の柔軟性次第でも可動域に大きな個人差も大きくなる傾向があります。

 

【胸椎の椎骨間関節】解剖学構造と運動特徴

【胸椎】は背骨の一部、かつ胸郭の構成要素でもあるので、胸椎の動きを考える際には胸郭の解剖学構造の理解も不可欠です。

胸郭の構造と運動制限

胸郭とは、7つの胸椎骨と胸骨およびそれらを繋ぐ12対の肋骨(下5対は直接または全く胸骨に接していない)で構成される骨構造です。

つまり、胸椎では「椎間関節」および「突起間関節」だけでなく、肋骨との関節面(肋椎関節:「肋横突関節」と「肋骨頭関節」)も追加されます。

関節名 肋横突関節 肋骨頭関節
構造 肋骨と横突起(胸椎) 肋骨と椎体(胸椎)
平面関節 平面関節

更に、肋骨は前面にある胸骨とも以下の関節を構成しています。

関節名 胸肋関節 肋軟骨関節 軟骨間関節
構造 肋軟骨と胸骨 肋軟骨と肋硬骨 肋軟骨間の関節
軟骨性関節/平面関節 関節包なし 平面関節

【胸肋関節】は上位7肋骨と胸椎による関節で、第一胸肋関節は動きのない軟骨性関節ですが、2番目以降はごくわずかに動く平面関節です。

【肋軟骨関節】は形状こそ平面関節ですが、関節包がないためほとんど動かきません。

【軟骨間関節】は繊維性結合ですが、平面関節として可動します。

また、胸骨も3つの部位に分けられ、2つの関節を構成しています。

関節名 胸骨柄結合 剣状突起結合
構造 胸骨柄と胸骨体 胸骨体と剣状突起
軟骨結合 軟骨結合

2つの胸骨間関節は軟骨性ですが、成人以降は完全に結合している場合もあり、動きはほとんどありません。

まとめると、胸郭内の関節は呼吸運動において重要な可動性を持っていますが、胸椎(背骨)運動においてはどちらかといえば過剰な動きを制限する要素になります。

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胸郭が連動する胸椎の運動の特徴

それでは本題、胸郭を付随した胸椎の運動の特徴について整理しましょう。

【胸椎】は胸郭を含めたワンセット(ユニット)として、以下の方向での運動ができます。

運動面 運動方向 特徴
矢状面 伸展⇄屈曲 胸郭が前後に移動する
前額面 側屈 胸郭が左右に移動する
横断面 回旋 胸郭が回旋する

 

【腰椎の椎骨間関節】解剖学構造と運動特徴

【腰椎】は胸椎の下にある5つの椎骨で、一番下の腰椎は骨盤の構成要素である仙骨と関節(腰仙関節)を構成します。

骨盤が固定している時は胸椎(胸郭)運動を補助するように可動し、背骨を固定させた場合は骨盤を動かします。

【背骨(脊柱)】運動方向と可動域(ROM)

【背骨(脊柱)】は、矢状面、前額面、横断面それぞれで運動できます。

運動面 運動方向
矢状面 屈曲⇄伸展
前額面 右側屈⇄左側屈
横断面 右回旋⇄左回旋

頸椎(頭部)、胸椎、腰椎でそれぞれ椎体の形や湾曲構造など解剖学構造が異なるので、可動域にもそれぞれ特徴があります。

【背骨(脊柱)矢上面】運動方向と可動域(ROM)

【背骨(脊柱)】矢上面の運動方向は「体幹(背骨)の屈曲および伸展」ですが、どこを支点とするかで動きが大きく変わります。

支点 運動方向
股関節(背骨全体を動かす) 大腿骨を固定して、背骨全体を前に曲げたり後ろに反らす運動
腰仙関節(腰椎を動かす) 骨盤に対して背骨(腰椎)を丸めたり伸ばしたりする運動
胸椎椎骨間関節(胸椎を動かす) 胸を反らせたり猫背になる運動
頚椎椎骨間関節(頸椎を動かす) 頭(目)の位置を上下に動かす運動

股関節から屈曲⇄伸展

体位前屈やもも裏(ハムストリング)ストレッチに代表されるように、股関節を支点とする背骨全体の運動はとてもわかりやすい動作です。

背骨全体を屈曲伸展するときは、股関節運動(大腿骨固定)の屈曲伸展と作用する筋肉は同じで、骨盤と一緒に背骨全体を屈曲⇄伸展します。

腰仙関節(腰椎)での屈曲⇄伸展

骨盤(仙骨・尾骨)に対して上部の背骨全体を屈曲⇄伸展する場合は、腰仙関節における腰椎運動となり、「腰を丸める」ような運動になります。

胸椎での屈曲⇄伸展

胸を反らしたり(胸椎伸展)、猫背になったりする(胸椎屈曲)時の背骨の運動です。

【胸椎】は生理的に後弯しており、椎骨構造状も伸展運動がやりにくい構造になっているので、正しい理解で運動をしないと、頚椎や腰椎の伸展で代償で肩こりや腰痛を悪化させてしまいます。

頸椎での屈曲⇄伸展

頸椎での屈曲⇄伸展は、主に頭(目の位置)を変える時に生じる運動で、頸椎伸展は下から上を見る時の運動で、頸椎屈曲は上から下を見る時に行う運動です。

頚椎と頭蓋骨の間の運動(うなずきや目の動きの調整)と頚椎間での運動で屈曲伸展(首の屈伸)の違いを抑えておくのも重要なポイントです。

【背骨(脊柱)前額面】での運動方向と可動域(ROM)

【背骨(脊柱)】前額面の運動方向は、体幹の側方屈曲⇄伸展で、片方が屈曲するともう片方は伸展します。

側屈に作用する筋肉の走行により胸部と腰部を完全に分離して側屈することは難しいですが、胸部以下の背骨を安定させて頸部(頭部)だけを選択的に側屈することは可能です。

【背骨(脊柱)横断面】での運動方向(回旋)と可動域(ROM)

【背骨(脊柱)】横断面の運動方向は回旋です。

回旋角度は椎骨の構造などにより、頸椎、胸椎、腰椎で大きく異なります。

安定性や重要な腰椎ほど可動域が少なく、目の届く範囲に直接影響する頸椎の回旋角度が一番大きくなっています。

脊椎の部位 回旋角度(可動域)
腰椎
胸椎 35-40°
頚椎(第2-第7) 40°
頚椎(第1) 40°

例えば、ストレッチやヨガなどでツイストポーズをするときは、胸椎の回旋がメインターゲットになりますが、背骨の解剖学構造を正しく理解して行わないと頸椎の動きで代償していて、効果的なウエストシェイプにつながらないばかりか首を痛めてしまうことにもつながります。

【背骨(脊柱)】の運動に作用する筋肉

身体の軸として安定性を維持しつつも広範囲の可動性も兼ね備える背骨周りには、複数のインナーマッスルが付着しています。

30数個の椎骨の連なりひとつひとつをカバーする構造になっていることを筋肉の走行からも理解を深めることで、よりしなやかで美しい姿勢やブレないコアを効果的に作れるようになります。

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