膝の仕組み

2015年1月23日 金曜日

「膝の痛みの原因を知るには基礎知識が大切」横須賀・横浜エリアにある慢性的な膝痛専門治療院の知識まとめ



横須賀・横浜エリアにある慢性痛にも対応
膝の痛み専門整体スタジオです。

膝関節の基礎知識をまとめてみました。

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「膝の痛み・・何が痛いのか?」
横須賀市にある膝痛専門治療院‐膝に関する情報1
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ヒザの痛みがあると老化で軟骨が減っているからとよくいいますが、
実は軟骨には神経、血管がありませんので痛みを感じません。

ではどこが痛いのでしょうか?
軟骨は軟骨細胞によって生成されています。
この軟骨細胞はコラーゲン(タンパク質)とプロテオグリカン(糖)という物質を
作り出して軟骨をリニューアルしています。

軟骨には血管がないので滑膜から分泌される滑液を
スポンジのように吸収して酸素を受け取っています。

毛細血管の老化で血管がつまると酸素が十分行き渡らなくなり
軟骨細胞が酸欠状態になります。

これにより軟骨細胞が死んで破片が関節内を漂うようになります。
この破片が滑膜を内側から刺激し炎症が起こります。
これが膝の痛みの原因のひとつです。

それ以外の原因として(こちらの方が多いかもしれません)
ヒザ関節を構成する靭帯、筋膜や関節包に対するストレスです。
これらには痛みを感じる神経が多く分布しています。
スポーツ中の突発的な外力や長時間の運動により
特定の部位にストレスが継続的にかかると痛みを感じたり
炎症が起こったりします。

いずれにしても炎症にはアイシングをすることが有効です。

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「膝の痛みは軟骨のすり減り?」
横須賀市にある膝痛専門治療院‐膝に関する情報2
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「膝が痛い=軟骨がすり減っている?」

一言で膝といっても解剖学的には様々な組織で構成されています。
図では障害時に痛みが起こる部位が示されていますが
関節内の障害だけでなく腱や靭帯の
炎症が痛みの原因となっていることがわかります。


「膝の痛み=軟骨がすり減っている」というのは少々短絡かもしれません。
例を一つ挙げると、図にある膝蓋靭帯炎は脛骨の粗面から
膝蓋骨に付いている靭帯の炎症です。

膝蓋骨の上方には大腿直筋が付いています。
この筋肉の過剰な活動により
膝蓋靭帯にストレスがかかり炎症を起こすのです。

この障害は急には起こりません。
この筋肉を過剰に使ってしまう様な動作や
激しい運動などにより少しづつ進行していきます。

最初は軽い痛み、でもしばらく休むと治まるという過程を何度も繰り返して、
しだいに痛みを感じる状態が長くなり炎症にいたります。

この過程で起こっている痛みは云わば警告の痛みです。
軽い痛みの内に大腿直筋のストレッチとその他の
膝周りの筋肉のトレーニングを行うと
進行を食い止めることができます。

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「 膝関節の軟骨について」
横須賀市にある膝痛専門治療院‐膝に関する情報3
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膝関節は人体の中でも最も強い力に耐えている関節です。
そんな膝関節の軟骨は年とともにすり減っていくのは
仕方がないことだと思われてきました。

しかし本来、生体の関節構造は非常によくできていて、
管理が良ければ部品交換無しで百年以上は持つと言われています。
また、このような構造は現代の科学では作れないそうです。

こんなすごいメカニズムを持った関節ですが
日ごろの不摂生で同じ年齢でも軟骨の減り方に差が出てくるようです。

○毛細血管の老化

身体を構成する各組織は毛細血管を介して栄養を受け取ります。
膝関節の軟骨も例外ではなく(*)間接的にですが、この方法で栄養されています。

この毛細血管が老化により詰まって組織の栄養を滞らせていることがあります。
血管の老化は高血圧、高脂血症、高血糖などによって
進行されますので骨や軟骨の老化を予防するのも
生活習慣病予防と同じであると言えそうです。

暴飲暴食は単に体脂肪が増えるだけではなく、関節にも良くないのです。
何事もほどほどが大切です。アルコールも少し嗜む程度なら血液さらさら効果があります。


(*)軟骨には血管、神経、リンパ管がないのですが
滑膜という関節を構成する組織より分泌される滑液を
介して栄養を受け取っています。
また、神経がありませんから痛みも感じません。

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「 膝関節を構成する組織」
横須賀市にある膝痛専門治療院‐膝に関する情報4
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膝関節の基本的な構造についてみてきましょう!!

イラストは膝関節の構成組織を単純に描いたものです。
二つの骨の当たるところは関節軟骨によって裏うちされています。

さらに 大腿骨と脛骨のかみ合わせが悪いところは
半月板が入りうまく適合するようになっています。

関節がスムーズに動くように
膝関節を包む袋である「関節包」が関節を密閉して
そのなかは滑液が満たされています。

関節の安定性を高めるために関節包の外側には
側副靭帯があるさらに外側を筋腱が覆っています。




筋腱と骨などの硬い組織がぶつかるあたりには
滑液包というクッションが入っています。
これにより摩擦を減らして筋腱がすぐに切れないようになっています。
下のイラストの赤い部分がその滑液包です。
右膝のイラストです。
上のイラストが膝の内側で下のイラストが膝の外側になります。

滑液包炎が起こっているとその部分が腫れて膨らみます。


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「 膝関節の骨」
横須賀市にある膝痛専門治療院‐膝に関する情報5
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膝関節は大腿骨と脛骨と膝蓋骨で構成されます。
脛骨の上に大腿骨のっているような構造です。
骨だけでみると360度どの方向にも
可動性がありそうですね。

膝の主な動きが屈伸運動になっているのは
膝関節周囲や膝関節内部の靭帯により
動きを制限されているからです。


それともう一つ膝関節の特徴として忘れてはいけないのが
「膝のお皿」膝蓋骨の存在です。

大きな負荷がかかる膝関節です。
当然、膝関節周囲の筋腱も大きな力を発揮しています。

曲げ伸ばしの重要な役割をもつ大腿四頭筋の腱が集まる
膝頭で大腿骨と脛骨に腱がぶつかり擦れてしまわないように
膝蓋骨があると考えられます。

さらに大腿四頭筋の作用を効率よくするために
関節の中心から腱の走行を
遠ざける役割もあります。

テコの原理ですね。
人間の身体は良くできていますね

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「 膝関節の靭帯」
横須賀市にある膝痛専門治療院‐膝に関する情報6
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膝関節の靭帯をみていきましょう!!

前十字靭帯(ACL)、後十字靭帯(PCL)


下のイラストの紫色のバンドが前十字靭帯、緑色のバンドが後十字靭帯です。
二つの靭帯が交叉してついていますねー。

実はこの構造が膝関節の安定性に非常に大事なのです。
靭帯がこのように走行していることで膝関節の中心軸ができます。
そして関節の角度によっては緩んだり緊張したり
フレキシブルに状況に対応できるようになっています。

イラストは右膝を左ななめ後ろからみたところですが
二つの骨がどうなると二つの靭帯がより密に絡み合うでしょうか?





答えは「下の骨(脛骨)が内旋して上の骨(大腿骨)が外旋する」
でした。

膝関節は曲るときにこのような関節運動が
自然に起こるようになっているんですよ。


つまり、しゃがみ動作をするときにはACLとPCLが絡み合い
膝関節の安定性が高まるということになります。

ただーし!
足や股関節の硬さや身体の使い方の癖で
逆に不安定な状態でしゃがみ動作を
してしまっていることがよくあります。



こういう踏み込み方はあぶないですよー。

いわゆるKNEE IN TOE OUT動作です。
靭帯の絡み合う方向と逆の運動が
おこっていますので膝関節が不安定で
次にでてくる内側側副靭帯などに負荷が集中します。


外側側副靭帯(LCL)、内側側副靭帯(MCL)

右膝関節のイラストです。
青いバンドが内側側副靭帯で、赤いバンドが外側側副靭帯です。

十字靭帯とは逆に下の骨(脛骨)が外旋し、
上の骨(大腿骨)が内旋すると緊張します。

主に側方の安定性に関わっています。
体表近くにあるので触察は簡単です。

膝関節を外から押して内に反らせる(内反といいます)と内側側副靭帯が
内から押して外に反らせる(外反といいます)と外側側副靭帯が
緊張して触察できます。

側副靭帯は膝関節の側方安定性の力学的な供給と
膝関節にかかる侵害刺激のセンサーとしての
役割があります。

膝関節があらぬ方向に行きそうになったら
それを感知して、周囲の筋肉を収縮させて
関節を保護してくれるのです。

関節の健康を保つ大事なシステムの一つです。

変形性膝関節症や靭帯損傷などの怪我により力学的な役割だけでなく、
このセンサーとしての役割の機能低下が起こります。

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「 膝関節の筋肉」
横須賀市にある膝痛専門治療院‐膝に関する情報7
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先日、テレビで変形性膝関節症についてやってましたね。
膝の痛みは筋肉のこわばりも原因になるといっていました。

膝の痛みの原因を単純に軟骨が磨り減っているせいに
しなくなったところは進歩でしょう。

今までは整形外科にいったら、膝の痛み=軟骨の磨り減り
でしたから・・・。

しかし、先日のテレビでは筋肉がこわばり、そして軟骨が磨り減る、
と、やはり軟骨に行き着いてしまうようでした。

まあ、目の前の現象としては、そのような事実があるのでしょうが
痛みが減るならその原因が筋肉でも軟骨でも
どっちでもいいですね。


それでは膝関節周囲の筋肉をみていきましょう!!

右膝を内側から見たイラストです。
勉強のノートから持ってきたので字がキタナイのはゆるしてください・・・。

パテラとは膝蓋骨(膝のお皿)のことです。
膝蓋骨のすぐ上にある内側広筋は膝痛改善に大事な筋肉です。

内側広筋の隣に縫工筋、薄筋、半腱様筋、半膜様筋と続きます。
これらは膝関節をまたいで、脛骨の内側の面の
ガ足というところに付きます。

「膝の内側が痛い、軟骨がすり減っているから・・・」と来た方の中にも
実際はこの部位の炎症が原因のことも多くあります。


次に膝の外側の筋肉をみてみましょう!!

膝痛に関連が深い組織として第一にあげられるのは
大腿部の中央にある腸脛靭帯というバンド状の組織です。
大腿外側の筋膜が肥厚してできたバンドで、
O脚などの場合、かたーく緊張していることが多くあります。

腸脛靭帯が緊張していると膝がねじれるため
膝周囲の組織への力学的な負荷が強くなりいろいろなところに
痛みを感じることになります。



最後は膝裏です。

膝関節の裏は股関節方面から来る筋肉と
足関節方面からくる筋肉の交差点となっているところです。

膝関節のインナーマッスルである膝カ筋は膝の違和感があるときに
緊張していることが良くある筋肉です。
膝の安定性を保つために必死で硬くなっているのでしょう・・・。

半腱様筋、半膜様筋の腱膜は膝関節の裏の様々な組織に関連しています。
このあたりの筋肉は膝を曲げると痛むときなど緩めるとよいところです。





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「 膝関節の固有感覚」
横須賀市にある膝痛専門治療院‐膝に関する情報8
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「関節固有覚??とは」

私達は自分の膝がどのくらい曲っているとか、速く動かしている、
ゆっくり動かしているなどを
実際に目で見ること無しに感覚で判断できます。
この関節位置覚と運動覚を含めたものを関節固有覚と呼びます。

変形性膝関節症などの関節疾患を持つ方の関節固有覚は
健常者に比べて低下しています。

関節固有覚が低下していれば、膝周囲の筋肉の反応速度の遅れが生じ
受傷しやすい環境となります。

関節固有覚は男性よりも女性で劣るとする研究もあります。
その要因の一つに女性は関節がゆるい傾向にあるので、
関節包や側副靭帯などの静的制動組織が弛緩していて、
これらに存在するメカノレセプターの反応が遅れることが考えられます。

加齢により関節固有覚は低下していきます。
動的制動組織である筋肉が減っていくことがその要因と考えられます。

ですから、スクワットなどのレジスタンストレーニングで
下肢の筋肉を訓練することは関節固有覚を高め
変形性膝関節症の予防になると考えられます。


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「 関節の構造のおさらい」
横須賀市にある膝痛専門治療院‐膝に関する情報9
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関節の構造のおさらいです。

身体の各関節は、静的支持機構と動的支持機構で
安定を保たれています。

静的支持機構は靭帯や関節包、
側副靭帯の張力に依存した機構です。

それに対し、
動的支持機構とは、
筋肉の中にある
筋紡錘というセンサーにより
負荷にたいし
適切なタイミングで
筋収縮を行い、
関節の動的安定性を保つものです。

この支持機構のバランスが
崩れると膝関節の構成組織に
多大な負荷がかかり、
痛みを知覚するように
なります。

バランスをくずす要因として
あげられるのは、

・運動不足からくる
 毛細血管の萎縮による
 血液循環不全(※軟骨組織は滑膜より
 分泌される滑液により栄養されています)

・内臓反射による関連筋の弱化に
 伴う筋バランスの変調

・経絡(特に腎経、脾経、肝経)の
 流れの滞りによるもの
 肝臓はストレスに関連します。

現代社会では、便利になりすぎて
身体を使う機会が減っていることも
あり、多少意識して、足腰を使うことが
必要かもしれません。

膝関節のためには、正しい方法での
スクワットがベストなトレーニングです。

スクワットにより上記の
バランスを崩す要因は
ほとんど回避できます。


毛細血管の発達は、歩行など
軽度な有酸素運動を
加えることで促せます。

循環器系の要である心臓の機能は
一日一回、息が上がるぐらいの
運動をするとよいと思います。

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「 膝関節の半月板」
横須賀市にある膝痛専門治療院‐膝に関する情報10
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大腿骨と脛骨で構成される
膝関節の関節面のすきまを
埋めるように半月板という
組織が入り込んでいます。

半月板のお陰で、関節面が広くなり
圧力が分散されて、局所にかかる負荷を
減らしてくれてます。

この半月板は、完全に固定されているわけ
ではなく、膝関節の運動に応じて
小さくスライドします。


膝を伸ばすと、前方にスライドします。
曲げたときはその逆で、後方へ動きます。

たまに動きすぎて、半月板が
半月大腿靭帯や環状靭帯などを刺激し、
それが痛みを感じさせていることも
あるようです。


膝関節は小さくですが捻る動きも
できるようになっています。

内側に捻る動きのとき、
内側の半月板が前方に
外側の半月板は後方に動きます。

小さな運動ですが、
これにより、膝関節は安定して
スムーズに動けるように
なっているのです。

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「 膝関節と腓骨の関係」
横須賀市にある膝痛専門治療院‐膝に関する情報11
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膝関節は主に脛骨と大腿骨、膝蓋骨で
構成されていますが、
忘れてはならないのが、腓骨の
存在です。

腓骨はすねの外側に位置して
足首の運動に連動して動きます。

足首を曲げたとき(背屈)、
膝近くの腓骨は前に、
足首近くの腓骨は後ろに
動きます。

つまり、前傾します。

   
つま先を伸ばす動き(底屈)の場合はその逆になります。
この動きが少なくなっていると足首の可動域が
制限されることになります。




コンディショニングは、
足首をそれぞれ背屈、底屈しながら
腓骨に上記の運動が起こるように、
手で操作します。

足首の内反捻挫癖がある場合、
腓骨側に体重が載る傾向があり
(本来は脛骨~距骨~踵骨と荷重)
腓骨の運動が固定されていることがあり、
それが、足首の動きの制限因子と
なるだけでなく、上位の構造である
骨盤などにも影響を及ぼしていることも
良くあることです。

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「膝の靭帯の大事な機能」
横須賀・横浜エリアにある膝痛専門治療院‐膝に関する情報12
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膝痛が起こると、軟骨がすり減っているからと
思ってしまうかもしれませんが、実際は
周囲の靭帯や支帯線維が痛みを感じている場合が
多いと考えられます。

膝関節がバランスを崩して不安定になっているから
周囲の組織に負担がかかり、痛みを
感じているのです。

下のイラストの外側広筋と内側広筋(ピンク色)
の張力のバランスが崩れると
膝のお皿が外方に牽引されて、膝の内側にある
内側膝蓋支帯(一つ目のイラスト)、
内側膝蓋脛骨靭帯(二つ目のイラスト)に
テンションがかかります。






靭帯や支帯線維には、痛みを感じる神経受容器が
豊富にあります。

膝痛初期の痛みは、
これら靭帯などの警告性の痛みです。


膝関節についての基礎知識でした。
最後までお読みいただきありがとうございました!!


こちらのサイトは膝の痛みのためのセルフケアを具体的に解説しています。

膝の痛みを自分で治すサイト
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投稿者 YOKOSUKAひざ痛ケアスタジオ

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