骨・筋肉
骨と筋肉は運動にかかわる器官です。運動器をいう時は、骨や筋肉、関節、腱など、所謂、支持運動器系によるものを指し、内臓運動は含まれません。
運動は各部位が単独で行うものではなく、感覚器で集められた情報が、中枢神経系で処理され、然るべき指令が末梢神経系を介して筋肉に伝達され、初めて動くものです。骨、筋肉、関節、腱などの連携プレーです。
随意筋(横紋筋)とは、自分の意志で動かせるものをいいます。骨と協力して身体を動かすという意味で骨格筋と呼ばれます。
不随意筋(平滑筋)とは、自分の意志とは関係なく働く、心臓の拍動や胃･腸の蠕動運動などの事をいいます。心臓壁の心筋と、血管壁や胃腸管、膀胱などの内臓壁の平滑筋が有り、内臓筋肉を形作るものは内臓筋と呼ばれます
骨格
人の骨格は哺乳類の中でも特殊化した体制特徴を示しています。
1)脳の発達に伴い非常に大きい
頭蓋骨を持つ。
2)直立姿勢でも、頭蓋骨を無理なく支えられる。
3)頭蓋骨が他の哺乳類よりも少なく23個である。
4)脊髄は上から下へと次第に大きくなり、仙骨が最も太い。四足歩行動物はあまり変わらない。尾の退化に伴い尾骨も極度に退化している。
5)足だけで全体重を支えるので、上肢の骨格が下肢に比べ著しく大きい。
6)骨盤は、直立姿勢の為に内臓を下から受け止める必要と、胎児を受け止める為に鉢状の形をしている。骨盤の骨は互いに頑丈に卑帯で結ばれ、可動性が乏しい。その為他の哺乳類に比べ難産になります。
成人の骨は206個新生児は約350個で、成長途中で幾つかの骨は癒合し206個になります。(男性はほぼ18歳、女性は15.5歳ぐらい)
骨格構成する骨
頭蓋は、隙間なく頑丈な骨です。23個の骨からなり脳を守る頭蓋蓋を形成する頭蓋骨と、顔面の骨格をなす顔面頭蓋を形成する顔面骨から構成されています。
頭蓋骨は、前頭骨、前頂骨、後頭骨、側頭骨、蝶形骨、篩骨、鼻骨、鋤骨、涙骨、下鼻甲介の10種の骨からなり、初めの6種の骨は脳を入れる頭蓋腔を囲む壁を作ります。
※側頭骨の鼓室内には左右3個ずつ耳小骨がありますが、一般的には頭蓋骨として扱われません。
顔面骨は、上顎骨、頬骨、口蓋骨、下顎骨、舌骨、の5種類からなります。
下顎骨と舌骨以外の頭蓋の骨は、骨同士が極めて少量の丈夫な卑帯(結合組織)で結びつく(縫合)。新生児は骨化せず、膜状部分があります。この部分を“おどりこ”と呼び、大泉門、小泉門などがある。これらは年と共に小さくなり、最終的には閉じます。
脊柱は、体の支柱で脊髄を保護し32〜35個の椎骨が、頸椎、胸椎、腰椎、仙骨、尾骨を構成しています。脊柱は横から見ると頸部と腰部は前方に、胸部と仙尾部は後方に突き出すように緩くカーブして連なっています。これは直立する際にバランスを保つ為自然に形作られたもので、胎児や新生児では後方に凸型の湾曲を示すだけです。
椎骨：前方の短円柱の椎体と後方の椎弓から構成され、上下の椎体の間は丈夫な弾力性のある線維軟骨からなる椎間円板が狭まり椎体と連結してクッションの役割を果たします。上下の椎体と椎弓は靭帯で繋がり、間には椎孔という大きな孔が有る。頭蓋腔から仙骨裂孔まで連なり、脊髄の通る脊柱管を作っています。
胸骨は、胸部前面の中央に縦に位置する小刀状の扁平な一本の骨で肋骨と繋がっています。
肋骨は、後方では胸椎の椎体後外側面と繋がり、前方にアーチ状に弧を描いている骨です。12対(24本)
胸郭は呼吸運動に対応する為、上方の肋骨は前後に、下方では横にも前後にも広がります。上位7対の肋骨は、前方では肋軟骨となって直接胸骨とつながり、第8,9,10肋骨は、其々1つ上の肋軟骨に結合し、第11,12肋骨は何処にも結びつかずに遊離しています。
上肢骨
両側で総数64個の骨があり、巧妙な作業が出来る仕組みです。
上肢帯とは、鎖骨と肩甲骨からなり、上腕と体幹(胸郭)の間にあり、両者を連結させています。
自由上肢骨とは、上腕には上腕骨、前腕には橈骨(拇指側)、尺骨(小指側)、手の骨は、手首にある手根骨、手掌の中手骨、手指にある指骨からなります。
下肢骨
直立2足歩行に適した長い丈夫な骨組みで、高い土踏まずが有る。両側で62個の骨で構成されています。
下肢帯とは、仙骨、尾骨仙骨、尾骨と共に骨盤を作るもので、寛骨ともいわれる腸骨・坐骨・恥骨の3つの骨が癒合して出来ています。
骨盤は、脊柱と下肢を繋ぐと共に、底の無い鉢の内部には、膀胱、卵巣、子宮、直腸、前立腺などの骨盤内臓を入れています。
全骨格中で最も男女差が著しく、骨盤で男女を見分けることが出来ます。子供の頃は、超骨、坐骨、恥骨に分かれて軟骨で結合していますが、16〜17歳頃(遅くとも25歳までに)に軟骨が骨化し、骨結合し1つの大きな寛骨になります。
自由下肢骨とは、太腿にも有る大腿骨と膝蓋骨(膝の皿)、向こう脛にある脛骨(内側)、腓骨(外側)、足の骨の足根骨、中足骨、指骨(趾骨)からなります。大腿骨は、全身の骨中で最大最長の骨で、身長の27％〜28％有ります。足底では人間特有の足底弓(土踏まず)を形成しています。
骨の成分
骨(緻密質)＝水分15％、無機質＝50％、有機質＝たん白質30％、多糖体5％。
骨(海綿質)＝水分30％、無機質＝40.8％、有機質＝たん白質23％、多糖体6.2％
軟骨＝水分73％、無機質＝3％、有機質＝たん白質10％、多糖体14％
※無機質は主にリン酸カルシウム。たんぱく質の主成分は骨コラーゲン(膠原)で、膠原線維になる。多糖体は膠原線維の間を埋める物質。軟骨の膠原繊維は極めて微細で束を作らず、繊維間は軟骨特有のゲル状の有機質から出来ている。
骨の構造骨膜→緻密質→海綿質→骨髄
骨は、骨細胞と細胞間の骨基質から出来ています。主部は骨質で、表面は骨膜で覆われ内部に骨髄があります。
骨細胞は、気質中の骨小腔の中に有り、骨小腔を繋ぐ骨細胞の中に多数の突起を出し隣接する骨細胞と連結、基質を走る血管との間で活発な代謝活動を営み、骨組織の維持や基質における無機物の代謝回転にも関与する。
骨基質は、線維と繊維間質から出来ており、間質は多量の無機質を含み骨質と呼ばれる特有の硬さを持っています。
緻密質は、骨の表面を占め、長骨の骨幹では何層もの骨層板(緻密な層)が合板状に組み合わされ、大変堅牢に出来ています。内･外面では表面に平行な基礎層板になり、両者間には血管や神経の通るハバース管(中心管)を同心円状に取り巻く多数のハーバス層板が有り、骨細胞が同心的に連結すると共に、一端は中心管に開いています。線維間はハイドロキシアパタイト(カルシウムとリン)の結晶が密に詰まっています。このような円柱構造により、骨の硬度や剛性が保たれています。ハーバス管の骨膜表面及び髄腔とは、フォルクマン管(貫通管)という横走或いは斜走する管で連絡しています。骨芽細胞、骨細胞、破骨細胞はこれらの血管から栄養や酸素を受けています。
円柱構造 緻密質の構成単位と見なされ、ハバース層板系(オステオン＝骨単位)と呼ばれる。
骨には、所々に1個から数個の栄養孔があり、そこから骨の代謝に必要な栄養血管(栄養動脈、導出静脈)が入り、骨質を貫き髄腔に達しています。この栄養管は血管や神経が運動により影響しないよう、骨の中で最も力の加わらない部分に開いています。
海綿質骨の内部にあり、長骨の骨端やそれ以外の骨の大部分は海綿質で、海綿様の髄腔(小腔)を多数持つ薄い骨板(骨小柱、骨梁)からなっています。骨小柱を作る骨質は、大きな骨小柱でも層板構造は不明瞭でハバース管はない、小さな骨小柱では層板形成も見られない。
骨髄は、骨幹の中心部や海綿質の髄腔を満たしている柔らかい組織で、大きいハバース管の中まで入っています。骨髄は、赤色骨髄と黄色骨髄に分けられます。赤色骨髄は、血球を作ると共に、抗体を産生し生体防衛機構に関与する造血組織です。黄色骨髄は、血球が少なく脂肪を貯蔵し、長骨の骨幹部の髄腔に存在する。
骨膜 骨の表面は、関節面を除き結合組織の骨膜で覆われています。骨膜は、骨を保護し血管と神経が張り巡らされ、骨に栄養を供給しています。また、知覚神経が豊富な為、痛みに敏感。特に筋に覆われていない向こう脛は、「弁慶の泣き所」と言われる。
骨の代謝組織
骨芽細胞：骨の形成は、骨芽細胞が骨成分を作る事から始まります。骨芽細胞は骨基質を産生分泌。トロポコラゲンなどの糖たん白を含み、これが膠原線維になります。また、強アルカリ性フォスファターゼの分泌により、線維間にカルシウムやリン酸イオンが沈着し、これが濃縮してアパタイト結晶になり、骨質が形成されます。骨芽細胞は骨膜の内層や骨質中の血管で出来た空洞壁に存在し、骨内面に向かい骨の新生し、骨の太さを増す仕組みです。1日約1μmの厚さの骨組織を作り、毎日約470μm3の骨基質を作るといわれます。骨細胞はやがて、自分自身の作った骨(骨小腔)に囲まれて骨細胞になります。
破骨細胞：骨組織の破壊と吸収を預かる細胞で、髄腔壁や骨質中を通る血管に出来た空洞壁に見られます。破骨細胞は、骨質の中に絨毛状の突起を出し、強酸性のフォスファターゼを分泌、骨の融解・吸収をして髄腔を広く軽くする働きもあります。
骨は一定の状態に保たれ、動かない静的組織と考えられがちですが、実際は骨芽細胞による骨新生を、破骨細胞による骨破壊と吸収の2つの相反現象が繰り返され、常に活発に代謝している組織です。全身の3〜5%は作りかえられます。
健康成人の新旧交代の代謝回転は約95日、吸収20日、形成75日といわれています。高齢になると代謝期間が延び、吸収の方が強くなる。
骨の発生には2つ方法が有ります。
1つは膜性骨発生＝頭蓋骨の様な扁平骨に見られ、軟骨の原型が作られず、繊維性結合組織から直接骨が作られます。この骨を膜性骨(付加骨)という。この経過中に見られるのが新生児の頭蓋にある泉門とその閉鎖です。
泉門は個々の骨の間に残っている、骨化しない結合組織の部分で、出生時にはまだかなり広く、産道を通る時、頭蓋骨が多少重なり頭が幾分細長くなって分娩が容易になる。
新生児の頭蓋骨閉鎖時期は、大泉門＝2歳後半〜3歳。小泉門＝6ヶ月〜1歳。後側頭泉門＝1歳〜1歳半。前側頭泉門＝6ヶ月〜1歳。
もう1つは軟骨性骨発生＝全身の殆どの骨に見られる。まず軟骨で骨の原型が出来、それが骨に置き換えられたものです。この骨を軟骨性骨(置換骨)といいます。
骨の成長
骨は骨芽細胞によって長さと太さの両面で成長します。
骨端軟骨の軟骨細胞の増殖と骨化で長さが増します。成長と共に軟骨層は薄くなり、やがて消え骨端と骨幹は完全にくっ付き成長は止まります。(男性は約18歳、女性は約15〜6歳。)骨端軟骨の増殖･成長促進するのは、下垂体前葉から分泌される成長ホルモンです。
骨膜から出来る骨芽細胞が新しい骨質を作り太くなります。太さは成長期以降も運動などにより増大します。成長には、成長ホルモンの他に、カルシウム、リン、ビタミンDなどが関与。
骨は、カルシウム(Ca)やリン(P)などの無機質の貯蔵室です。特にカルシウムは、骨や歯の形成と維持、筋収縮、神経興奮の伝達、血管凝固、乳汁生成など、様々な生命活動の重要な役割を果たしています。人体には体重の1.5％〜2.2％のカルシウムが含まれ、無機物中で最も多く(約1kg)、その大部分(99％)は骨に蓄えられて、残りの1％が組織や血液にあり、血中濃度約9〜11mg/ﾃﾞｼﾘｯﾄﾙです。女性は男性より20〜30％低く、妊娠、出産、授乳、閉経などでカルシウムの喪失が促進。新は約700gで、その約80％は骨にあります。
経口的に摂取されたカルシウムは、まず小腸で吸収され骨に貯蔵されます。一部は血中に遊離し、体の諸機能に関与すると共に、腎臓から体外に排泄されます。摂取するカルシウムの量と、体に必要とする量を勘案しながら、これらの調節を行っているのが、カルシトニン、上皮小体ホルモン(副甲状腺ホルモン)、活性化ビタミンDです。
パラソルモン“PTH”(上皮小体ホルモン)
1)破骨細胞の形成と活性を促進し、骨からCaの血中への遊離を促進、2)は骨細胞･骨細胞を膨大させ血中Caの骨への移動を抑制、3)腎臓の尿細管からのカルシウムの再吸収を促進し、血中Ca濃度を増加、4)ビタミンDから活性型ビタミンDへの変換を早め、腸管からのCa吸収を促進させます。
カルシトニン“CT”
甲状腺から分泌されるホルモンで、1)破骨細胞の形成と活性を抑制し、骨吸収を阻害、2)骨芽細胞･骨細胞を収縮させ血中Caの骨への移動を促進し、骨新生を促進、3)骨からのカルシウムの放出を抑制して、血中Ca濃度を減少させます。
この様に上皮小体ホルモンとカルシトニンは互いに拮抗的に働きます。
活性型ビタミンD“V.D”は、骨代謝に関係するホルモンとさえいわれ、骨にとって重要なビタミンです。V.Dは、其の儘では何の作用も示さず、作用を示す為には、肝臓で水素化された後、腎臓で活性型ビタミンV.Dに変わる必要があります。血中に分泌された活性型ビタミンV.Dは、腸管からのCaを血中に放出し、骨へのCa沈着を進め骨形成を促進します。また、血清Ca濃度を高めるという両面の働きをします。つまり、破骨細胞と骨芽細胞の双方を活性化し、骨代謝を活発にするホルモンです。歳をとると、腎臓での活性型ビタミンV.Dの生成が減少。
骨の代謝に必要なビタミンC.ビタミンA
ビタミンC：骨質の構成成分である膠原線維は、コラーゲンから作られ、このコラーゲンを構成するアミノ酸の一種、ハイドロオキシプリンは、プロリンが水酸化されて作れます。この反応にビタミンCが関与し、骨形成促進に役立っています。ビタミンC不足は膠原繊維や骨基質の生成を阻害し、骨の成長を遅らせます。
ビタミンA：成長に必要なビタミンで、骨芽細胞の活性に関与。不足すると、ビタミンC同様、骨端軟骨の骨化に障害がおき、骨の発育に支障をきたします。
ビタミンE、ビタミンKビタミンEは、コラーゲン生成と老化防止に役立ち、ビタミンKは、骨たん白合成と骨の成長促進に必要です。
骨の連結様式
（１）不動結合
線維性結合：骨と骨の間に結合組織があって連結される。
靭帯結合：前腕骨間膜、脛腓靭帯など
軟骨結合：恥骨結合、椎間円板
縫合：頭蓋骨
釘植：歯 → （上顎骨：歯槽突起、下顎骨：歯槽部）
（２）可動結合＝滑膜性連結
１．関節の構造：関節頭、関節窩、関節軟骨、関節包（線維膜、滑膜）、靭帯（関節内靭帯含む）
関節面の適合をはかるための構造：
関節唇（肩関節、股関節）
関節円板（顎関節、胸鎖関節、肩鎖関節、下橈尺関節、橈骨手根関節）
関節半月（膝関節）
関節の構造
関節を作る骨のうちで凸なる関節面をもつ骨を関節頭、凹なる関節面をもつ骨を関節窩と区別する。関節窩に関節頭がおさまるが、関節窩の縁に線維軟骨性の "関節唇" が
関節は骨と骨を繋ぎ運動をスムーズに行う重要な役割を果たしています。また一定の可動域を設ける事で運動の方向や範囲に制限を加え、筋肉や他の組織の損傷を防いでいます。通常、関節を作る骨の端の一方は凸面(関節頭)、他方は凹面(関節窩)で、相反する関節面は弾力性に富み滑らかな軟骨層(関節軟骨)に覆われています。関節外面は、骨膜から続く間接包という膜で包まれ、その中に関節腔が有ります。間接包外層(線維膜)は丈夫です。内層(滑膜)は、豊富な血管膜があり、ひだを持ち、滑液(関節液)を分泌します。滑液は、摩擦を少なくする潤滑油の役割と共に、関節軟骨の栄養代謝にも預かっています。関節包の周囲には、これを更に補強する帯状または紐状の結合組織の副靭帯があり、これには関節内靭帯と関節外靭帯があります。
関節面の形
球関節：肩関節
多軸性：3つの互いに直角な方向へ回転
関節頭が半球状で関節窩は浅い凹み。
臼上関節 ：股関節
多軸性 ：関節窩が深い為、球関節より運動はやや制限される。
顆状関節：中手指節間関節、膝関節
楕円関節 ：橈骨手根関節
２軸性：２つの互いに直角な方向への回転
関節が楕円体の一部を構成。
鞍関節 ：母子手根中手関節
２軸性 ：関節面の一面は、馬の鞍のような凹面体、それと直角に交わる他面は凸面。
蝶番関節 ：指節間関節
１軸性:１つの方向のみに回転
関節頭が円柱状で、その軸が骨の長軸と直角になる、関節窩は、関節頭が入り込める様に出来ている。
車軸関節 ：上橈尺関節、正中環軸関節
１軸性 ：関節頭及びは窩は共に円柱の一部を構成。関節の回転軸は骨の長軸に一致。
平面関節 ：椎間関節
可動域は非常に少ない ：両関節面は平坦で、平面的にずれる様に運動
半関節 ：仙腸関節
僅かに移動する程度
両面関節面はデコボコでキッチリ合い狭い関節腔と強い靭帯で確り固められている。
最終更新：2007年06月06日 16:25
