膝（ひざ）の構造と働き、痛みの原因

● 膝はどんな働きをしているの？

私たちの下肢には、股関節（こかんせつ）、膝関節（ひざかんせつ）、足関節（そくかんせつ）の3つの大きな関節があり、それぞれ下肢を動かす機能（可動性）と体重を支える機能（支持性）の2つの大切な機能を果たしています。
その中でもひざ関節は下肢の関節の中心的な役割を担っています。ひざ関節の可動性は広く、たとえばひざの曲げ伸ばし(屈伸運動)では、歩行で約60度、しゃがむ動作で約100度、正座では約140度と言うように、広い範囲の屈伸運動を担っています。
ひざの働きのイラスト

可動性とともに関節の重要な機能である支持性に関してもひざ関節には大きな負担がかかっています。平地歩行時には体重の約1.5～2倍、階段昇降時では約2～3倍、走ったりする時には5倍以上もの力がかかる場合もあります。
ひざの機能、平地と階段での負荷の違い。

● 膝の構造はどうなっているの？

ひざ関節は身体のなかで一番大きな関節で、「太もも」（大腿骨：だいたいこつ）と「すね」（脛骨：けいこつ）の継ぎ目にあたり、さらに「お皿」と言われている膝蓋骨（しつがいこつ）の３つの骨から成り立っています。
大腿骨と脛骨、膝蓋骨と大腿骨の接触面（関節面）は関節軟骨（かんせつなんこつ）というクッションで覆われており、大腿骨と脛骨の関節面にはさらに半月板（はんげつばん）という三日月形のもう１つのクッションがあります。
ひざの内部構造

そのほか、大腿骨と脛骨の間には靭帯（じんたい）といわれるひもが４本張っていて、この靭帯によりひざ関節の前後左右の安定性が保たれています。また、ひざを曲げ伸ばしする働きは筋肉や腱（けん）によって行われており、大腿四頭筋（だいたいしとうきん）や膝蓋腱（しつがいけん）はひざを伸ばす働きを、膝屈筋（ひざくっきん）はひざを曲げる働きを担っています。
さらに、ひざ関節全体は滑膜（かつまく）という薄い膜で裏打ちされた関節包（かんせつほう）という袋に包まれています。滑膜では関節液（かんせつえき）がつくられ、ひざの滑らかな動きや関節軟骨の栄養に大切な役割を果たしています。

ひざの内部構造

● 膝が痛む原因は？

ひざの痛みをもたらす疾患としては、さまざまなものが考えられます。

変形性膝関節症は最も頻度が高く、中高年以上の方で諸因なくひざが痛む場合、変形性膝関節症がまず疑われます。 2つめには関節リウマチなどの炎症性の疾患によるもの、3つめにはひざの周辺の骨折や、靭帯や半月板を傷めるなどの外傷によるものが考えられます。さらに子供などでは、成長にともないひざの痛みが生ずることもあります。また、頻度は稀ですが、ひざの部分に発生した腫瘍が痛みの原因となることもあります。

まずは、早めに整形外科を受診しましょう。そして、きちんと原因を突き止め、病状を把握したうえで適切な治療を始めることが大切です。

（監修 / 大森　豪先生：新潟大学超域研究機構　教授）

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