股関節を内旋させる筋肉は座ると変わる？曲げる角度と回す力の意外な関係

股関節を内旋させる筋肉を調べると、大腿筋膜張筋やお尻の筋肉が挙がる。だが座った姿勢でも同じ役割なのか。股関節の曲げ角度を変えた筋電図実験と遺体を用いた力学研究から、筋肉の活動、回す力、回されることへの抵抗を分け、内旋の練習や筋力の記録をどう読むか考える。

仕事の椅子に座ったまま脚を回すときと、立ったまま向きを変えるとき。同じ股関節なのに、同じ筋肉が同じ割合で働くのだろうか。答えの芯は、筋肉の名前だけでは足りず、股関節をどれほど曲げ、どの向きの負荷を受けたかまで必要、ということだ。角度を変えた実験では、回す力に伴う筋活動の変化が姿勢によって異なっていた。[12]

座ったときも、外旋筋の働きは筋肉ごとに異なる。外へ回す働きを調べた遺体研究でも、曲げるほど回す力が減る筋肉と、反対に増える筋肉があった。筋肉の名札を一斉に裏返すほど、股関節は単純ではない。[7]

既存記事「股関節の内旋は座って測ると違う？寝た姿勢との角度差と柔らかさを研究で読む」には動く範囲の比較を譲る。また「股関節の外旋は座ると硬くなる？曲げる角度と回せる範囲を研究で読み分ける」にも、外旋の可動域の話を譲る。ここで追うのは、座るように股関節を曲げたときの筋肉の働きと力である。曲がる角度の大きさと、力を出す能力を混同しない読み方に絞りたい。[20]

内旋の担当表に、姿勢という欄を足す

股関節の内旋とは、股関節で太ももを内向きに回す動きである。関連研究では、内向きに回す作用を大腿筋膜張筋、外向きに回す作用を大殿筋へ割り当てる一般的な説明と、遺体実験から考えられる働きとの食い違いが問題になっていた。大腿筋膜張筋は太ももの外側に関わる筋肉、大殿筋はお尻の大きな筋肉である。[12]

この食い違いを調べるには、「どの筋肉が内旋筋か」と一覧を作るだけでは足りない。実験では股関節を伸ばした位置、途中まで曲げた位置、深く曲げた位置を区別している。筋肉の働きを位置付きで問うところが出発点になる。同じ人の同じ筋肉でも、姿勢を外した説明は研究の条件を落としてしまう。[12]

ここでいうトルクは、関節を回そうとする力の働きである。モーメントアームは、その力が回転に働く際のてこの腕に当たる。短い外旋筋の研究では、筋肉が通る経路に加え、筋力の要素を取り入れて外旋トルクを評価した。通り道だけでも、筋肉の大きさだけでも、実際の回す働きを十分に表せないという視点である。[7]

椅子から立ち上がると変わるのは、筋肉の名前よりも関節の位置と負荷の条件だ。一方、股関節の位置が変わったのに、座って覚えた「ここを使う」という感覚をそのまま立位へ当てはめるのも慎重にしたい。位置によって筋活動の反応や外旋トルクが異なるという実験結果は、動作の条件を省かず考える理由になる。[7][12]

この違いは、運動動画の見方にも関わる。脚の向きが似ているかだけでなく、太ももが体に対してどれほど前へ出ているか、外から何を押し返しているかを確認する。これは特定の筋肉を自宅で特定する検査ではなく、研究と自分の動きが同じ課題かどうかを整理する手がかりである。[12]

曲げ角度を変えた筋電図は、何を示したか

筋電図は筋肉の電気的な活動を捉える方法である。Martinsらは、大腿筋膜張筋、中殿筋、大殿筋の上部と下部を対象に、股関節への内旋方向のトルクを増やしたときの反応を調べた。測定した股関節の曲げ角度は0°、45°、90°だった。[12]

実験装置では、棒の上で重りの位置を変えることで内旋方向のトルクを調節した。その際、脚を横へ動かす方向や前後へ動かす方向の正味のトルクを一定に保っている。脚を回す課題へ別方向の負荷が混ざらないよう工夫した実験である。日常の「脚を内へ向けたら外ももが張った」という感覚より、問いを狭くして測っている。[12]

トルクを0から7.4 N·mへ増やしたとき、股関節を90°曲げた条件では大腿筋膜張筋の活動が約90%増加した。一方、股関節を伸ばした条件では大殿筋上部の活動が約7%増加した。変化した筋肉も増加の程度も、同じではなかった。[12]

しかし、この数値を「座って内旋すると外ももが約90%強くなる」と読むのは誤りだ。測定値は、その場で負荷を変えたときの電気的な活動の変化である。筋力が長期にどれほど増えたかを示すものではない。まして筋肉の大きさや外見が同じ割合で変わる数字でもない。[12]

見逃したくないのは、変化が見られなかった条件だ。中殿筋では股関節の位置にかかわらず、トルク条件に伴う系統的な変化がなかった。45°の条件では、調べた筋肉のいずれにも系統的な変化がなかった。曲げ角度が増えるにつれて、すべての筋肉が順番に強く反応する図にはなっていない。[12]

著者らの結論も、内旋方向への外的トルクの増加を制御するため、大腿筋膜張筋の活動増加が必要だったという内容である。外から回される力を制御した結果と、自分から内旋を起こす担当筋の順位は同じ問いではない。「働いた」という観察から「その筋肉だけが動きを作った」へ飛ばないことが、この実験を生活へ持ち帰る際の要点になる。[12]

活動している筋肉は、回すためだけに働くのか

筋肉は主な動作を起こすときだけでなく、関節を安定させたり、位置を保ったりするときにも活動しうる。そのため筋電図だけで筋肉の作用方向を明らかにするのは難しい。この問題意識から、腸骨関節包筋という股関節の安定性に関わる筋肉を別の方法で調べた研究がある。[4]

対象は健康な若年者23人で、男性8人、女性15人だった。男女を含む結果なので、18〜39歳の女性だけの作用の大きさとして直接扱うことはできない。研究では超音波を用いた方法で、右の腸骨関節包筋のせん断弾性率、つまり組織の硬さに関わる測定値を比較した。値が高いほど筋肉が伸ばされていると考え、その反対方向の作用を推定する設計である。[4]

安静位置に加え、曲げる、伸ばす、横へ開く、内へ寄せる、外へ回す、内へ回す位置を調べている。それぞれの変位は15°だった。測定値は安静位置に比べて伸展と外旋で高く、伸展は屈曲より、外旋は内旋より高かった。この結果から、腸骨関節包筋は股関節の屈曲と内旋に関わることが示唆された。[4]

安静位置と比べた差の統計的な検定では、伸展でp<0.001、外旋でp=0.021だった。これは姿勢による測定値の差を検討した数値であり、腸骨関節包筋が内旋全体の何割を担うかを示す割合ではない。筋肉の作用に関する示唆と、関節全体への寄与の大きさは分けて受け取る。[4]

これは内旋に関係する筋肉を考える材料になるが、座った姿勢で最も大きな力を出す筋肉を決めた実験ではない。また、筋肉を選んで鍛えたときの日常動作の改善量を測った研究でもない。ここで得られるのは、筋活動とは違う窓から作用方向を検討できるという知識である。[4]

夜のスマホで筋肉図を見つけると、色の付いた場所を意識すれば答えが出るように思える。だが、電気的な活動、伸ばされたときの組織の反応、関節を回すトルクは、それぞれ別の測定である。同じ「働き」という日本語に詰め込まず、何を調べた結果なのかを添える方が、自分の感覚とも研究とも付き合いやすい。[4][7][12]

外旋筋も、曲げた後は同じ力ではない

外旋筋は内旋の反対向きへ回す筋肉であり、内旋に抗する側としても関わる。Itoらは新鮮凍結遺体の股関節15体を用い、梨状筋、内閉鎖筋、共同腱、外閉鎖筋の外旋トルクを比較した。人工股関節手術で後方の組織をどう保つかという課題に結び付く力学実験である。遺体股関節での比較であり、18〜39歳の女性が自力で出す力へそのまま当てはめることはできない。[7]

股関節を0°から105°まで曲げ、筋肉の解剖学的な経路に沿わせたモデルに、筋肉の生理学的断面積を基にした力を加えた。梨状筋、内閉鎖筋、共同腱の外旋トルクは、屈曲15°で最大となり、その後は股関節を曲げるにつれて低下した。[7]

ところが、外閉鎖筋の外旋トルクは股関節を曲げるほど増加した。屈曲75°以上の条件では、比較した中で外閉鎖筋の外旋トルクが最も大きかった。外旋を担う筋肉をひとまとめにすると、こうした逆方向の変化を見落としてしまう。[7]

数字で読む股関節の曲げ方と力

0°・45°・90°：内旋方向の負荷に対する筋活動を比較した股関節の曲げ角度である。[12]

約90%：90°屈曲で負荷を増やした際の大腿筋膜張筋の活動増加であり、筋力増加率ではない。[12]

23人：腸骨関節包筋を超音波で調べた健康な若年者の人数である。[4]

15体：短い外旋筋のトルクを比較した遺体股関節の数である。[7]

2.18倍：90°屈曲での外閉鎖筋の外旋トルクを共同腱と比べた平均値である。[7]