Lifetime Fitness and Wellness
学習目標
- 作動筋と拮抗筋を比較・対照できる
- 骨格筋の中で筋膜がどのように配置されているかを説明する
- 力を生み出す上で、筋の中で骨格筋が収縮する主な事象を説明する
。
骨格を動かすには、以下のことが必要です。 ほとんどの骨格筋の繊維の収縮によって生じた張力は、腱に伝達される。 腱は、筋肉と骨をつなぐ、緻密で規則正しい結合組織の強いバンドです。
体内の骨格筋の相互作用
骨を引っ張る、つまり、滑膜関節の角度を変えて、実質的に骨格を動かすには、骨格筋も骨格の固定部に付着していなければなりません。 引っ張られる骨に付着している筋肉の可動端を筋肉の挿入部と呼び、固定された（安定した）骨に付着している筋肉の端は起始部と呼ばれます。
図1. 原動力と相乗効果。 上腕二頭筋は、下腕を曲げる。
1つの動作に複数の筋肉が関与することがあるが、関与する主要な筋肉は原動筋、または作動筋と呼ばれる。 コップを持ち上げる場合、上腕二頭筋という筋肉が実際に原動力となるが、上腕筋の補助を受けることができるため、上腕筋はこの動作における相乗筋と呼ばれる（図1）。
原動筋と反対の働きをする筋を拮抗筋という。 拮抗筋は、筋肉の機能において2つの重要な役割を担っている。
- 腕を出す、直立するなど、体や手足の位置を維持する
- パンチを打ち込まないシャドーボクシングのように急激な動きを制御したり、手足の動きを確認する機能
たとえば、膝を伸ばすには、大腿前室にある大腿四頭筋という4つの筋肉群が活動します（そして、膝伸展の作動筋と呼ぶことになるのです）。
このように、反対側の動作についても、呼び方が逆になります。 If you consider the first action as the knee bending, the hamstrings would be called the agonists and the quadriceps femoris would then be called the antagonists. See Table 1 for a list of some agonists and antagonists.
| Table 1. Agonist and Antagonist Skeletal Muscle Pairs | ||
|---|---|---|
| Agonist | Antagonist | Movement |
| Biceps brachii: in the anterior compartment of the arm | Triceps brachii: in the posterior compartment of the arm | The biceps brachii flexes the forearm, whereas the triceps brachii extends it. | ハムストリングス：大腿後区画の3つの筋肉群 | 大腿四頭筋：大腿前区画の4つの筋肉群 | ハムストリングスは足を曲げ、大腿四頭筋はそれを伸ばします。 | Flexor digitorum superficialis and flexor digitorum profundus：前腕の前区画 | Extensor digitorum：前腕の後区画 | Flexor digitorum superficialisとFlexor digitorum profundusは指と手首を曲げるが、Extensor digitorumは指と手首を伸ばした状態にある。 |
骨格筋には、骨格に引っ張られて運動しない筋肉もある。 例えば、顔の表情を作る筋肉があります。 表情筋の挿入部と起始部は皮膚にあるため、ある個々の筋肉が収縮することで笑顔やしかめ面を作ったり、音や言葉を作ったり、眉毛を上げたりすることができるのです。 また、舌には骨格筋があり、外尿道括約筋と肛門括約筋は、それぞれ排尿と排便を随意的に調節することができるようになっています。 また、横隔膜は収縮・弛緩して胸腔の容積を変化させるが、そのために骨格を動かすことはない。
日常のつながり。 運動とストレッチ
運動をするときは、まず筋肉を温めることが大切です。 ストレッチは筋繊維を引っ張り、鍛えられた筋肉への血流を増加させる結果にもなります。 適切なウォームアップを行わないと、筋繊維の一部を損傷したり、腱を引っ張ったりする可能性があります。 腱が切れると、場所に関係なく、痛み、腫れ、機能低下が起こります。中程度から重度の場合は、長期間動けなくなることもあります。 運動中に使う関節のほとんどは滑膜関節で、2つの骨の間の関節腔に滑液があります。 運動やストレッチは、滑膜関節にも良い影響を与える可能性があります。 滑膜液は薄いですが、卵白のような粘り気のある膜です。 起き抜けに動き出すと、さまざまな理由で関節が硬く感じられます。 適切なストレッチとウォームアップを行うと、滑液の粘性が低下し、関節の機能が向上することがあります。 各筋繊維（細胞）は内膜で覆われ、筋肉全体は上膜で覆われている。 筋繊維の一群が、筋周囲と呼ばれる結合組織の追加的な被覆によって筋肉全体の中で単位として「束ねられる」場合、その束ねられた筋繊維の一群は筋膜と呼ばれる。 筋膜による筋繊維の配列は、筋が発生する力と相関があり、筋の可動域にも影響を与える。 筋膜の配列パターンに基づいて、骨格筋はいくつかの方法で分類することができる。
平行筋は、筋の長軸と同じ方向に筋膜が配列されている（図2）。
平行筋は筋膜が筋の長軸と同じ方向に配列しているもので、体内の骨格筋の大半はこのタイプの組織である。 平行筋の中には、平らなシート状で、両端が広がって広い範囲に付着しているものもある。 また、平行筋の片端または両端に腱があり、丸みを帯びているものもある。 ふくよかに見える筋肉は、挿入部と起始部の間、つまり筋肉の真ん中に大きな組織の塊があり、これを中心体と呼びます。 この筋肉のより一般的な名称は腹です。 筋肉が収縮すると、収縮繊維が短縮して、さらに大きなふくらみができます。 例えば、上腕二頭筋を伸ばした後に曲げると、真ん中の大きな部分が腹になります（図3）。
図2. 筋肉の形と繊維の配列。
図3. 上腕二頭筋の筋収縮。 筋肉の中心にある大きな塊を腹部という。 腹の両端から腱が出て、筋肉と骨を結び、骨格を動かすことができる。 上腕二頭筋の腱は、上腕と前腕をつないでいる。 (credit: Victoria Garcia)
円形筋は括約筋とも呼ばれます（図2参照）。 括約筋は、同心円状に配置された筋繊維の束が弛緩すると開口部が大きくなり、収縮すると開口部が縮んで閉鎖される。 口輪筋は、口の周りをぐるりと囲む円形の筋肉です。 口笛を吹くときに唇を尖らせるように、収縮すると口腔内の開口部が小さくなる。 また、眼輪筋は眼球を囲むように1つずつあります。 例えば、2つの眼輪筋の名前（orbicularis orisとoribicularis oculi）を考えてみると、両方の筋肉の最初の名前の一部が同じであることがわかる。 orbicularisの最初の部分、orb（オーブ＝「円形」）は、円形または円形の構造物を意味し、また、地球の周りを回る月の軌道など、軌道を連想させることもあります。 oris（オリス＝「口腔」）は、口腔、つまり口の中を指す。
体中の筋肉には、形や位置によって名前が付けられるものが他にもあります。 三角筋は、肩を覆う大きな三角形の筋肉です。 ギリシャ文字のデルタが三角形に似ていることから、この名前がつきました。
筋肉がかなりの面積に広がっていて、その後、筋膜が1つの共通の付着点に来るとき、その筋肉は収束と呼ばれます。 収斂筋の付着部は、腱、腱膜（平らで広い腱）、またはラペ（非常に細い腱）である可能性があります。 胸の大きな筋肉である大胸筋は、腱を介して上腕骨の大結節に収束するため、収束筋の一例となる。
ペナト筋（ペンナ＝「羽」）は、筋肉の中心部を全長にわたって走る腱に融合し、筋肉が羽毛のように配置された羽毛の羽のようなものである。 このような構造上、半月板の筋繊維は斜めにしか引っ張ることができず、その結果、半月板の筋肉が収縮しても腱はあまり動きません。 しかし、一般的に半月板筋はより多くの筋繊維を保持できるため、その大きさの割に比較的大きな張力を生み出すことができる。
単孔性筋では、筋膜は腱の片側に位置しています。
一側性筋では、筋膜は腱の片側にあります。前腕の伸筋は、一側性筋の例です。 二分筋は、腱の両側に筋膜がある。 半月形の筋肉では、筋繊維が腱の周囲に巻き付き、その過程で個々の筋膜が形成されることもある。 このような配置は多枝筋と呼ばれる。
筋膜があるため、三角筋のような多関節筋の一部は、神経系によって刺激され、引っ張られる方向を変えることができます。 たとえば、三角筋が収縮すると、腕は外転します (矢状面の正中線から離れる方向に動く)。しかし、前側の筋膜だけが刺激されると、腕は外転して屈曲します (肩関節で前方に動く)。
筋肉と骨の相互作用のレバー システム
骨格筋は単独では機能しないものです。 筋肉はその機能に応じて2つ一組で配置されています。 骨格の骨に付着している筋肉は、その連結によって、力、速度、可動域が決まります。
骨格と筋肉は一緒になって体を動かしているのです。 木から釘を外すためにハンマーの背を使ったことがありますか？ 柄がテコの役割を果たし、ハンマーの頭が支点となって、柄を引き戻したり押し下げたりするときに力が加わる定点となります。 このシステムに加わる力は、釘を抜くためにハンドルを引いたり押したりすることであり、これがシステム内のハンドルの動きに対する負荷、つまり「抵抗」となる。 私たちの筋骨格系は、骨が硬いレバーとなり、滑膜関節に包まれた骨の関節端が支点となって、同じような働きをするのです。 負荷とは、持ち上げられる物体や運動に対する抵抗のことであり (頭を持ち上げるときは負荷です)、力、つまり加えられる力は、骨格筋の収縮から生まれます。
セルフチェックの質問
以下のクイズで、骨格筋の相互作用についての理解度をチェックしてください。