健康

ひざの痛みはなぜ起こるの?


2014.05.17

イラスト:奥田志津男

体重を支える重要な役割をもつ膝は、大きな負荷がかかる関節である。負荷や衝撃を和らげる特殊な構造が備わってはいるが、痛みが現れる人は非常に多い。どれほどの負荷がかかっているのか、そして主な膝の痛みの原因について、帝京大学 教授の中川 匠(なかがわ・たくみ)さんに解説していただいた。

 

*  *  *

 

膝の痛み

日本で膝の痛みをもつ人は、少なくとも1000万人いるといわれます。症状がなくても、エックス線撮影によって膝に変形が見られる潜在的な患者さんを含めると、3000万人に上ると推定されます。これほど多くの人が膝を傷めてしまうのは、膝は体重を支える重要な関節であり、非常に大きな負荷や衝撃が加わる関節の一つだからです。

 

■膝に加わる負荷の大きさ
最近の海外での研究により、膝に加わる負荷について詳しくわかってきました。人が立っているとき、片方の膝にかかる負荷は、体重の約1.1倍にも及びます。単に上体の重さを支えるだけなら、片脚にかかる負荷は体重の半分で済みそうです。しかし実際には、体が倒れないよう、膝の回りの筋肉が上下に引っ張り合っているため、その負荷も加わるのです。
 
歩くときは、膝への負荷はさらに大きくなります。片方の膝に、体重の約2.6倍もの負荷がかかります。
 
特に大きな負荷がかかるのは、階段を下りるときです。このとき、先に下ろしたほうの膝には体重の約3.5倍もの力がかかります。体重が60kgの人なら、片方の膝にかかる負荷は約210kgになります。
 
これはゆっくりと階段を下りた場合のデータであり、階段を速く下りたり、走ったり、ジャンプしたりすると、膝はさらに大きな衝撃を受けます。
 

■大きな負荷を和らげる構造がある
これほどの負荷がかかってもすぐに膝が傷まないのは、膝関節に衝撃を和らげる構造があるからです。大腿骨(だいたいこつ/太ももの骨)と脛骨(けいこつ/すねの骨)の先端には、「プロテオグリカン」というたんぱく質とコラーゲン線維からできた関節軟骨があり、このおかげで衝撃が和らげられます。さらに膝関節には半月板(はんげつばん)という、コラーゲン線維からできた特殊な衝撃吸収材があります。この2つが膝関節を守っているのです。
 

膝の痛みの原因

膝の痛みを訴える患者さんの8〜9割を占めているのが、膝関節の半月板が傷み、関節軟骨がすり減ることにより生じる変形性膝関節症という病気です。その大きな原因は、加齢と肥満です。
 
年をとると、日々、膝にかかってきた負荷がそれだけ積み重なり、半月板が傷んだり関節軟骨がすり減りやすくなります。そのため、高齢化社会になればなるほど、この病気が増えていくと予想されます。
 
また、肥満があると、膝にかかる負荷をより大きくしてしまいます。例えば、体重が3kg増えると、階段の下りで片方の膝にかかる負荷は約10kg増にもなります。実際、肥満があると、変形性膝関節症を発症する危険性が高まることは、はっきりとしています。
 

■運動不足がさまざまな問題を招く
変形性膝関節症の症状を悪化させる要因に、運動不足があります。運動をしないでいると、膝やその周囲に次のような問題が生じます。
 
◎脚の筋力低下——例えば、登山やランニングなどで脚が疲れてくると、膝がガクガクと震えてきます。これは、脚の筋力が低下した状態です。着地したときの衝撃は、筋肉が働くことで和らげられているので、このように筋力が低下すると、その衝撃を十分に和らげられず、痛みを生じてしまいます。
 
◎関節軟骨に悪影響——関節軟骨には、血管が走っていません。膝関節を包む「関節包」の中の空間には、「関節液」というドロッとした液体が少量含まれています。関節軟骨の細胞は、この関節液を介して栄養を得ています。運動不足で膝をあまり動かさないでいると、関節液がよく循環せず、関節軟骨に栄養が行き渡らなくなって「栄養不足」になります。
 
◎関節が硬くなる——運動不足で膝をあまり動かさないと、やがて膝関節を動かせる範囲がどんどん狭くなってしまいます。その結果、正座ができなくなったり、脚をまっすぐに伸ばせなくなります。
 
このように、運動不足は膝に悪影響を与えますが、一方で、運動のし過ぎでスポーツ外傷と呼ばれるけがをして、痛みが出ることもあります。半月板を傷める「半月板損傷」や、膝関節の靱帯(じんたい)を傷める「靱帯損傷」が、その代表です。

■『NHKきょうの健康』2014年5月号より

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