関節7つの精密機能(目次)
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➡関節1)応力を分散させる免震機能-関節包内運動-
➡関節2)振動を吸収する制震機能-脳を守る骨格ダンパー-
➡関節3)衝撃をブロックする断震機能-関節内圧変動システム-
➡関節4)関節軟骨の神秘-“知的衝撃吸収”機能-
➡関節5)関節軟骨の神秘-驚異の摩擦係数-
➡関節6)潤滑オイルの自動交換システム-滑膜B型細胞の“受容分泌吸収”機能-
➡関節7)関節受容器によるフィードフォワード制御
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番外編
➡関節は振動エネルギーを熱エネルギーに変える変換装置!?
➡膝関節の内圧は陽圧?陰圧?

 

 昨今、地震対策の切り札として“断震”が脚光を浴びています。これは建物と地盤のあいだに空気を送り込むことで、ホーバークラフトのように建物を宙に浮かせる装置です。センサーが地震を感知すると瞬時に空気を押し出し、家屋を浮かせることで“震動を断つ”ことから、“断震”と名付けられています。

 分かりやすいイメージとしては、『建物の下に敷かれた透明かつ巨大な風船が膨らむことで家を守る』といったところでしょうか。別名“エアー免震”とも呼ばれており、こちらのサイトでその映像を見ることができます。

 実はこれと同じような“断震機能”が人間の関節にも備わっています。エアー免震では“空気”が主役ですが、関節では“水(正確には滑液)”が主役となります。

 関節は関節包と呼ばれる袋に包まれ、その中を水(関節液)によって満たされた準密閉構造になっています。これを“水風船”にたとえると、この中の水圧すなわち関節内圧が機敏に変動することで、関節を衝撃から守っているのです。関節に何らかのストレスが加わると水風船が瞬時に膨らみ、安静時にはしぼむといった具合です。

ひざの関節内圧は陽圧?陰圧?答えはこちら

 

 ひざの関節内圧は太ももの力を入れると上昇し、力を抜くと下がることが分かっています。しかも「力を抜いたあとは瞬間的に初圧よりも低くなる」という現象が認められます。

 どういうことかと申しますと、たとえば大気圧と等しい状態にある関節内圧を便宜上0㎜Hgとします。このとき初圧が0㎜Hgの人が太ももの力を入れると10㎜Hg(陽圧)になり、力を抜いたあとは瞬間的に元の0㎜Hgではなくさらに低くなって-5㎜Hg(陰圧)になるのです。

 つまり0→10→-5という変動が見られるわけです。このとき、内圧の変動幅は15㎜Hg、上昇値は10㎜Hg、下降値は5㎜Hgということになります。

 
 上記に倣ったある実験によると、ひざにおける関節内圧の変動幅は、正常な関節では19.8㎜Hgだったのに対し、変形性関節症(OA)では12.6㎜Hgだったという報告(いずれも被験者たちの平均値)があります。このとき“力を入れた時の上昇値”も、“力を抜いたときの下降値”も正常例のほうが大きかったという結果が出ています。

 つまり正常例では水風船を膨らませる力も、しぼませる力も強かったのに対し、変形性関節症ではその両方が弱かったということです。膨らませる力については筋力の問題として説明できるかもしれませんが、しぼませる力(内圧を下げる力)に関しては筋力では説明がつきません。

 したがってこの結果から推考できるのは「変形性関節症の人たちは関節内圧を上げ下げする能力が落ちている-関節の断震機能が落ちている-」ということです。

 こうした状態では何かの拍子で転びそうになって踏ん張った瞬間、ひざの内圧を十分に上げることができないため、関節軟骨への負担は相当なものになります。エアー免震で言えば、風船が十分に膨らまなければ-断震機能が落ちていれば-、建物に振動が伝わってしまうのと同じです。

 階段を下りる際は足が接地してひざに体重が乗るたび、ひざの内圧をしっかり上げる必要があります。ところが、それができないと足をつく度に「ドンドン」と、ひざの中へ強い衝撃が加わることになります。一方で関節内圧の調節能力が維持されていれば、水風船が膨らむことでトントンとスムースに階段を下りることができるわけです。

 このように変形性関節症の人は断震機能が落ちていることが類推されるわけですが、それでは“変形”との因果関係はどうなっているのでしょうか。つまり

①『関節の変形があるために、その結果として断震機能が落ちているのか?』
②『もともと断震機能が落ちている人に変形が起きてくるのか?』
③『その両パターンがあり得るのか?』

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