November Special二関節筋
その意味とはたらき2 つの関節をまたぐ二関節筋。
それを知らない人はいないだろう。しかし、では二関節筋はいったいなぜ存在するのか、なにをやっているのかとなると、詳細に答えられる人は少ない。長く二関節筋について研究されてきた熊本先生に取材。二関節筋に興味をもったきっかけから、その後の研究について、現在わかっていること、わかり始めていることなどを詳しく聞いた。
長いインタビューを先生が編集された『二関節筋』（医学書院）という本とともに紹介する。

1 はじめに P.6

── 二関節筋への注目

2 二関節筋の研究 熊本水 （以下同） P.7
3 進化からみた二関節筋 P.10
4 二関節筋研究の成果 P.14

1二関節筋

はじめに―― 二関節筋への注目「二関節筋」という言葉は、101 号で丹羽ィカルストレッチング――筋学からみた関先生らによる特集メディカルストレッチン

節疾患の運動療法』（金原出版）にも二・グで登場している。その二関節筋を長く研多関節筋について詳しく記されている。丹

なお、『二関節筋』は、監修・奈良勲、究されてきたのが熊本水先生。バイオメ

羽先生と熊本先生は交流があり、二関節筋編集協力・内山靖、畠直輝で、「運動制御カニクスと整形外科の違いがあるが、熊本に関する研究に携わっておられる方とのつとリハビリテーション」という副題がつい先生は最近『二関節筋』という本を編集さながりも広がっているようだ。ている。奈良先生は、神戸学院大学教授・れた。はじめに、なぜ二関節筋の特集を組「むずかしいと言う人が多い」と言われ総合リハビリテーション学部医療リハビリ

むか、どのような特集かを記しておきたい。

る『二関節筋』を読み始めた。たしかに面テーション学科理学療法学、内山先生は名白い。しかしむずかしいというか素養がな

古屋大学教授・医学部保健学科理学療法

この特集は、その長い時間の話と『二関節筋』の本を中心に紹介する。

本誌101号で「メディカルストレッチンければわからないところも多い。約200ペ

学、畠先生は国立障害者（旧名「身障者」）

グ」を特集に組み、丹羽滋郎先生のグルーージの本、あまりに専門的すぎるところはリハビリテーションセンター研究所障害工プの成果を紹介した。そこで、「二・多関節読み飛ばし、あとは熊本先生にお会いして学研究部で、みなさん理学療法に関わる専筋」への注目がひとつのキーになっていた。

お話を聞こうと決めた。

門家である。

その丹羽先生から『二関節筋』という本東京の学士会館でお目にかかり、長い時全体は、序章を含め６章からなり、別掲が出版されたことを聞いた（今年５月刊、間、ノートパソコンに入った資料とともに欄のようになっているが、ご覧のとおり、医学書院）。熊本水先生が編集されてい解説していただいた。
「むずかしいと言わ工学と理学療法学が融合したような本であるとのこと。熊本先生とはある研究会でおれるけれど、話を聞いたらそんなにむずかる。この特集の詳細については、ぜひ本書会いし、鋭く熱を帯びた意見が印象的であしくはないだろう」と笑っておられた。にあたっていただきたい。

った。
「二関節筋」についていつか特集を組も■『二関節筋』の主な内容うと思っていたので、その本を購入、読み序章 二関節筋力学体系―リハビリテーション領域への導入
1 二関節筋は邪魔な存在か（熊本水 ）2 理学療法からみた運動・関節制御（福井勉）
3 リハビリテーション領域と工学との融合（内山靖）

始めたが、丹羽先生が「面白いけれど、むずかしいという人が多い」とおっしゃっていたのを思い出した。
本誌101号で記したように、丹羽先生は、1986年に当時名古屋大学医学部解剖学教第1章 総論（熊本水 ）1 二関節筋研究の歴史

授の長松英一先生による『関節運動ヨリミ

2 実効筋概念導入に基づく四肢筋力骨格系リンタル筋学』（1936年、金原書店）に目を通

3 人体四肢出力特性と制御機能特性したが、そこに、中高齢者の関節の可動域

4 考察の減少は、関節の変化より関節を構成している二・多関節筋の伸展性にあるという記述に注目した。つまり、「加齢により関節の動きが悪くなるのは、筋の拘縮が大きな因子」とされていた。そこから丹羽先生は、全身の関節筋について調べていったとい

クモデル構築2008年5月刊
B5判208頁
医学書院
4,410円第2章 進化史が語る必然性（熊本水 ）1 二関節筋の誕生と運動制御の進化
2 進化史が示唆する人体筋配列の特徴
第3章 計測・評価の実際
1 実効筋力の解析・評価法（大島徹）
2 実効筋力計測結果（阿部友和・熊本水2 筋電図動作学的解析（熊本水）

3 実効筋駆動ヒューマンシミュレーション（畠直輝））

第4章 動作解析法
1 実効筋表示（FEMS）による動作解析（相澤高治・石井慎一郎・熊本水 ）第5章 臨床応用
1 理学療法実践（福井勉、大島徹、畠直輝）
2 トレーニング応用（大島徹）
3 バイオフィードバック法（熊本水 ）4 ヒューマンフレンドリーデザイン（熊本水 ）う。したがって、丹羽先生らの著書『メデ6Sportsmedicine 2008 NO.105

2二関節筋二関節筋の研究

熊本水いるのは神経です。関節自体は動きません。

京都大学名誉教授motor control と motion control
以下は、学士会館で熊本先生に長い時間、神経生理学会でも生理学会でも motor

二関節筋の研究について語っていただいた

control という部門があり、国際的にも内容をもとに再構成したものである。

これは「運動制御」を意味します。私が京都大学を定年退官して、次の職場の富山県「関節は動くか？」立大学に移ったとき、工学部だったのです

スポーツでは動作を外側から見ていまが、私の研究室を Laboratory of humanす。ほとんどがモーションキャプチャーでmotor control と表示したら、工学部の撮影し、スティックピクチャーあるいは場先生から、「電動機制御をやるのか」と言合によってはスケルトンで表しています。

われた。工学の世界では、 motor control

たとえば「臨床バイオメカニクス学会」がは「電動機制御」になる。では彼らは「運ありますが、以前は「整形外科バイオメカ動制御」をどう呼ぶかというと、 motionニクス学会」と呼ばれていたもので、毎年control と言っています。慶應義塾大学

報告がなされています。術後の評価として、の大西公平先生が20年くらい主宰されて歩行や立ち上がり動作などを映像解析している国際学会がありますが、そこでもいます。では、その映像を何で表すか。そmotion control と言われています。

研究のターゲットにしてきました。なぜ、れはどんな方法でもよいのですが、その際生理学者と工学の専門家とではこのよう二関節筋に興味を持ったかと言うと、東京

床反力がいくつというように計算をしまに言葉自体が違っているのですが、生理学オリンピックのときから、カヌー競技のトす。その床反力はどの関節から生じたもの

者に「運動制御はどうやっているのか」とレーニングドクターをしてきたのですが、か、そういう解析がなされます。

聞くと、「神経が行っている」と答えます。

まずカヌーのパドルを引く動作で筋電図をしかし、では関節が動くのでしょうか。

しかし、神経が動くわけではない。言葉ととった。当時はテレメーターがなく、京大関節自体が動くのではなく、筋肉が動かしして、神経筋単位、motor unit というのはの中庭に大きな組み立て式プールを置いている。ところが、こうした臨床的な解析知っている。神経と筋はユニットでないとて、そこにカヤックを浮かべ、先端と後ろでもスポーツの運動解析でも、スティック機能しないことはみな知っています。とこを切ってチェーンでとめて、テストパドルピクチャーで表し、そこまではよいとしてろが、日常患者やスポーツ選手をみたときを選手に思いっ切り引いてもらった。日本

も、そこから計算するときに二関節筋の関には、ばらばらになります。そこにギャッでトップクラスの選手です。テストパドル

与について触れられていることはまずありプが出てくる。

が折れるくらい力を入れて引いてもらった

くまもと・みなより
京都大学名誉教授。
株式会社計算力学センター顧問。
1949 年九州大学農学部卒。1960 年京都大学講師、医学博士、教授を経て、1990 年退官。同年富山県立大学工学部教授。2002 年株式会社計算力学研究センター顧問。2004 年（社）精密工学会生体機構制御・応用技術専門委員会委員長

筋肉は動力源と思っている人が多く、ら、上腕二頭筋から放電がみられない。見ているのかわかなかったからです。

「制御」となると、うまく話がつながらな

た目には、肘屈曲位で力が入っているにも「関節は動くか？」と聞いたら、「動いていい。そういうことが今でも続いています。

かかわらず、筋放電がない。京大に入ったません。というのは、二関節筋が何をやっますよ」と答える人がほとんどです。
「じゃばかりの学生では上腕二頭筋からは筋放電が出ていた。最初は機械が断線でもしたのそこで初めて振り返る。たしかに、関節を二関節筋研究のきっかけとなった
カヌー競技

動かしているのは筋肉で、筋肉を動かして私は、京都大学時代から長く二関節筋を筋放電がみられる。
「おかしいな」と思っ

あ関節にモーターでもついているのか？」。

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かと思うと、引き上げるときにはちゃんと7

3二関節筋

進化からみた二関節筋出力分布（P.14、図 11 参照）は一見複雑

── だから、水中にいる魚類には二関節筋

だが、表現としてわかりやすいものである。

はない。

ここまで進化して、ここから安定している。ほとんど完成している。ここから横行上肢の場合、きれいな六角形になっている。

そう。では、魚類は単関節筋かとなりま小管ができ、それらがそろってくる。それ先ほどの話の続きから、進化からみた二関すが、そうではない。多関節筋、おそらくが現世の横紋筋です。ところが平滑筋はこ節筋についての話へと進む。インタビュー

機能的三関節筋。そうでないとS字状に動のナメクジウオと同じです。

形式でまとめていく。

かして泳ぐことができない。マグロやカツ

ナメクジウオのS字状波動遊泳運動を撮

オのように、パンパンと泳ぐ種類もありま影したものが図５ですが、すると収縮して一関節筋、二関節筋、三関節筋

すが、あれが主流ではないと思います。やいる部分が３カ所できる。４カ所はできな

── 出力分布表示については、カヌーでのはりマスのように泳ぐのが主流というか、い。それが伝播していくときには２カ所とアプローチ同様、上肢が先だった。

大昔からのあり方だと思います。
『二関節いう瞬間もありますが。ということは収縮筋』の本にも書きましたが、ナメクジウオする機能的単位が少なくとも３つないとS

ヒトが直立歩行になってから5000万年たは、脳もないし鰭（ひれ）もない。

字にならない。４つでは多すぎる。それをっています。はじめ、小さな霊長類は地上── 魚類では機能的三関節筋が存在していさらにみていくと、途中で鏡像的に同じ局に君臨していた食肉類や有蹄類に追われてたが、両性類になると二関節筋が登場し、面が出てきます。ということは、前後の配樹上に追いやられ、長い間の樹上生活の間、三関節筋は消滅した。それは重力下では三列が同じということです。左右も同じ。そ垂直方向の負荷に対応してきた。その後地関節筋ではうまく動けないから？

ういうモデルを考えると、機能的単位が３そう。上肢のほうがやりやすい。下肢は、上に降りてきた。もともとは上肢も下肢も動けない。鰭はもともと三関節筋がひとつあり、それが伝播していく。Ｓ字を伝搬まったく同じだったけれど、下肢のほうはつの機能的単位となっていたと考えられまさせるために、少しずつずらして配列して垂直方向の負荷が大きくなったので、上肢す。これについては今、三宅力先生がゲノみる。ずれて配列しているから、順番に収の出力分布はきれいな六角形になるけれ

ムで調べておられます。機能的単位が鰭と縮すると、それが伝わっていく。しかもそど、下肢は垂直方向に伸びています。

いう形になり、その鰭が折りたたまれて四れが左右、前後が対称になっている。とな── 上肢と下肢とでは、下肢には荷重がか肢になる。しかし、筋肉素材はナメクジウ

ると、図６のような配列になるわけです。

かっているという違いがあるが…。

オのときからすでに横紋筋構造で、今に至７対、８対でも同じ、９対だと多すぎる。

るまでほとんど変わっていない。

機能的単位としては三関節筋ということにたしかにそうですが、それが根本的な制御の違いをもたらすほどではない。ただし、ナメクジウオ（図３）は、５cmくらいなります。もちろん、関節構造はないのだ

筋の出力配分はたしかに変わってきていの長さで、「く」の字型の模様は筋節です。

けれど、仮想関節を考えると、そうなりまる。だから垂直方向の負荷が常にかかって筋線維は水平に走行しています。図４は筋す。こういう解析をしていきました。

いる。それを代償できるような筋配列にな

節の電子顕微鏡写真ですが、サルコメアはっていると言えます。

約２ミクロンでわれわれヒトと変わりませ── 一関節筋は重力対応、二関節筋は制御、ん。アクチン、ミオシン、A帯、I 帯も変次に拮抗筋ですが、拮抗筋どうしは、片したがって寝たきりになるとまず一関節筋わらない。横行小管はできていない。これ方が収縮すると、他方は弛緩する。１つのが衰えると書かれています。

は５億7000万年前から存在している生物細胞であれば、オン／オフでよいけれど、です。当時から筋としては今もほとんど変筋ではたくさんの筋線維が含まれていて、教授、『二関節筋』執筆者）らから聞いた

わらない。

それが、片方の活動度が徐々に強くなるにのですが、進化史的に見て、まず間違いな── 筋そのものはそこからあまり進化してしたがって、拮抗するほうはだんだん弱くい。

いない？

なる。拮抗筋なので、活動度をたすと同じ。

それは当初、福井勉先生（文京学院大学

10

拮抗筋

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二関節筋

二関節筋研究の成果

二関節筋の研究成果はいかなるものか、今実際には二関節筋はあるのだけれど、こ後の発展も含め、どういうことがわかってれを無視して、関節トルクを計算していくきたのかを語っていただく。専門的なことと、図11の上のように四角形にしかなら人間は、任意の出力制御ができないから、も多いが、できるだけ噛み砕いて説明してない。しかし、先ほど述べたように、実際オリンピック競技が成り立つ。しかし、そいただいた。には図11下に示したとおり六角形です。

うは言いながらも、ある程度出力制御はで四角形で考えると、最大出力の方向も違っきる。だから、スポーツ選手という職業がてくる。ところが、この関節トルクの話で成り立つ。プロ選手が成り立ち、プロはア進めても、そう大きな齟齬をきたしていなマとはたしかに違うということが出てくいということもあります。

る。ところが、プロでもアマでも、ひとり「関節トルク」という思考からの脱皮さて、二関節筋は剛性制御、軌道制御さ算で出てくる。
── でも、それはロボットの世界。

らに出力制御に関わる。では、われわれはそういう意味ではオリンピックなど世界実際にそれをどういう場面で使っているレベルの選手を語る、指導するというとき、できるかというと、できない。

か。二関節筋が出力制御に関わるというこ問題が生じます。結果が悪ければ、選手が── その出力と思って力を出しているわけとは関節トルクではものは言えないという悪いということになりますが、そこに至るではない。

ことになります。今画像分析では関節トルまでには、研究側の問題もあります。の個人が完璧に出力を任意にコントロールそれもあるし、このくらいの出力をと思クの計算が中心になっています。経済産業

本来、「筋出力」は完全に制御できない。ってもできない。それには集中力もいる。

省主導のプロジェクトでも人間の出力特性逆に制御できたらスポーツ競技は成り立ただから、握力計で測っても、「強い」「弱い」のデータベースをつくって、関節ごとに伸ない。周径囲を測ると、太いほうが出力はの差は出るけれども、では「強い」はいつ展・屈曲でとっています。そのプロジェク大きい。アームの長さを測れば、あとは計も同じ出力かというと決してそうではな

トは今も継続していますが、そのデータベースでは人体の出力特性を現すことはでき
T1+T2-=f1+e2+（f3+e3）ません。そのことは実験的根拠に基づいてQP証明し、論文化しています。文献8がそれです。二関節筋の存在を無視したこのようf3なプロジェクトの推進にどのような意味がRあるのか、説明責任が問われる問題だと思っています。肘を屈曲するだけで仕事をしているわけではない。下肢もそうです。支Sf3e3e3

BCえているのは足の出力です。そのとき、関A節トルクをみても意味をなさない。

D── 歩く、立つというのは関節トルクだけの問題ではない。

E

Fそうです。しかし、そうではないとなったとき、どうするのか。
『二関節筋』の本にも書かれているとおり、二関節筋の出力を評価しなければいけない。これはそうむずかしいことではありません。

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図 11 二関節筋を無視して関節トルクとして計算した系先端出力分布（上）と二関節筋を取り込んで計算したもの（下）最大出力の方向、その大きさも異なる。

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