大殿筋，中殿筋，小殿筋の機能と役割：ヒトのお尻はなぜ大きいのか

ヒトの殿部の大きさは、ほかの霊長類と比べても際立っています。ハーバード大学のリーバーマンらは2006年の論文で、ヒトの大殿筋は、大きさ、つくり、働きのどれをとっても、類人猿などほかの霊長類とは違う特徴をもつ筋だと述べています。

この大きな筋は、二本の脚で歩くためにあるのでしょうか。ところが、リーバーマンらが筋電図で調べると、平地や上り坂を歩くときの大殿筋は、ほとんど働いていませんでした。大きく働いたのは、走るときです。では、歩くときに股関節と骨盤を支えているのはどの筋なのか。大殿筋、中殿筋、小殿筋の3つの殿筋の働きを、二本の脚で歩き、走るヒトの体のしくみからたどります。

大殿筋は、歩くより走るときに働く

リーバーマンらは、平地や上り坂を歩いたり走ったりするときの大殿筋の筋電図と、体の動きを記録しました。大殿筋は、歩くときにはほとんど静かで、走ると活動が大きく増え、速さに応じて働くタイミングも変わりました。走るときの主な役目は、着地した側で体幹が前に倒れ込むのを抑えることと、遊脚の終わりに前へ振り出された脚にブレーキをかけることでした。研究者たちは、大殿筋がヒトの進化の中でいつ大きくなったかの証拠ははっきりしないとしながらも、歩くときにほとんど役目がないことから、大殿筋が大きくなったことは走る能力の進化にとって重要だったのだろうと考えています。

リハビリテーションの場面でも、大殿筋が大きく働くのは、椅子からの立ち上がり、階段や坂を上る、走るといった動作です。平地を歩くときの役割は小さく、立っているときにはほとんど働きません。下殿神経が傷んで大殿筋が麻痺すると、患側の脚が着地するときに体幹を後ろに反らせる歩き方（大殿筋歩行）が見られます。体幹を後ろに反らせると、体重の線が股関節の後ろを通り、体重そのものが股関節を伸ばす向きに働くからです。股関節を伸ばす働きは、ハムストリングスがある程度まで肩代わりします（「ハムストリングスの機能と役割：なぜ全力疾走で肉離れが起きるのか」）。

3つの殿筋のつくり

3つの殿筋は、表層から大殿筋、中殿筋、小殿筋の順に重なっています（図1、表1）。大殿筋は股関節の後ろを斜めに横切り、中殿筋と小殿筋は腸骨の外側の面から大転子へ向かって扇形に広がります。

図1　大殿筋、中殿筋、小殿筋を、右の股関節の後ろから見た模式図。左が内側、右が外側。起始、停止、神経、主な作用は表1にまとめた

筋	起始 → 停止	神経支配	主な作用
大殿筋	腸骨の後部（後殿筋線より後ろ）、仙骨と尾骨の後面、仙結節靱帯など → 腸脛靱帯、大腿骨の殿筋粗面	下殿神経（L5〜S2）	股関節の伸展と外旋。上部線維は外転、下部線維は内転を助ける
中殿筋	腸骨の外面（前殿筋線と後殿筋線の間） → 大転子の外側面	上殿神経（L4〜S1）	股関節の外転。前部は内旋、後部は外旋を助ける
小殿筋	腸骨の外面（前殿筋線と下殿筋線の間） → 大転子の前面	上殿神経（L4〜S1）	股関節の外転。前部は内旋を助ける

表1　大殿筋、中殿筋、小殿筋の起始、停止、神経支配、主な作用

中殿筋と小殿筋が、骨盤を水平に保つ

歩くときに股関節を支えているのは、大殿筋の奥にある中殿筋と小殿筋です。片脚で立つと、体の重心は立っている側の股関節より内側にあるので、体重は、浮かせた脚の側へ骨盤を傾けようとします。立っている側の中殿筋と小殿筋が、大腿骨の側から骨盤を引いて、この傾きを防いでいます（図2の左）。

図2　片脚で立つときの骨盤の支え方。左脚を浮かせ、右脚で立ったところを後ろから見た模式図。緑の帯は右の中殿筋と小殿筋で、中央の図では弱った外転筋を橙色の破線で示した。点線は骨盤が水平なときの高さ、灰色の線は体重の線と股関節の距離を表す

ヒトの中殿筋と小殿筋がこの役目を担えるのは、骨盤の形のおかげでもあります。人類の起源を研究する米国の研究拠点CARTAがまとめた比較解剖の解説によると、ヒトの腸骨は後外側の面が丸く張り出していて、そのため2つの小さな殿筋は、股関節を伸ばす筋ではなく、外転させる筋として働けます。片脚で体を支える二足歩行への適応と考えられています。

片脚で骨盤を支える力は、小さくありません。中殿筋と小殿筋は股関節のすぐ近くに付くので、てこの腕が短く、体重を支えるには、体重を上回る力が必要になります（「てこの原理：人体の3種類のてこを見分ける」）。人工股関節に計測器を組み込んで実際の力を測った研究では、時速約4kmで歩くときの股関節には、4人の平均で体重の2.38倍の力がかかり、片脚で立ったときもそれより少し小さい程度でした。階段を上るときは2.51倍、下りるときは2.60倍でした。

股関節を曲げると、回す向きが変わる

殿筋の作用は、股関節の角度によっても変わります。デルプらは、遺体4体の股関節で、大殿筋を6つ、中殿筋を4つ、小殿筋を3つの部分に分けるなどして、股関節を0度から90度まで曲げたときの回旋のてこの腕を測りました。股関節を曲げるにつれて、内旋のてこの腕が大きくなる部分や、外旋のてこの腕が小さくなる部分があり、外旋から内旋へ作用が入れ替わる部分もありました。調べた18の部分のうち15で、股関節を曲げるほど内旋に傾く傾向がありました。一方、大殿筋は外旋する力が大きい筋でした。

研究者たちは、脳性麻痺のある人によく見られる、股関節を曲げて内側にねじった歩き方では、股関節が曲がっていること自体が内旋を強めているかもしれないと述べています。そして、働きが弱りがちな大殿筋の活動を高めることが、この歩き方の修正に役立つ可能性を示しています。同じ筋でも、股関節の角度によって作用の大きさや向きが変わることを知っておくと、筋力の検査や運動の姿勢を選ぶときの手がかりになります。

外転筋が弱るとき：トレンデレンブルグ徴候

中殿筋や小殿筋が弱ったり、それらを支配する上殿神経が傷んだりすると、片脚で立ったときに、浮かせた脚の側の骨盤が下がります。これがトレンデレンブルグ徴候で、歩くたびにこれがくり返される歩き方をトレンデレンブルグ歩行と呼びます（図2の中央）。

トレンデレンブルグの検査は、X線写真が使えるようになる前に報告された、股関節の働きを調べる方法です。ハードキャッスルとネイドは1985年、健康な50人と、脊椎や股関節に障害のある103人に片脚で立ってもらい、検査のやり方をそろえたうえで、股関節外転筋の働きをみる検査として解釈の仕方をまとめました。痛みがあること、指示どおりに立てないこと、肋骨と腸骨がぶつかることは、陽性と誤る原因になります。反対に、骨盤の上下の筋を使ったり、立っている側の股関節より外側まで体を傾けたりすると、陰性と誤ることがあります。

体を立っている側へ傾けると陰性と誤るのは、体幹を傾けると体重の線が立っている側の股関節に近づき、体重が骨盤を傾けようとする力が小さくなるからです。外転筋が弱くても、骨盤が下がりにくくなるのです（図2の右）。同じしくみで、股関節にかかる力も小さくなります。股関節の痛みを避けるこのような歩き方を、ノイマンは、股関節を保護する方法の一つとして挙げています。

たとえば、変形性股関節症で右の股関節が痛む人が、右脚で立つたびに上半身を右へ傾けて歩いているとします。見た目には不自然でも、この傾きは、外転筋の力と股関節にかかる力を減らすための工夫です。歩き方だけを直そうとして傾きを抑えると、かえって痛む股関節の負担が増えるかもしれません。体を傾けずに負担を減らす方法として、左手で杖をつく方法があります。

人工股関節の手術を受けた24人を調べたノイマンの研究では、人工股関節と反対側の手で杖をつくと、杖を使わないときに比べて股関節外転筋の筋活動が31%減り、杖を強く押すよう指示すると42%減りました。人工股関節と同じ側の手で杖を持っても、はっきりした変化はありませんでした。荷物を持つ場合も、反対側の手で杖をつき、人工股関節と同じ側の手で荷物を持つと、杖も荷物も持たずに歩くときより、筋活動が約40%少なくなりました。

まとめ

ヒトの大殿筋は、ほかの霊長類と比べて大きく、平地を歩くときよりも、走る、上る、立ち上がるといった動作で大きく働きます。歩くときに股関節と骨盤を支えているのは、その奥の中殿筋と小殿筋で、片脚で立つたびに骨盤を水平に保っています。股関節には歩くだけで体重の約2.4倍の力がかかり、そこには骨盤を支える外転筋の力が加わっています。外転筋が弱ると浮かせた脚の側の骨盤が下がり、体幹を立っている側に傾けて補います。反対側の手でつく杖は、この負担を減らす方法の一つです。股関節の角度によって殿筋の作用が変わることも、評価や運動を考えるときに役立ちます。

さらに学びたい人へ：おすすめの本

• Donald A. Neumann 著、P.D. Andrew・有馬慶美・日髙正巳 監訳『筋骨格系のキネシオロジー 原著第3版』（医歯薬出版）：本文で紹介した杖の研究を行ったノイマンによる、身体運動学の教科書の邦訳です。運動器の構造と動きを900点以上のカラーイラストや表とともに解説しています。第3版では股関節の記述が充実し、「走行の身体運動学」の章が加わりました（2018年刊行、864ページ）。
• ジャクリン・ペリー『ペリー歩行分析 原著第2版 正常歩行と異常歩行』（医歯薬出版）：歩行周期を8つの相に分け、各相で関節と筋がどう働くかを解説した歩行分析の教科書の翻訳です。股関節の筋の働きと、異常歩行の見方を学べます（2012年刊行）。

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