
Charcot(@StudyCH)です。
日常生活の各所にてこの原理が使われています。簡単な原理ですが,ある仕事を効率的に行うためにはとても重要な原理です。
人体においても,骨と骨の連結部 (関節) を支点,筋の付着部を力点,身体各部位の重心点を荷重点とすると,骨はてこであり,そこにはてこの原理が作用します。てこには3つの種類があって,それぞれの概要と,人体での作用例を下にまとめました。
第1のてこ

支点が力点と荷重点の間にあるてこです。その特徴は「安定性」にあります。はさみやシーソーなどは第1のてこが作用しています。
人体での作用例
(1) 頸部前後屈
[支点] 環椎後頭関節
[力点] 後頭骨の筋付着部
[荷重点] 頭部の重心から延長した部分
(2) 片足立位時の骨盤に対する中殿筋の作用
[支点] 股関節
[力点] 大腿骨の大転子の筋付着部
[荷重点] 骨盤(片足を挙上した側)
(3) Push upにおける肘伸展運動の上腕三頭筋の作用
[支点] 肘関節
[力点] 肘頭の筋付着部
[荷重点] 前腕
(4) 上腕三頭筋の肘伸展
[支点] 肘関節
[力点] 肘頭の筋付着部
[荷重点] 前腕
第2のてこ

支点と力点の間に荷重点があるてこです。特徴は「力の有利性」にあります。一輪車の手押し車,棒をてこにして大きな岩を動かそうとする状態などは第2のてこを用いています。人体で作用する例は少ないです。
人体での作用例
(1) 下顎骨の開口運動
[支点] 顎関節
[力点] 下顎骨下面舌骨付着部
[荷重点] 咀嚼筋付着部
(2) つま先立ち時の足の状態
[支点] 中足指節関節部
[力点] アキレス腱付着部
[荷重点] 足関節前方の身体重心線の通過点
(3) 腕橈骨筋の肘屈曲
[支点] 肘関節
[力点] 橈骨茎状突起の筋付着部
[荷重点] 前腕の重心線
第3のてこ

力点が支点と荷重点の間にあるてこです。特徴は「運動の速さに対して有利」ですが,一方で「力に対しては不利」であることです (詳しくは「てこの力学的有意性」を参照して下さい)。人体で作用するてこの多くはこの第3のてこです。
人体での作用例
(1) 上腕二頭筋の肘屈曲
[支点] 肘関節
[力点] 上腕二頭筋付着部
[荷重点] 前腕の重心線
(2) 基本的立位姿勢で上肢全体を前方挙上するときの三角筋の作用
[支点] 肩関節(肩甲上腕関節)
[力点] 上腕中央外側(三角筋粗面)の付着部
[荷重点] 上肢の重心線
(3) 三角筋による肩外転
[支点] 肩関節(肩甲上腕関節)
[力点] 上腕中央外側(三角筋粗面)の付着部
[荷重点] 上肢の重心線
(4) 側臥位での中殿筋外転
[支点] 股関節
[力点] 大腿骨の大転子の筋付着部
[荷重点] 下肢の重心線
(5) 大腿四頭筋による膝伸展
[支点] 膝関節
[力点] 脛骨粗面の筋付着部
[荷重点] 下腿の重心線
まとめ
てこには3種類あって,それぞれによって特徴(有利な点,不利な点)が違います。人体においても,このてこを上手く活用していますが,活用しているてこに応じて有利な運動,不利な運動があります。
てこが人体でどのように作用しているかを考えることで,効果的なリハビリテーション介入に活用できると思います。てこの力学的有利性については「てこの力学的有利性」を参考にして下さい。
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それでは皆さまの学習の充実を願って。
Charcot(@StudyCH)でした。All the best。
参考図書
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