見出し画像

二足歩行のためのヒラメ筋

Super Human | 理学療法士／保健学博士 Ph.D.

📖 文献情報 と 抄録和訳

脚の振りやすさを犠牲にして、二足歩行のために人間のヒラメ筋を独自に拡大

📕Takahashi, Katsuki, Natsuki Sado, and Taku Wakahara. "Unique enlargement of human soleus muscle for bipedalism at the expense of the ease of leg swing." Journal of Biomechanics 174 (2024): 112263. https://doi.org/10.1016/j.jbiomech.2024.112263
🔗 DOI, PubMed, Google Scholar 🌲MORE⤴ >>> Connected Papers
※ Connected Papersとは？ >>> note.

[背景・目的] ヒトは、直立二足歩行に重要な役割を果たすことが知られている独特な骨格筋形態を示す。しかし、歩行能力を制限する脚の振りやすさとの関連性については依然として不明である。本研究では、人間の脚の筋肉の質量分布と各筋肉が脚の振りやすさに及ぼす影響を調査することを目的とする。

[方法] 公開されているデータセットである人間の男性および女性の脚の筋骨格構成要素の3D再構成データを使用し、脚のすべての筋肉について質量、重心位置、股関節伸展・屈曲軸周りの慣性モーメントを算出した。

[結果] 脚の筋肉は、上部が大きく下部が小さい先細りの傾向を示す。股関節から遠い筋肉は質量が小さい傾向にある。しかし興味深いことに、ヒラメ筋はその位置に対してかなりの質量を示した。その結果、ヒラメ筋の慣性モーメントは例外的に最も大きく、すべての筋肉の約4分の1を占めた。

上図は、男性と女性の脚の筋肉における重心（CoM）位置と筋肉の質量および股関節に対する慣性モーメント（MoI）との関係を示している。図の左側には、脚の筋肉の分布がプロットされ、紫色の点で示された「ヒラメ筋（soleus）」が特に強調されている。右側には、その筋肉の股関節に対する慣性モーメントが示されており、ヒラメ筋が他の筋肉よりも大きな慣性モーメントを持つことが明らかにされている。

[考察・結論]
■ ヒラメ筋の進化的変化, 走行との関連

＜ヒラメ筋の進化的変化（左）＞
・「進化の系統樹」として示されたグラフでは、ヒラメ筋の体重に対する比率（%）が示されている。
・ヒトは他の類人猿（テナガザル、オランウータン、ゴリラ、ボノボ）よりもはるかに大きなヒラメ筋を持っている。
・これは、ヒトの二足歩行において、姿勢安定や持久力を支えるためにヒラメ筋が拡大したことを反映している。
＜ヒラメ筋の質量と走行速度の関係（真ん中）＞
・真ん中のグラフは、異なる動物種のヒラメ筋の質量（体重に対する割合）と最大走行速度（m/s）との関係を示している。
・ウサギや犬（グレイハウンド）、チーターなどの動物はヒラメ筋の割合が低いが、走行速度は非常に速い。
・一方、人間はヒラメ筋の割合が高いにもかかわらず、走行速度がかなり遅い。
・これは、ヒラメ筋の大きさが足の振りやすさに影響を与え、走行速度を制限していることを示唆している。
＜短距離走者と非短距離走者の筋肉量の違い（右）＞
・ヒトの短距離走者と非短距離走者の筋肉体積差と慣性モーメントとの関係を示すグラフでは、短距離走者は他の筋肉に比べてヒラメ筋の体積差がほとんどないことがわかる。
・つまり、ヒラメ筋は短距離走者であってもあまり肥大しないため、走行速度に与える影響は他の筋肉と比べて異なる可能性がある。

これらの結果は、他の筋肉と比較してヒラメ筋が脚の慣性モーメントに非常に大きな影響を与え、人間が脚を振りづらいという独特な特徴をもたらしていることを示す。脚の筋肉は基本的に脚の振りやすさを優先し、近位部に比べて遠位部が軽い傾向を示すが、ヒラメ筋は例外である。私たちの発見は、人体の進化における新たな機能的帰結を浮き彫りにし、姿勢の安定性と持久力のための筋肉の肥大化が、二足歩行への適応の過程で移動速度を低下させた可能性を示唆する。

🌱 So What?：何が面白いと感じたか？

いざ最後の決闘というシーンで刀がない。
そこに登場する棺桶やのおやじが、隠し持っていた日本刀の一振りを提供する。
用心棒三船敏郎は刀を鞘から抜いて、すぼめた雨傘の滴を払うように二度ほど振り下ろしてみてから、決闘の場へと出かけて行った。
黒澤明監督　用心棒より

刀を使うとき（日常では無いが）、バッドを使うとき、事前に必ずすること。
それは、『素振り』である。
なぜ、この動きが必要か。重量であれば、持つだけで感じることができるではないか。
素振りは、ただの重量ではない何かを、教えてくれているのだ。
それが『慣性モーメント』である。

例えば、箒のはく側を手前に持った時のように、近位部に大きい重量があり、遠位部の重量が少ないものを振ると、ヒュンッと軽く触れるイメージができるだろう。
一方で、その箒を逆に持ち帰ると、世界は一変する。
ブーンとゆっくりしか振ることができず、重みを感じることだろう。
このとき、箒の重量は、当たり前のことだが変わってはいない。
この回転に対する重量分布による回転のしやすさ、しにくさが『慣性モーメント』だ。

今回の抄読研究は、股関節中心からの下肢筋肉の慣性モーメントを算出し、ヒラメ筋だけが突出した「振りにくさ」を生み出していることを明らかにした。
さらに、考察においては、先行研究を引いて、他の動物と比べてもヒラメ筋の質量が突出しており、それは走行に使うわけではなさそうであることを推察した。
ヒラメ筋、二足歩行を獲得した人間において、キーとなる筋肉なのかもしれない。

⬇︎ 関連 note & 𝕏での投稿✨

○●━━━━━━━━━━━・・・‥ ‥ ‥ ‥
良質なリハ医学関連・英論文抄読『アリ：ARI』
こちらから♪

↓↓↓

‥ ‥ ‥ ‥・・・━━━━━━━━━━━●
#️⃣ #理学療法 #臨床研究 #研究 #リハビリテーション #英論文 #文献抄読 #英文抄読 #エビデンス #サイエンス #毎日更新 #最近の学び

この記事が参加している募集

#最近の学び

186,154件