第38章筋骨格系

The Pelvic Girdle骨盤帯

The pelvic girdle bones provide the points of attachment of the lower limbs to the axial skeleton. Because it is responsible for bearing the weight of the body and for locomotion, the pelvic girdle is securely attached to the axial skeleton by strong ligaments. It also has deep sockets with robust ligaments to securely attach the femur to the body. The pelvic girdle is further strengthened by two large hip bones. In adults, the hip bones, or coxal bones, are formed by the fusion of three pairs of bones: the ilium, ischium, and pubis. The pelvis joins together in the anterior of the body at a joint called the pubic symphysis and with the bones of the sacrum at the posterior of the body.

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骨盤帯の骨は、下肢を中軸骨格につなぐ付着部となる。体重を支え、移動を担うため、骨盤帯は強い靱帯によって中軸骨格にしっかりと固定されている。また、強固な靱帯を伴う深いくぼみがあり、大腿骨を体にしっかりとつないでいる。骨盤帯は、2つの大きな寛骨によってさらに強化される。成人の寛骨は、腸骨、坐骨、恥骨という3対の骨が融合してできる。骨盤は体の前側で恥骨結合という関節によってつながり、後ろ側では仙骨とつながる。

The female pelvis is slightly different from the male pelvis. Over generations of evolution, females with a wider pubic angle and larger diameter pelvic canal reproduced more successfully. Therefore, their offspring also had pelvic anatomy that enabled successful childbirth (Figure 38.13).

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女性の骨盤は男性の骨盤とわずかに異なる。何世代にもわたる進化の過程で、恥骨下角が広く、骨盤腔の直径が大きい女性は、よりよく子孫を残した。その結果、その子孫も、出産を成功させやすい骨盤の構造をもつようになった（図38.13）。

男性と女性の骨盤の骨を比較する図。男女とも、腸骨という幅広く丸みを帯びた骨が脊柱の両側につながる。腸骨は前方へ曲がり、細くなって坐骨へ続く。腸骨と坐骨の合わさる場所から輪状の骨が下へ伸び、体の前面中央で再び腸骨につながる。この領域が恥骨弓である。女性の恥骨弓は、より広く見える。 — Figure 38.13図 38.13
To adapt to reproductive fitness, the (a) female pelvis is lighter, wider, shallower, and has a broader angle between the pubic bones than (b) the male pelvis.
繁殖上の適応度を高めるように、（a）女性の骨盤は（b）男性の骨盤より軽く、幅が広く、浅く、恥骨の間の角度も広い。

The Lower Limb下肢

The lower limb consists of the thigh, the leg, and the foot. The bones of the lower limb are the femur (thigh bone), patella (kneecap), tibia and fibula (bones of the leg), tarsals (bones of the ankle), and metatarsals and phalanges (bones of the foot) (Figure 38.14). The bones of the lower limbs are thicker and stronger than the bones of the upper limbs because of the need to support the entire weight of the body and the resulting forces from locomotion. In addition to evolutionary fitness, the bones of an individual will respond to forces exerted upon them.

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下肢は大腿、下腿、足からなる。下肢の骨には、大腿骨、膝蓋骨、脛骨と腓骨（下腿の骨）、足根骨（足首の骨）、中足骨と趾骨（足の骨）がある（図38.14）。下肢の骨は、体重全体と移動によって生じる力を支える必要があるため、上肢の骨より太く強い。進化における適応度に加え、個々の人の骨も、それに加わる力に応じて変化する。

脚の図。大腿の骨は大腿骨である。脛骨は下腿の前側にある太い骨で、腓骨は後方の骨である。足根骨は足首、中足骨は足、趾骨は足の指の骨である。 — Figure 38.14図 38.14
The lower limb consists of the thigh (femur), kneecap (patella), leg (tibia and fibula), ankle (tarsals), and foot (metatarsals and phalanges) bones.
下肢は、大腿（大腿骨）、膝頭（膝蓋骨）、下腿（脛骨と腓骨）、足首（足根骨）、足（中足骨と趾骨）の骨からなる。

The femur, or thighbone, is the longest, heaviest, and strongest bone in the body. The femur and pelvis form the hip joint at the proximal end. At the distal end, the femur, tibia, and patella form the knee joint. The patella, or kneecap, is a triangular bone that lies anterior to the knee joint. The patella is embedded in the tendon of the femoral extensors (quadriceps). It improves knee extension by reducing friction. The tibia, or shinbone, is a large bone of the leg that is located directly below the knee. The tibia articulates with the femur at its proximal end, with the fibula and the tarsal bones at its distal end. It is the second largest bone in the human body and is responsible for transmitting the weight of the body from the femur to the foot. The fibula, or calf bone, parallels and articulates with the tibia. It does not articulate with the femur and does not bear weight. The fibula acts as a site for muscle attachment and forms the lateral part of the ankle joint.

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大腿骨は、体内で最も長く、重く、強い骨である。近位端では、大腿骨と骨盤が股関節を形成する。遠位端では、大腿骨、脛骨、膝蓋骨が膝関節を形成する。膝蓋骨は、膝関節の前側にある三角形の骨である。大腿の伸筋である大腿四頭筋の腱の中に埋め込まれている。摩擦を減らすことによって、膝を伸ばす働きを助ける。脛骨は、膝のすぐ下にある、下腿の大きな骨である。近位端で大腿骨と、遠位端で腓骨および足根骨と関節を形成する。ヒトの体で2番目に大きな骨であり、大腿骨から足へ体重を伝える役割を担う。腓骨は脛骨に平行に並び、脛骨と関節を形成する。大腿骨とは関節を形成せず、体重も支えない。腓骨は筋の付着部として働き、足関節の外側部分を形成する。

The tarsals are the seven bones of the ankle. The ankle transmits the weight of the body from the tibia and the fibula to the foot. The metatarsals are the five bones of the foot. The phalanges are the 14 bones of the toes. Each toe consists of three phalanges, except for the big toe that has only two (Figure 38.15). Variations exist in other species; for example, the horse’s metacarpals and metatarsals are oriented vertically and do not make contact with the substrate.

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足根骨は、足首を構成する7個の骨である。足首は、脛骨と腓骨から足へ体重を伝える。中足骨は、足を構成する5個の骨である。趾骨は、足の指を構成する14個の骨である。各趾は3個の趾骨からなるが、母趾だけは2個である（図38.15）。ほかの種では違いが見られる。たとえばウマでは、中手骨と中足骨は垂直に向き、基質には接触しない。

ヒトの足を示す図。中足骨は、趾骨につながる5本の細長い骨である。 — Figure 38.15図 38.15
This drawing shows the bones of the human foot and ankle, including the metatarsals and the phalanges.
この図は、中足骨や趾骨など、ヒトの足と足首の骨を示している。

Evolution of Body Design for Locomotion on Land陸上移動に適した体の構造の進化

The transition of vertebrates onto land required a number of changes in body design, as movement on land presents a number of challenges for animals that are adapted to movement in water. The buoyancy of water provides a certain amount of lift, and a common form of movement by fish is lateral undulations of the entire body. This back and forth movement pushes the body against the water, creating forward movement. In most fish, the muscles of paired fins attach to girdles within the body, allowing for some control of locomotion. As certain fish began moving onto land, they retained their lateral undulation form of locomotion (anguilliform). However, instead of pushing against water, their fins or flippers became points of contact with the ground, around which they rotated their bodies.

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脊椎動物が陸上へ進出するには、体の構造にいくつもの変化が必要だった。水中での移動に適応した動物にとって、陸上での移動には多くの課題があるからである。水の浮力は体をある程度持ち上げる。魚の一般的な移動方法は、体全体を左右に波打たせることである。この往復運動によって体が水を押し、前進する。多くの魚では、対になったひれの筋が体内の肢帯に付着しており、移動をある程度制御できる。一部の魚が陸上へ出始めたときにも、体を左右に波打たせるウナギ型の移動方法は保たれた。しかし、水を押す代わりに、ひれが地面との接点となり、その接点を中心として体を回転させるようになった。

The effect of gravity and the lack of buoyancy on land meant that body weight was suspended on the limbs, leading to increased strengthening and ossification of the limbs. The effect of gravity also required changes to the axial skeleton. Lateral undulations of land animal vertebral columns cause torsional strain. A firmer, more ossified vertebral column became common in terrestrial tetrapods because it reduces strain while providing the strength needed to support the body’s weight. In later tetrapods, the vertebrae began allowing for vertical motion rather than lateral flexion. Another change in the axial skeleton was the loss of a direct attachment between the pectoral girdle and the head. This reduced the jarring to the head caused by the impact of the limbs on the ground. The vertebrae of the neck also evolved to allow movement of the head independently of the body.

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陸上では重力が働き、水の浮力がないため、体重が四肢にかかるようになり、四肢の強化と骨化が進んだ。重力の影響は、中軸骨格の変化も必要とした。陸生動物の脊柱を左右に波打たせると、ねじれのひずみが生じる。より堅く、骨化の進んだ脊柱は、ひずみを減らしながら体重を支える強度をもたらすため、陸生四肢動物で一般的になった。その後の四肢動物では、椎骨は左右への屈曲よりも、上下方向の動きを可能にするようになった。中軸骨格のもう一つの変化は、肩帯と頭部の直接のつながりがなくなったことである。これにより、四肢が地面に当たることで頭に伝わる衝撃が軽減された。頸部の椎骨も、体とは独立して頭を動かせるように進化した。

The appendicular skeleton of land animals is also different from aquatic animals. The shoulders attach to the pectoral girdle through muscles and connective tissue, thus reducing the jarring of the skull. Because of a lateral undulating vertebral column, in early tetrapods, the limbs were splayed out to the side and movement occurred by performing “push-ups.” The vertebrae of these animals had to move side-to-side in a similar manner to fish and reptiles. This type of motion requires large muscles to move the limbs toward the midline; it was almost like walking while doing push-ups, and it is not an efficient use of energy. Later tetrapods have their limbs placed under their bodies, so that each stride requires less force to move forward. This resulted in decreased adductor muscle size and an increased range of motion of the scapulae. This also restricts movement primarily to one plane, creating forward motion rather than moving the limbs upward as well as forward. The femur and humerus were also rotated, so that the ends of the limbs and digits were pointed forward, in the direction of motion, rather than out to the side. By placement underneath the body, limbs can swing forward like a pendulum to produce a stride that is more efficient for moving over land.

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陸生動物の付属肢骨格も、水生動物とは異なる。肩は筋と結合組織を介して肩帯につながるため、頭蓋骨への衝撃が軽減される。初期の四肢動物では、脊柱が左右に波打つため、四肢が側方へ広がり、「腕立て伏せ」をするように移動していた。これらの動物の椎骨は、魚や爬虫類と同じように左右へ動かなければならなかった。この運動には、四肢を正中線へ動かす大きな筋が必要である。腕立て伏せをしながら歩くようなもので、エネルギーの効率的な使い方ではない。後に現れた四肢動物では、四肢が体の下に配置され、一歩ごとに前進するための力が少なくて済むようになった。その結果、内転筋は小さくなり、肩甲骨の可動域は広がった。また、運動が主に一つの平面に制限され、四肢を前方だけでなく上方にも動かすのではなく、前進する動きが生まれるようになった。大腿骨と上腕骨も回転し、四肢の先端や指は側方ではなく、移動方向である前方を向くようになった。体の下に配置されることで、四肢は振り子のように前へ振り出せるようになり、陸上での移動により効率的な歩行が可能になった。