足関節の支帯には固有受容的役割がある

足関節の支帯（retinacula）は、古典的には滑車システムと見なされ、脛腓関節（tibiotarsal joint）の動き中に腱を下部の骨に密着させる役割があると考えられてきました。この考えは臨床的な証拠に支持されており、えば、支帯の急性および慢性の損傷は、腱がその鋭い縁を超えて脱臼する可能性があります。これらの病的な損傷は、主に腓骨筋の腱や腓腹前筋、長母趾伸筋、長指伸筋の腱について説明されています。また、支帯は足関節の安定性に重要な要素とされており、さまざまな骨を結びつけています。
ただし、1984年にViladotらは、支帯は薄くて伸縮性があり、足関節の機械的な安定性には控えめな影響しかなく、代わりに固有感覚に重要な役割を果たす可能性があると述べました。例えば、足関節の内反によって腓骨支帯が伸張し、腓骨筋の反射収縮を活性化することがあります。この考えに従って、MarconettoとParino [2003]は手術技術を再検証し、すなわち下部伸筋支帯の側枝を腓骨踝に移植することで、単なる機械的な補強ではなく、固有感覚の増強の可能性を強調しました。Pisani [2004]によれば、支帯の組織学的特徴は、むしろ固有感覚の機能を示唆しており、腱や靭帯は主に機械的な役割を果たしているとされています。
これにもかかわらず、足関節の支帯の解剖学的な特徴は明確ではありませんでした。Platzer [1978]、Abu-HijlehとHarris [2007]、Numkarunarunroteら [2007]、およびBenjamin [2009]によれば、支帯は脚（crural fascia）と足の深部筋膜の厚みであり、それゆえにそれらから分離できないとされています。一方で、TestutとJacob [1987]やKopf-Maier [2005]は、腓骨筋支帯は骨に密着していると考えています。
Goslingら[2008]は、足関節の上部および下部伸筋支帯を区別せず、それらを横断的な線維の厚みとして示しました。一方で、Testut [1899]およびRohenら[2006]は、下部伸筋支帯がY字形をしていると示していました。最後に、Pernkopf [1963]によれば、下部伸筋支帯は十字形をしていました。Abu-HijlehとHarris [2007]によれば、これらの異なる支帯の説明は、これらの構造の境界を定義する難しさと、主観的な変動のために起因するものであるとされています。さらに、同じ支帯に対する同じ名前づけについても合意がありませんでした。例えば、下部伸筋支帯はKapandji [1994]によって円状距骨靭帯、Testut [1899]とChiarugi [1904]によって十字形靭帯、Kuhlmannら[1993]によってRetziusの靭帯、Sarrafian [1983]によってラムダ状靭帯と呼ばれていました。
組織学的な観点からは、文献にはほとんど説明がありません。Kleinら[1999]によれば、足関節支帯は三つの組織学的層から成り立っており（内部の滑走層、コラーゲン束を含む厚い中間層、および血管を含む緩い結合組織からなる外層）、弾性線維は少なく、線維芽細胞の中に散在していると述べています。対照的に、Pisani [2004]によれば、支帯は重要な弾性線維の存在によって靭帯とは異なっていたとされています。
わずかな研究ですがMRIを使用して足関節支帯を評価しています。Numkarunarunroteら[2007]は、屍体および解剖結果を用いた支帯のMRIの比較研究を報告し、結果の良好な相関性を示しました。Kirbyら[2005]およびLeeら[2006]は、腓骨筋と前脛骨筋の腱と対応する支帯との関係を評価しましたが、現在でも生体内での足関節支帯の完全な記述およびその可能な変化に関する情報は不足しています。
最近の研究では、足関節支帯の形態学的および組織学的な特徴を検証し、それらが固有感覚においてどのような役割を果たすかをよりよく理解することが検討された。足関節支帯はまた、7人の健康な被験者と足関節捻挫の結果を持つ17人の被験者でMRIによって評価し、その特徴に変化が見られるかどうかを確認しました。

肉眼的な解剖

全ての被験者（切断された足を除く）において、皮下組織は深層の組織に対する損傷なく容易に取り除くことができました。これは緩い結合組織の存在によるもので、脚と足の深部筋膜への損傷を防ぐのに役立ちました。脚の深部筋膜（またの名を脛腓筋膜とも呼ばれます）および足は、腱板に似た結合組織の厚い白色層として現れました。脛腓筋膜の厚さは平均で880マイクロメートルであり、膝窩部位で1mmから脚の末梢部位で700マイクロメートルに徐々に減少していました。脛腓筋膜の内部には、さまざまな方向に走る多くの線維束が肉眼で見えました。足関節の近くでは、支帯は脛腓筋膜および足の深部筋膜からはっきりと区別できましたが、これらの筋膜の厚みとして現れ、個別の解剖学的構造ではなく、分離することは難しかったです。そのため、正確な境界を記述することは難しかったものの、主要な束、およびそれらが骨と筋に挿入され、腱との関係を特定することができました。脚の末梢部の前方における脛腓筋膜は常に基底の筋肉から容易に分離できましたが、外踝および内踝に取り付けられていました。一方で、足の背側領域の深部筋膜は部分的に基底の構造に固着しており、足関節支帯の深い表面には多くの筋線維が挿入されていました。

上方の伸筋支帯は、脛腓筋膜の横断的な線維の厚みとして現れ、脛腓関節から約3cm 近位に位置していました。これは内側に脛骨の前面に付着し、その腓骨に連なりました。解剖学的なランドマークは、末梢部ではよりはっきりと定義されていました。 近位部では、それが徐々に脛腓筋膜に狭まっていきました。したがって、支帯の近位の境界が脛腓関節から約9cmの位置で明確に特定できるのは一部の被験者のみでした。上方の伸筋支帯は、被験者間で厚さと線維の方向において非常に変動がありました。ほとんどの標本では、横方向に配向していましたが、2本の線維は斜めで内側に向かって上昇していました。前脛骨筋、長趾伸筋、および長母趾伸筋の腱は上方の伸筋支帯の下を滑っていました。

下方の伸筋支帯は、最も簡単に識別できる足関節の支帯でした。Y字形の構造をしており、Yの2つの枝は内側に向かっていました。Yの茎は、脛腓関節から約1.5cmの位置にあり、距骨の掌側面と足関節の関節包に取り付けられていました。支帯の外側の枝には2つの部分がありました：一つは表面的で、腓骨下部伸筋支帯に続いて踵骨の前外部に取り付けられ、もう一つは深部にあり、距骨洞に挿入されていました。内側では、Yの2つの枝が分かれました：一方は上向きに伸び、脛骨踝に取り付けられる（上内側枝）、もう一方は下向きに延び、腓骨下伸筋支帯の表面部分に続いてから、踵筋膜の境界に取り付けられました（下内側枝）。上内側枝は長母趾伸筋および血管と神経を越えており、前脛骨筋の線維を分割して脛骨を覆っていました。下内側枝は、踵骨の境界近くで、長母趾伸筋の一部の線維に挿入し、その近くで厚みを示しました。すべての被験者において、腓骨下部伸筋支帯の内側から多くの腓骨下部の短母趾伸筋および長母趾伸筋の筋線維が起こっていました。

屈筋支帯は、浅層と深層の2つの層から構成されていました。浅層は、内踝から下方および後方に延び、内踝の踵骨表面に至り、距骨洞を形成していました。長趾屈筋、長母趾屈筋、および後脛骨筋の腱がこれの下を通過し、一方で後脛骨動脈と脛骨神経は屈筋支帯の浅層を分割して包まれていました。この層の前縁は厚く、短母趾伸筋に取り付ける線維リングを形成していました。屈筋支帯の浅層の背面では、踵（アキレス）腱を包み込み、その後で上腓骨伸筋支帯に続いていました。屈筋レチヌクラの深層は、内踝から内踝の踵骨表面まで延び、その深い表面に母趾方形筋に取り付けを行っていました。
上部腓骨筋支帯と下部腓骨筋支帯は、足関節の外側にある線維帯で、長腓骨筋と短腓骨筋の腱を結びつけていました。上部腓骨筋支帯は、外踝から外踝の後方に四角形の板状に広がり、外踝から外踝の踵骨表面に至りました。その後方では、2つに分かれる：表面と深層。表層はアキレス腱を包み込み、次に浅層屈筋支帯に続いていました。その解剖学的な境界は特に上部では定義が難しく、徐々に脛腓筋膜に細く狭まります。上部腓骨筋支帯の深層は、アキレス腱と短母趾屈筋の間を通り、脛腓筋膜の深い板の補強を表していました。下部腓骨筋支帯は、下部伸筋支帯の外側枝の表層と連続していました。これは、長腓骨筋と短腓骨筋の腱の上方を通り、その一部の線維は踵骨に固定され、2つの腱の間に隔壁を形成していました。すべての被験者において、支帯の下方で同様の特性と方向性を持つ多くの他の線維束が見えました。これらの補強の一部は骨に挿入されていないが、足底腱膜にのみ挿入されていました。
解剖学的な切断された3本の脚の解剖では、皮下組織に線維状のゾーンが存在することが示されました。特に、1つの標本ではこれらの変化が足関節の外側領域に見られ、すべての皮下組織の線維状の変化が皮膚と深層筋膜との間に癒着を生み出し、腓骨筋支帯を分離することが不可能でした。2番目の標本では、皮下の線維状の変化は主に足関節および足の内側領域に見られ、下部伸筋支帯がはっきりと見えました。3番目の標本では、足関節領域全体で皮下組織の明白な変化が見られ、全ての深層筋膜が線維束の乱れた配置を示していました。

微細構造の解剖

形態計測解析では、下部伸筋支帯の平均厚さは1,371.7マイクロメートルであり、脛腓筋膜は880マイクロメートルでした。後者の厚さは、最小で550マイクロメートルから最大で1,160マイクロメートルまで大きな変動がありました。脛腓筋膜と支帯は、平行なコラーゲン線維束からなる複数の層（2-3層）で構成されていましたが、脛腓筋膜ではコラーゲン線維が筋膜の総体積の20%未満を占め、支帯では線維束がより密に配置され、緩い結合組織が少なかったです。コラーゲン線維束の整列は層ごとに異なっていました。各層は、隣接する層と薄い緩い結合組織の層で分離されていました。バン・ギーゾン弾性線維染色では、脛腓筋膜にはいくつかの弾性線維があり、さまざまなコラーゲン層を分ける緩い結合組織の中で不規則なメッシュを形成していました。一方、支帯には弾性繊維はありませんでした。

緩い結合組織には、脚の深部筋膜と支帯全体にわたって、線維束と交じり合った多くの血管と小さな神経枝が明らかに見られました。神経線維は特に血管周りに多く見られましたが、腱板の線維成分全体に均等に分布していました。また、いくつかのラフィニ、パチーニ、およびまれなゴルジ・マッツォーニ小体も主に支帯内で強調されました。支帯を脛骨内外側に挿入する部位で採取した標本では、それらが腓骨と脛骨の腓脛関節の骨膜との結びつきを示していました。
切断された脚の病理的な領域の組織学的研究では、皮下層の完全な変化が示されました。特に、層を分離している緩い結合組織がなくなり、すべての構造が均一な線維組織で置き換えられていました。血管供給も少なく、強調されたわずかな血管は小さな腔と厚い壁を示していました。

最近の解剖学的研究では、支帯は特定の筋肉および骨との結合を持ち、そのために筋肉のトーヌスに敏感であり、筋肉の挿入と腱との密接な関係、および足部の骨の相対的な位置に感知的できるようになっています。例えば、腓骨と踵骨を結ぶ腓骨筋支帯は、足のすべての外反運動中に、骨の挿入の離れや腱の伸張によって伸ばされる可能性があります。同様に、屈筋支帯は、内旋運動中および長母趾屈筋の収縮によって伸ばされる可能性があります[Macchi et al.、2005]。組織学的な研究もまた、支帯が神経線維と固有受容器に富んでおり、これはMarconettoとParino [2003]の固有感覚的な役割に関する仮説を確認しています。したがって、支帯は単なる安定化の受動的な要素としてではなく、足と足関節の運動をより良く知覚するための腱板の特殊な形態として、固有感覚器官の一種と見なすべきです。したがって、全ての支帯は、足の固有の筋肉や基底にある腱および骨との関係と共に考慮されるべきであり、それらは腓腹筋の筋肉が上腕筋筋膜に広がるのと同様に、すべての足関節の運動を感知する役割を果たしています[Stecco et al.、2008]。

競艇の帆の補強のように、筋膜は均質な構造ではなく、筋肉の収縮によって生じる力線に従って補強を提供し、それによって腱が下を通過し、骨が動くことによっています。すべての骨の挿入と筋力が分かれば、支帯とその付属束の配置も理解できるようになります。もし被験者が不正確な歩行をしているか、足の骨や筋肉の解剖学的な配置が変わっている場合（例：凹足または平足の場合）、筋膜内の牽引力が変わり支帯の線維束の配置に変更が生じる可能性があります。この仮説のさらなる確認は、足関節捻挫の結果を持つ被験者と切断された脚の評価からも得られ、これらは支帯と皮下組織との新しい癒着を示しました。 Grosset and Onambele-Pearson [2008]の研究によっても確認されています。私たちの支帯の解剖機能的な視点では、新しい固定点の形成が、筋膜を皮下組織に固定するか、または外傷後に支帯を中断することによって、おそらく筋膜内の力線の配布を変え、補助の線維束の形成を引き起こし、各種線維結合組織の力学的機能と分子組成との強い関係を確認します[Putz and Müller-Gerbl, 1995; Milz et al., 2005]。支帯の継続性はまた、もっと一般的な視点を提供します。例えば、被験者が足首から遠く離れた筋筋組織病態を持っている場合、脛腓筋膜は異常な牽引力を支帯に伝え、足関節の固有感覚系を変更する可能性があります。これは、支帯内側に挿入された筋肉線維の配置を変更するかもしれませんが、新しい骨の挿入も作成します。元々はいかなる病態もない足関節も、これによって痛みの補償機構となります。したがって、文献に記載されている付属束と解剖学的変異は、支帯が筋膜系の統合的な役割の形態学的な証拠と見なすべきであることを示しています。

まとめ

固有受容における支帯の役割は明らかになり始めているが、明確な解剖学的根拠や足関節捻挫患者における支帯の損傷の可能性についての説明はなされていない。支帯は、骨または筋肉の接続を示す深部筋膜の肥厚です。それらは2〜3層の平行なコラーゲン線維束で形成されており、少し緩い結合組織が密に詰め込まれており、弾性線維はありませんが、多くの神経線維と小体が含まれています。MRI により、筋膜は平均厚さ 1 mm の低信号強度の帯として現れました。足関節捻挫の結果をもたらした患者の MR 所見は、異常な筋膜の厚さ、信号強度、全層ギャップでした。支帯は、靱帯のような関節の安定化のための静的な構造ではなく、足と足関節の動きの局所的な空間固有受容のための筋膜の特殊化です。それらの解剖学的変化と付属束は、関節運動の末梢制御における筋膜系の統合的な役割の形態学的証拠と見なすことができます。