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上肢または上肢は、直立姿勢の四肢動物の脊椎動物の前肢であり、肩甲骨と鎖骨から指まで伸びており、肩、肘、手首、指関節に関わるすべての筋肉と靭帯を含みます。[ 1 ]人間の場合、各上肢は肩、腕、肘、前腕、手首、手に分けられ、[ 2 ] [ 3 ]主に登攀、持ち上げ、物体の操作に使用されます。解剖学では、腕が上腕を指すのと同様に、脚は下腿を指します。
正式な用法では、「腕」という用語は肩から肘までの構造のみを指し、前腕は明確に除外されるため、「上肢」と「腕」は同義ではありません。[ 4 ]しかし、くだけた用法では、これらの用語はしばしば互換的に使用されます。「上腕」という用語は解剖学的には冗長ですが、非公式な用法では、2つの用語を区別するために使用されます。
人体では、上肢の筋肉は、起源、位置、機能、または神経支配によって分類できます。神経支配による分類は発生学的および系統発生的な起源を明らかにしますが、以下の機能的・位置的分類は筋肉間の動作の類似性を反映しています（肩甲帯は例外で、同様の動作をする筋肉でも位置や向きが大きく異なる場合があります）。[ 5 ]
肩甲帯[ 6 ]または胸帯[ 7 ]は、鎖骨と肩甲骨から構成され、胸鎖関節（上肢で体幹と直接関節する唯一の関節）を介して上肢を体幹骨格に接続します。胸鎖関節は、動的な靭帯として機能する鎖骨下筋によって支えられた球関節です。この筋肉は関節の脱臼を防ぎますが、強い力が加わると鎖骨が折れる傾向があります。肩鎖関節は、肩甲骨の肩峰と鎖骨の間の関節で、同様に強い靭帯、特に過度の外側および内側の動きを防ぐ烏口鎖骨靭帯によって強化されています。これら2つの関節の間では、肩甲帯の幅広い動きが可能になります。これは主に、肩甲骨と体幹骨格の間に骨同士の接触がないためです。対照的に、骨盤帯は軸骨格にしっかりと固定されているため、安定性と耐荷重能力が向上します。 [ 7 ]
肩甲帯の可動性は多数の筋肉によって支えられている。これらの筋肉の中で最も重要なものは、紡錘形や帯状の筋肉ではなく筋膜であり、そのため単独で作用することはなく、一部の筋線維は他の筋肉の筋線維と協調して作用する。[ 7 ]
肩関節（一般的に肩関節と呼ばれる）は、肩甲骨の関節窩と上腕骨頭の間にある、可動性の高い球関節です。他の関節にある靭帯による受動的な安定化がないため、肩関節は肩甲骨から上腕骨まで伸びる短い筋肉群である回旋筋腱板によって能動的に安定化されています。この関節には下方への支持がほとんどなく、肩関節の脱臼はほぼ例外なくこの方向に発生します。 [ 8 ]
この関節で作用する大きな筋肉は複数の動作を行い、一見単純な動きも、多くの場合、複数の筋肉の拮抗筋と主動筋の複合的な動作の結果です。例えば、 肩関節では大胸筋が最も重要な腕の屈筋であり、広背筋が最も重要な伸筋ですが、これら2つの筋肉が同時に作用すると、互いの動作が打ち消し合い、内旋成分のみが残ります。一方、関節で純粋な屈曲を行うには、三角筋と棘上筋が内転成分を打ち消し、小円筋と棘下筋が大胸筋の内旋成分を打ち消す必要があります。同様に、外転（腕を体から離す動作）は、異なる段階で異なる筋肉によって行われます。最初の10°は完全に棘上筋によって行われますが、それ以降は、はるかに強力な三角筋の線維が90°までその動作を引き継ぐように配置されています。 180°の完全な外転範囲を達成するには、腕を内側に回転させ、肩甲骨を回転させて関節窩を上方に向ける必要があります。 [ 8 ]
人間の上肢を構成する骨は
腕本体（腕部）は、肩と肘の間の領域で、上腕骨と遠位端にある肘関節から構成されています。 [ 6 ]
肘関節は、上腕橈骨関節、上腕尺骨関節、上橈尺関節の 3 つの関節からなる複合体であり 、前2つの関節は屈曲と伸展を可能にし、後者は、その下方の同名の関節 とともに、手首での回外と回内を可能にする。 上腕三頭筋は主要な伸筋であり、上腕筋と上腕二頭筋は主要な屈筋である。しかし、上腕二頭筋は主要な回外筋であり、この動作を行っている間は、肘での効果的な屈筋ではなくなる。 [ 9 ]
前腕（ラテン語：antebrachium）[ 6 ]は橈骨と尺骨から構成され、尺骨は肘関節の主要な遠位部であり、前者は手首関節の主要な近位部を構成します。
前腕にある多数の筋肉のほとんどは、手の甲側（手の甲）の手首、手、指の伸筋と、手のひら側（手のひら側）の表層にある同様の屈筋に分けられます。これらの筋肉は上腕骨の外側上顆または内側上顆に付着しています。したがって、肘に作用しますが、起始部が肘の回転中心に近いため、主に手首と手の遠位で作用します。この単純な区分に対する例外は、腕橈骨 筋（強力な肘屈筋 ）と長掌筋（主に掌側腱膜 を緊張させる弱い手首屈筋）です。深層の屈筋は外在性の手筋であり、手の重要なパワーグリップを生み出すために使用される指関節の強力な屈筋ですが、強制伸展はあまり役に立たないため、対応する伸筋ははるかに弱くなっています。 [ 10 ]
上腕二頭筋は主要な回外筋（右腕でネジを締める動作）であり、円回内筋と方形回内筋は主要な回内筋（ネジを緩める動作） である。後者の2つは尺骨の周りを橈骨を回転させ（そのため、最初の骨の名前が付けられている）、前者は回外筋の助けを借りてこの動作を逆転させる。上腕二頭筋は反対の筋肉よりもはるかに強いため、回外は回内よりも強い動作である（そのため、ネジの方向が回内する）。 [ 10 ]
手首（ラテン語：carpus）[ 6 ]は手根骨で構成され、近位では手首関節（または橈骨手根関節）、遠位では手根中手関節で関節を形成します。手首は、中手根関節によって隔てられた2つの構成要素に分けられます。手首の複合運動中の8つの手根骨の小さな動きを説明するのは複雑ですが、屈曲は主に中手根関節で起こり、伸展は主に橈骨手根関節で起こります。後者の関節は、手首の内転と外転の大部分も担っています。 [ 11 ]
手首の筋肉の働きを説明するのは複雑です。手首に直接作用する 5 つの筋肉 (橈側手根屈筋、尺側手根屈筋、橈側手根伸筋、尺側手根伸筋、長掌筋 ) には、外在筋 (つまり、指に作用する筋肉) の腱が伴います。したがって、手首のあらゆる動きは、筋肉群の働きです。4 つの主要な手首の筋肉 (FCR、FCU、ECR、ECU) は手首の 4 つの角に付着しているため、二次的な動き (つまり、尺側または橈側偏位) も生み出します。手首で純粋な屈曲または伸展を生み出すには、これらの筋肉は互いの二次的な作用を打ち消すようにペアで作用する必要があります。一方、対応する手首の動きを伴わない指の動きには、手首の筋肉が手首の外在筋の寄与を打ち消す必要があります。 [ 11 ]
手（ラテン語：manus）[ 6 ] 、中手骨（手本体）と指の指骨は、中手指節関節（MCP、指関節を含む）と指節間関節（IP）を形成します。
手根骨と中手骨の間の関節である手根中手関節のうち、親指の鞍状関節のみが高い可動性を持ち、中手指節関節ではその逆が当てはまります。指の関節は単純な蝶番関節です。 [ 11 ]
手自体の主な役割は、物をつかむことと操作することであり、手は、 パワーグリップとプレシジョングリップという2つの主要なグリップに適応しています。パワーグリップでは、物体を手のひらに当てて保持し、プレシジョングリップでは、物体を指で保持します。どちらのグリップも、手の内在筋と外在筋が一緒に働きます。最も重要なのは、親指の比較的強い母指球筋と親指の柔軟な第一関節により、親指の末端パッドを他の4本の指の末端パッドに直接接触させる特別な対向運動が可能になることです。対向運動は、親指の屈曲と外転の複雑な組み合わせであり、親指を自身の軸を中心に90°回転させる必要もあります。この複雑な動きがなければ、人間はプレシジョングリップを行うことができません。 [ 12 ]
さらに、手の内部筋群の中心群は、人間の器用さに重要な役割を果たしています。掌側骨間筋と背側骨間筋は、中手指節関節（MCP関節）で内転と外転を行い、つまむ動作に重要です。深指屈筋（FDP）と総指伸筋（FDC）の腱に付着している虫様筋は、中手指節関節（MCP関節）を屈曲させ、指節間関節（IP関節）を伸展させ、指の伸展と屈曲時にこれら2つの筋肉間で力がスムーズに伝達されるようにします。 [ 12 ]
上肢の運動および感覚支配は、脊髄神経C5-T1の腹側枝によって形成される腕神経叢によって行われる。頸部後三角では、これらの枝は3本の幹を形成し、そこから線維が腋窩領域（脇の下）に入り、上肢の前部および後部区画の筋肉を支配する。腋窩では、索が形成され、枝に分岐し、以下に挙げる5つの終末枝を含む。 [ 13 ] 上肢の筋肉は、近位から遠位に向かって分節的に神経支配されており、近位の筋肉は上位の分節（C5-C6）によって、遠位の筋肉は下位の分節（C8-T1）によって支配されている。 [ 14 ]
上肢の運動神経支配は、腕神経叢の5つの終末神経によって行われる：[ 14 ]
腕神経叢の側枝：[ 14 ]
上肢の動脈：
上肢の静脈：
上肢の血液供給に関しては、解剖学的変異が多数存在する。[ 15 ]
すべての哺乳類の骨格は、共通の五指（「5本指」）のテンプレートに基づいているが、異なる機能に最適化されている。多くの哺乳類は前肢を使って他の作業も行うことができるが、ほとんどの陸生哺乳類では、前肢の主な用途は、有蹄類（蹄歩行）、趾行類（つま先歩行）、蹠行類（足底歩行）の3つの主要な移動様式のいずれかである。一般的に、前肢は速度と持久力に最適化されているが、一部の哺乳類では、掘削や掴むなどの他の機能のために、移動の最適化の一部が犠牲になっている。 [ 16 ]
霊長類では、上肢は広範囲に可動するため、手先の器用さが向上します。チンパンジーの四肢は、人間の四肢と比較すると、その生活様式の違いが明らかになります。チンパンジーは主に2つの移動様式を用います。1つはナックルウォーキングと呼ばれる四足歩行で、体重を指の関節（より正確には指の中節骨）で支えます。もう1つはブラキエーション（枝から枝へぶら下がる）と呼ばれる二足歩行で、曲げた指を使って頭上の枝をつかみます。これらの移動様式の要件を満たすため、チンパンジーの指の節骨は長く、屈筋腱の付着部がより頑丈になっています。また、中手骨には背屈（指を手の甲側に伸ばすこと）を制限する横方向の隆起があります。親指はブラキエーションを容易にするのに十分な大きさでありながら、対向する親指によって得られる器用さをある程度維持しています。対照的に、人間では移動機能がほぼ完全に失われており、テナガザルなどの腕渡り動物では親指が非常に小さく、手首も柔軟性がない。 [ 16 ]
有蹄類では、前肢は速度と持久力を最大限に高めるように最適化されており、他の目的にはほとんど使われていません。人間の四肢の骨格とは対照的に、有蹄類の近位骨は短く、遠位骨は長く、歩幅を長くしています。近位部では、大きくて短い筋肉が歩行の速さを支えています。馬などの奇蹄類は、体重を支えるために第3趾を1本だけ使用し、中手骨は著しく縮小しています。 キリンなどの偶蹄類は、第3趾と第4趾の両方を使用しますが、体重を支えるために完全に融合した1本の指骨を使用します。カバなど、生息地が硬い地形での高速走行を必要としない有蹄類は、4本の指を維持しています。 [ 16 ]
食肉目（Carnivora）の種の中には、肉食動物というよりはむしろ昆虫食動物である種もいるが、ネコ科動物は、持久力よりもスピード、パワー、加速力に特化した、最も高度に進化した捕食動物の一つである。有蹄類と比較すると、ネコ科動物の四肢は短く、末端部の筋肉が発達しており、5つの中手骨と指骨を維持している。これにより、より広い範囲の動き、より多様な機能、そして敏捷性（例えば、登る、叩く、毛づくろいなど）が可能になる。この目の昆虫食動物の中には、特定の機能に特化した足を持つ種もいる。ナマケグマは、獲物を殺すのではなく、指と大きな爪を使って丸太を引き裂く。ジャイアントパンダやレッサーパンダなどの他の昆虫食動物は、足に大きな種子骨を発達させ、それが追加の「親指」として機能する一方、ミーアキャットなどの他の種は、四肢を主に掘削に使用し、痕跡的な第一指を持っている。 [ 16 ]
樹上性のフタユビナマケモノは、南米に生息する有毛目哺乳類で、枝にぶら下がるのに非常に適応した四肢を持っているため、地面を歩くことができず、前指の大きく湾曲した爪を使って自分の体を地面に引きずらなければなりません。 [ 16 ]
