大腿四頭筋（大腿直筋、外側広筋、中間広筋、内側広筋）の一つで、太もも前面の中心を走る。
大腿骨からではなく腸骨の下前腸骨棘から起こる、四頭筋の中では唯一の二関節筋である。
そのため膝関節の伸展だけではなく、股関節の屈曲にも作用する。
大腿直筋が硬化すると骨盤を前下方に引っ張るため、反り腰の状態を引き起こし腰痛の原因になることもある。
近年の研究では大腿直筋の近位とそれ以外の部位との間に、顕著な機能的役割や活動特性の差が存在することが明らかにされている。
とくにレッグエクステンションでは膝関節まわりの筋肉が肥大しやすくなるため、股関節まわりの大腿直筋を肥大させるためには工夫が必要である。
＜起始＞
・腸骨下前腸骨棘
・寛骨臼
＜停止＞
・膝蓋骨上縁
・脛骨粗面
＜支配神経＞
・大腿神経（L2～L4）
＜主な働き＞
・膝関節の伸展
・股関節の屈曲
＜主なトレーニング法＞
・レッグエクステンション(さまざまな股関節の角度を実施すると、より効果的)
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