Většina zralých extrafuzálních vláken kosterního svalstva u savců je inervována pouze jediným α motorickým neuronem. Jelikož zdaleka není motorických neuronů více svalových vláken, jednotlivé motorické axony se rozvětvují ve svalech a synchronizují se na mnoha různých vláknech, která jsou obvykle rozložena na relativně širokou oblast ve svalu, pravděpodobně proto, aby zajistila šíření kontraktilní síly motorické jednotky. rovnoměrně (obrázek 16.4). Toto uspořádání navíc snižuje pravděpodobnost, že poškození jednoho nebo několika motorických neuronů α významně pozmění akci svalu. Protože akční potenciál generovaný motorickým neuronem obvykle přináší prahovou hodnotu všech svalových vláken, s nimiž se stýká, jediný α motorický neuron a jeho přidružená svalová vlákna společně tvoří nejmenší jednotku síly, kterou lze aktivovat k produkci pohybu. Sherrington byl první, kdo rozpoznal tento základní vztah mezi α motorickým neuronem a svalovými vlákny, které inervuje, pro které vytvořil termín motorová jednotka.

Obrázek 16.4

Motorová jednotka. (A) Schéma znázorňující spodní motorický neuron v míše a průběhu jejího axonu do svalu. (B) Každý motorický neuron se synchronizuje s více svalovými vlákny. Motorický neuron a vlákna, která kontaktuje, definují motorickou jednotku. Kříž (více …)

Jak motorické jednotky, tak samotné motorické neurony α se liší velikostí l α motorické neurony inervují relativně málo svalových vláken a tvoří motorické jednotky, které generují malé síly, zatímco velké motorické neurony inervují větší a silnější motorické jednotky. Motorické jednotky se také liší v typech svalových vláken, která inervují. Ve většině kosterních svalů malé motorické jednotky inervují malá „červená“ svalová vlákna, která se pomalu stahují a vytvářejí relativně malé síly; ale vzhledem k jejich bohatému obsahu myoglobinu, hojným mitochondriím a bohatým kapilárním lůžkům jsou taková červená vlákna odolná proti únavě Tyto malé jednotky se nazývají pomalé (S) motorické jednotky a jsou zvláště důležité pro činnosti vyžadující trvalou svalovou kontrakci, jako je udržování vzpřímeného držení těla. Větší α motorické neurony inervují větší bledá svalová vlákna, která generují větší sílu; nicméně tato vlákna mají řídké mitochondrie a jsou proto snadno unavitelná. Tyto jednotky se nazývají motorové jednotky s rychlou únavou (FF) a jsou zvláště důležité pro krátké námahy, které vyžadují velké síly, jako je běh nebo skákání. Třetí třída motorových jednotek má vlastnosti, které leží mezi těmi z ostatních dvou. Tyto rychlé motorové jednotky odolné proti únavě (FR) mají střední velikost a nejsou tak rychlé jako jednotky FF. název napovídá, že jsou podstatně odolnější vůči únavě a generují přibližně dvojnásobnou sílu pomalé motorové jednotky (obrázek 16.5).

Obrázek 16.5

Porovnání síly a únavnosti tří různých typů motorových jednotek. V každém případě reakce odráží stimulaci jediného motorického neuronu. (A) Změna svalového napětí v reakci na akční potenciál jediného motorického neuronu. (B) Napětí (více …)

Tyto rozdíly mezi různými typy motorických jednotek naznačují, jak nervový systém produkuje pohyby vhodné pro různé okolnosti. Ve většině svalů mají malé, pomalé motorické jednotky nižší prahové hodnoty pro aktivaci než větší jednotky a jsou tonicky aktivní při motorických akcích, které vyžadují trvalé úsilí (například ve stoje). Prah pro velké, rychlé motorové jednotky je dosažen pouze při rychlých pohybech vyžadujících velkou sílu, jako je skákání. Funkční rozdíly mezi různými třídami motorických jednotek také vysvětlují některé strukturální rozdíly mezi svalovými skupinami. Například motorická jednotka v podešvi (sval důležitý pro držení těla, který zahrnuje většinou malé, pomalé jednotky) má průměrný inervační poměr 180 svalových vláken pro každý motorický neuron. Naproti tomu gastrocnemius, sval, který zahrnuje malé i větší jednotky, má inervační poměr 1 000–2 000 svalových vláken na motorický neuron a může generovat síly potřebné pro náhlé změny polohy těla. Jemnější variace jsou přítomny u sportovců s různými tréninkovými režimy. Svalové biopsie tedy ukazují, že sprinteri mají v nohou větší podíl silných, ale rychle unavujících bledých vláken než maratonci. Další rozdíly se týkají vysoce specializovaných funkcí konkrétních svalů. Například oči vyžadují rychlé a přesné pohyby, ale malou sílu; v důsledku toho jsou extraokulární svalové motorické jednotky extrémně malé (s inervačním poměrem pouze 3!) a mají velmi vysoký podíl svalových vláken schopných kontrakce s maximální rychlostí.